四川省明信能源集團明德立信共贏未來明誠能源股份有限公司明德立信共贏未來油氣勘探開發主要過程與工藝主講人：田森杉

時間：2020年8月22日石油和天然氣是儲存在地層中的物質它們是從分解的動植物殘骸演變而來科學家們認為石油是這樣形成的：很久很久以前死亡的動植物被厚厚的沉積物緩慢掩埋。經過很長的時間，在一定的壓力和溫度下，這些有機物轉變成立今天人們發現的石油和天然氣。

(例如：現在人們能夠用某些廢棄物生成沼氣)什么是石油、天然氣？有何用處？石油天然氣有什么用途？通過提煉，他們可以制成很多產品:發電廠用的燃料輕型車用的汽油卡車和火車用的柴油飛機用的航空汽油房屋取暖用的燃料油很多其他材料也來自于石油產品:塑料織布的材料(例如:聚酯纖維，聚丙烯)日用化學品

染料石油：自然狀態下的石油有的粘稠，有的稀薄，顏色有黑的，也有淺顏色的。天然氣：從地下開采出來以碳氫化合物為主的氣體混合物，主要成分為甲烷、乙烷、丙烷等烴類及微量的其他氣體，如氮、二氧化碳、硫化氫等。哪里可以找到石油和天然氣?沒有沉積盆地就沒有石油天然氣！！！沉積盆地：地質歷史上曾經不斷下沉接受沉積的洼陷區域。物質：由沉積地層組成（因石油天然氣的來源）。時代：發育在一定的地質時代。

空間：是具有盆狀形態的地殼構造單元。

有的人認為在一個地下的大池子里.

實際上，大多數油是嵌在巖石顆粒和沙子之間很小的孔隙里。大多數這樣的孔隙肉眼是看不到的。油氣藏是油氣在單一圈閉中的聚集，具有統一的壓力系統和油水界面，是油氣在地殼中聚集的基本單位。圈閉中只聚集了油，就是油藏，只聚集了氣，就是氣藏;既有油又有氣，則為油氣藏。所謂工業性油氣藏:是指油氣聚集的數量足夠大，具有開采價值的油氣藏。一般用單井日產油量來衡量這是一個穹頂型油藏的例子:這是阻止油氣向上流動的非滲透性巖石層。下面的水層，它防止了油向下逃逸。這是一個氣藏的例子這是一個有氣頂的油藏的例子為什么我們要假設氣體在頂部?1、我國的含油、氣盆地分布2、我國的含油、氣盆地分布找到了含油氣盆地后又該咋辦？前期勘探運用以上方法尋找油氣聚集地，其中常用地質法、鉆井法、地球物理方法，也可以說先有地質法確定可能的含油氣盆地，再用鉆井法去驗證，在鉆井之前可以對區域先進行二維地震勘探，以確定最佳探井位置，在基本確定了地下油氣藏后，我們就可以做三維地震勘探，以達到精確尋找油氣富集區提供依據。做完上述準備工作后，接下來干什么????鉆井工程研究對象：井眼主要研究內容鉆井方法；鉆進工藝；建立永久性通道。石油鉆井：是指利用專用設備和技術，在預先選定的地表位置處，向下或一側鉆出一定直徑的孔眼，一直達到地下油氣層的工作。鉆井方法的發展：（1）人工掘井：1521年之前。（2）人力沖擊鉆：1521～1835年，是靠人力、撈砂筒、特殊鉆頭、懸繩、游梁等來完成的。3）機械頓鉆（沖鉆）：1859～1901年，靠機械沖擊作用破巖，破巖和清巖相間進行。（4）旋轉鉆：1901年發展起來的，旋轉鉆井是靠動力帶動鉆頭旋轉，在旋轉的過程中對井底巖石進行破碎，同時循環鉆井液以清潔井底的鉆井方法。旋轉鉆井又分為轉盤鉆井、井下動力鉆具鉆井、頂部驅動旋轉鉆井。1、鉆井基本概念鉆井施工4、搬家8、鉆進5、安裝設備9、起鉆6、一次開鉆10、換鉆頭7、二次開鉆11、下鉆完井施工12、完井電測13、下套管固井14、通、刮、洗作業鉆前施工1、定井位2、道路勘察3、基礎施工2、鉆井施工工序鉆前工程（鉆前作業）：1、依據開發方案尋找井口坐標（原坐標），按照布井規則，圍繞原坐標尋找可實施井口；2、搬家道路勘察；3、鉆前工程設計（主要是土石方）；4、征地，施工機械及材料準備，以及相關手續辦理（包括：國土、林業、環保、交通、水利等）；4、老百姓征地補償落實，政府各項手續規費繳納；5、得到批文，隨即組織開工建設。貴州烏江能源安頁2井2018年11月左右，工期近3個月左右，主要困難為井場內有29作墳拆遷,目前頁巖氣井場純施工工期在45天左右。陜北井場及道路復雜的工農關系鉆進作業：1、鉆井就是利用鉆機設備及破巖工具破碎地層形成井筒的工藝過程，目地是進行地質評價、發現油氣藏、開發油氣藏。施工工序（單開次施工工序）：鉆進→循環→接單根→鉆進→循環→起下鉆→完鉆→測井→下生產套管→固井→測聲幅→通井→刮井→洗井→全井筒試壓。2、鉆井周期：從開鉆到完鉆的時間，完鉆指的是鉆到目的井深，起鉆，鉆頭起出井口的時間。3、中完周期：每一個開次完鉆至下一個開次發生地層進尺的時間。4、完井周期：從完鉆到完井（最后一開次套管固井質量測完，測井儀器起出轉盤）的時間。5、建井周期：從搬家安裝到完井的時間。油氣井分類按照井別用途分為：按照井型分為：完井作業：1、完井作業按照施工階段不同分為：中完作業和完鉆完井作業。2、中完作業：各開次完鉆之時起至下一開次產生地層進尺止。作業內容包括：本開次完鉆后的全井循環，通井，電測，通井，下套管，固井，候凝及安裝井口，固井質量測定，鉆水泥塞，地破實驗，下開次鉆進。3、完鉆完井作業：最后一開次完成鉆井進尺之時起至完成全井承壓實驗井口移交甲方之時止。作業內容包括：全井循環，通井，電測，通井，下套管，固井，候凝及安裝井口，完成通、刮、洗井程序，固井質量測定，全井承壓實驗。各施工環節動力負荷分析：1、鉆前工程：基本沒有外部能源接入。2、鉆井作業：鉆機啟動，提升作業，井下復雜處理三過程動力負荷較大。3、完井作業：下套管過程中的鉆機提升作業，井下復雜處理，鉆井泵代替固井車用鉆井也頂替水泥漿作業過程負荷較大。二開鉆進（技術套管）三開鉆進（油層套管）鉆井液出口井口防溢管注水泥施工一開鉆進（表層套管）井口防噴器三、鉆機1、鉆機類型1、按鉆井方法分類沖擊鉆機（鉆機頓鉆）地面驅動旋轉鉆機井下驅動鉆機2、按鉆井深度分類

淺井鉆機（≤1500米）中深度鉆機（1500米～4000米）深井鉆機（4000米～5000米）超深井鉆機（6000米以上）3、按地域環境分類

陸地鉆機海洋平臺鉆機海洋人工島鉆機沙漠鉆機沼澤地鉆機低溫鉆機

叢林直升機吊裝鉆機4、按移動方式分類

塊裝鉆機車裝鉆機拖掛鉆機5、按動力類型分類

機械鉆機半電動鉆機電動鉆機柴油驅動純機械鉆機柴油驅動純機械塔式鉆機車載柴油驅動純機械桅式鉆機海洋半潛式鉆機（海洋981平臺）類型：機械驅動鉆機是指以柴油機為動力，通過液力變矩器、鏈條、齒輪、三角膠帶等不同組合的傳動形式所驅動的鉆機，主要包括齒輪傳動、膠帶傳動和鏈條傳動三種形式，具有制造方便成本低的特點。現狀：目前機械驅動石油鉆機主要為鏈條鉆機，采用鏈條作為主傳動裝置，2~3臺柴油機變矩器驅動機組，用多排小節距套筒滾子鏈條并車，統一驅動各工作機組，一般仍用膠帶傳動鉆井泵，部分深井鉆機采用萬向軸驅動。2、機械鉆機類型及特點

類型：電驅動鉆機包括直流電機驅動（ZJ70D)和交流變頻電機驅動(ZJ70DB)兩種形式。電驅動鉆機具有傳動柔和、調速性能好、操作方便靈活、模塊體積小、安裝移運方便、可靠性高、噪音小、污染小、節能等特點。直流電機驅動：直流電動鉆機是采用AC-SCR-DC方式，將柴油發電機組并網發出的電力通過SCR可控硅整流后驅動直流電機。交流變頻電機驅動：交流變頻鉆機則是采用AC-VFD-AC方式，通過VFD電傳動控制系統將柴油發電機組所發出的電力變為變頻可調的電流，采用交流變頻器驅動無碳刷交流變頻電機。2、電動鉆機類型及特點純電動鉆機純電動鉆機、油改電鉆機、機械鉆機（半電動）對比八大系統一、旋轉系統二、鉆井液循環系統三、起升系統四、動力驅動系統五、傳動系統六、控制和監測系統七、鉆機底座八、鉆機輔助設備系統2、鉆機組成1、旋轉系統主要組成：地面旋轉系統轉盤水龍頭頂驅鉆具作用：轉動鉆具，帶動鉆頭破碎巖石。作用鉆進時—轉動鉆具；起下鉆、下套管時—承托鉆桿或套管重量；處理事故時，造扣、倒扣、上提井底動力時—承受反扭矩轉盤水龍頭作用：①承重—承受鉆柱重量②旋轉—支承旋轉的鉆具③耐壓—輸送高壓泥漿頂驅2、鉆井液循環系統組成：鉆井泵鉆井液凈化、處理調配裝置。鉆井液作用：清洗井底攜帶巖屑保護井壁冷卻鉆頭為井下動力鉆具提供高壓動力液。廢水池泥漿池鉆屑下滑泥漿振動篩加重裝置泥漿泵地面管匯立管水龍帶水龍頭方鉆桿鉆柱環空鉆鋌井眼鉆頭機械傳動鉆井泵電驅鉆井泵鉆井液凈化設備（固相控制系統）作用：將鉆井液中的無用固相從鉆井液中分離出來。組成：包括循環、補給、儲備用泥漿罐及藥品罐；凈化設備及泥漿混合、加重、剪切、灌注等設施。凈化設備振動篩除氣器除砂器除泥器離心機砂泵攪拌機3、起升系統組成：絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、井架。作用：起下鉆具、下套管，控制鉆壓。上述旋轉、循環和起升三大系統是鉆機的三大工作機。天車大鉤井架鋼絲繩電動鉆機絞車機械鉆機絞車(大剎把高位安裝)4、動力驅動系統功能：為三大機組和輔助機組提供動力組成：動力設備（柴油機組）、發電機組、電動機組、外部電源接入裝置。柴油機組發電機組外部電源接入裝置5、傳動系統功能：連接動力機和工作機，實現從驅動設備到工作機組的能量傳遞、分配及運動方式的轉換組成：減速、并車、轉向、倒轉及變速機構傳動形式：機械傳動（鏈條、三角膠帶、齒輪）、液力傳動、液壓傳動和電傳動。機械傳動（聯動機）電機通過傳動軸、皮帶等工具帶動泥漿泵運轉6、控制和監測系統功能：指揮各機組協調工作組成司鉆臺機械控制氣控電控液控電、氣、液混合控制鉆井儀表隨鉆測量（MWD）7、鉆機底座功能：用于安裝鉆井設備，方便鉆井設備的移運和操作組成：鉆臺底座和機房底座鉆臺底座：用于安裝井架、轉盤，放置立根盒及井口工具及司鉆控制臺，安裝絞車，下方應能容納必要的井口裝置。機房底座：用于安裝動力機組和傳動系統設備要求：應有足夠的高度、面積和剛性。8、鉆機輔助設備系統組成：供氣、供水、供油、供暖、供電設備輔助發電設備井口防噴設備鉆鼠洞設備輔助起重設備……伽馬射線200’500’3000’電阻抗孔隙度看似是很好的砂巖好阻抗，可能是油氣差阻抗，可能是水差孔隙度好孔隙度差阻抗，可能是水差孔隙度差孔隙度砂頁巖粉砂巖頁巖粉砂巖白云石頁巖測井（現場俗稱電測）通過技術手段摸清地下地質及含油氣情況，為下步完井方式提供依據。測井現場射孔：然后在井眼內用射孔槍進行射孔，擊穿生產層段部分的井壁套管。壓裂、試油試氣階段壓裂是指在井筒中形成高壓迫使地層形成裂縫的施工過程。通常指水力壓裂,水力壓裂是指應用水力傳壓原理，從地面泵入攜帶支撐劑的高壓工作液，使地層形成并保持裂縫，是被國內、外廣泛應用的行之有效的增產、增注措施。支撐劑混砂車壓裂液泵車油管井口壓裂液裂縫地層壓裂壓裂設備分類按動力驅動方式分為：常規柴驅壓裂車組壓裂，電驅動壓裂，柴、電混合壓裂。常規柴驅壓裂車組壓裂電驅動壓裂柴、電混合壓裂全套壓裂設備包括：混砂車（或電驅混砂撬），壓裂車（或電驅壓裂泵撬），平衡車，儀表車，管匯車，儲液罐，儲砂罐等。混砂車的作用

一是把支撐劑與壓裂液充分混合,二是為泵車提供充足的液體。常規車載柴驅混砂撬電驅混砂撬

泵車（或電驅壓裂泵）泵車的作用

一是泵送液體

二是使液體升壓

井口壓裂儀表車儀表車的作用

一是控制泵車和混砂車的運行參數，二是實時記錄及監測分析施工參數。

壓裂管匯壓裂管匯建立泵送以及信號傳輸通道。壓裂施工時液體的流動過程壓裂液儲罐地面管線井口管匯加