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1、欢迎 石油工程九四级的同学学习与讨论 油气开采新技术 主讲： 西南石油学院采油教研室 胡永全 副教授 陈冀嵋 副教授 李颖川 教 授 李海涛 副教授,油气开采新技术该课程是石油工程专业主干课采油工程 的扩展和补充，目的是使学生在掌握了常规的 油气开采方法和技术后，对油气开采技术的新 方法和新发展有初步的全面的了解。该课程的 主要内容包括：高能气体压裂技术、现代射孔 完井工程、重复压裂压裂技术、采油工程方案 编制方法、微生物（细菌）采油技术、新型无 伤害地层处理技术和有杆抽油系统的设计与诊 断技术。,目录 第一章 高能气体压裂技术 1.1 高能气体压裂技术现状及其发展方向 1.2 高能气体压裂的
2、基本原理及特点 1.3 高能气体压裂选井选层的原则 1.4 高能气体压裂的几项工艺技术 1.4.1 封堵技术 1.4.2 测试技术 1.4.3 高能气体压裂效果分析 1.5 火药燃烧特性 1.6 HEGF压力设计计算理论基础 1.7 高能气体压裂工艺设计内容 1.8 现场试验,第二章 现代射孔完井工程 2.1 总 论 2.2 完井方法 2.2.1 完井方法的基本要求 2.2.2 完井方法分类 2.2.3 水平井完井方法 2.3 射孔完井技术 2.3.1 射孔器简介 2.3.2 聚能效应与成孔影响聚能弹穿深的因素 2.3.3 射孔工艺射孔参数与油井产能规律研究 2.3.4 射孔数学模拟与电模拟结
3、果,2.3.5 射孔参数对油井产能的影响分析 2.3.6 射孔完井优化设计方法 2.4 保护储层的分层测射联作工艺技术简 2.4.1 分层测射联作的基础理论 2.4.2 测射联作工艺设计 2.4.3 测射联作工艺优化设计软件 2.4.4 研究总体技术思路及特点 2.4.5 测射联作对裂缝孔隙油藏的伤害析及对策 2.4.6 裂缝孔隙性油藏射孔完井产能的数学模型 2.4.7 确定完井测试工作制度的方法研究 2.4.8 测射联作工艺技术可靠性分析,第三章 重复压裂压裂技术 3.1 重复压裂方式 3.2 原裂缝失效原因 3.3 重复压裂机制 3.4 重复压裂前评估 3.4.1 压前评估的目的 3.4.
4、2 单井状况评估 3.4.3 裂缝当前状况诊断 3.4.4 原来压裂工艺措施评价 3.4.5 压裂材料评价 3.4.6 压后压力分析 3.4.7 选井(层)原则,3.5 重复压裂时机 3.6 重复压裂模拟研究 3.6.1 二维二相油藏椓逊煜低臣蚪 3.6.2 乾安实例 3.7 重复压裂技术 3.7.1 控缝高压裂（人工隔层）技术 3.7.2 端部脱砂技术 3.7.3 高砂比压裂 3.7.4 强制裂缝闭合技术 3.7.5 增能压裂（助排）技术 3.8 裂缝延伸的数值模拟 3.8.1 连续性方程 3.8.2 流体流动压降方程 3.8.3 裂缝宽度方程 3.8.4 裂缝高度方程 3.8.5 裂缝延伸
5、算法,3.9 温度场分析 3.10 压裂液体系的发展 3.10.1 中低温硼酸盐延迟交联水基压裂液 3.10.2 高温地层有机复合硼酸盐交联液 3.10.3 延迟释放破胶剂 3.10.4 交联的甲醇压裂液 3.10.5 压裂液性能测量 3.11 支撑剂 3.11.1 树脂包层支撑剂 3.11.2 影响导流能力的因素 3.12 压裂工艺技术 3.12.1 (蜡球)封堵分层压裂技术 3.12.2 分层压裂技术 3.13 其它压裂技术 3.13.1 水平井压裂 3.13.2 煤层气压裂,第四章 微生物(细菌)采油技术 4.1 微生物(细菌)采油技术发展概况 4.2 微生物(细菌)采油机理 4.3 微
6、生物(细菌)采油处理方式 4.4 微生物(细菌)采油实验 4.5 微生物(细菌)菌种筛选方法 4.6 微生物(细菌)采油试验 4.6.1 胜利油田 4.6.2 大港港西四区先导试验,第五章 新型无伤害地层处理技术 5.1 地层处理的物理方法 5.1.1 负压脉冲技术 5.1.2 超声波地层处理技术 5.1.3 水力脉冲振荡技术 5.1.4 电动液压及爆炸法 5.1.5 电磁波超声波综合处理技术 5.2 地层处理的化学方法 5.2.1 井底自生泡沫脉冲法 5.2.2 热气化学作用法 5.2.3 沥青胶质有机沉积物消除方法,第六章 采油工程方案编制6.1 方案编制遵循的原则 6.2 采油工程方案编
7、制的主要内容 6.2.1 储层保护系统工程研究 6.2.2 地应力研究 6.2.3 完井工程设计 6.2.4 采油方式选择 6.2.5 注水工艺方案设计 6.2.6 油藏改造技术研究 6.2.7 油水井动态监测技术 6.2.8 堵水调剖工艺技术 6.2.9 防砂清蜡工艺技术 6.2.10 井下作业与后勤厂站配套建设方案 6.2.11采油工程经济评价,第七章抽油井计算机诊断技术7.1 概 述 7.2 波 动 方 程 7.3 边 界 条 件 7.4 梯形数值积分确定付氏系数解析求解 7.5 分离变量法 7.5.1 差分方程的建立（显式） 7.5.2 偏导数差商公式（离散化） 7.5.3 基本差分方
8、程,7.6 阻 尼 系 数 7.6.1 等效粘滞阻尼系数 7.6.2 层流状态阻尼公式 7.6.4 张琪公式 7.6.5 Gibbs阻尼系数计算步骤 7.6.6 诊断技术的应用 7.7 示例,第八章 有杆抽油系统设计8.1 概 述 8.1.1 选择抽油设备的基本原则 8.1.2 设计选择方法及特点 8.2 确定下泵深度 8.2.1 泵充满系数 8.2.2 沉没压力 8.2.3 泵深设计限制条件 8.3 选 泵,8.3.1 冲 次 8.3.2 泵 效 8.3.3 冲 程 8.3.4 泵经选择限制条件 8.3.5 杆柱载荷计算 8.3.5.1 简化公式 8.3.5.2（美）API 图解法 8.3.
9、5.3（苏）维尔诺夫斯基公式 8.3.5.4 张琪公式 8.3.5.5 选用意见 8.4 杆柱设计 8.4.1 解析求解 8.4.2 计算步骤,高能气体压裂技术(High Energy Gas Fracturing)主讲： 陈冀嵋 副教授 (0817)2224433-2925,1.1 高能气体压裂技术现状及其发展方向1.1.1 国外高能气体压裂技术发展历程,1. 1978年以前,实验室试验阶段,2. 19781981年,现场模拟试验阶段,3. 19821985年,矿场试验应用阶段,4. 1986年至今,扩大和深化试验阶段,1.1.2 国外高能气体压裂技术研究的主要成果,1. 裸眼井和套管井都可
10、以进行多方位压裂, 适应油藏范围宽;,2. 发现了裂缝产生的增压速率原理,确定 了产生径向裂缝的增压时间,3. 建立了选定产生多方位裂缝所需压 力脉冲特征值(tm pm)的方法和计算推进剂混合比的方法,4. 试验证明,产生的多方位裂缝形态开始与射孔孔眼方向一致,然后趋向主应力方向;,5. 井筒充满液体后,增压时间减少,峰值压力下降,建立了 充满液体后增压时间的关系；,6. 研制出一套用于高能气体压裂工具 及施工方法；,7. 解决了推进剂在井下燃烧的压力-时间过程的测试方法；,8.采用计算机模拟实验室及现场过程；,1.1.3 我国高能气体压裂技术现状,1. 发展历程,2. 机理研究,3. 高能气
11、体压裂弹的研究,点火线,点火药,固体推进剂,堵头,弹壳,图1-1. 一次性压裂弹示意图,零线,?）裸眼井高能气体压裂弹:,（2）重复使用高能气体压裂弹,4. 现场试验,表4. 各油田高能气体压裂成功率对比表,表 5. 不同井深高能气体压裂有效率统计表,1.2 高能气体压裂的基本原理及特点,几种压裂的特点:,三种压裂压力上升速度对比:,选井选层原则:,1.3 高能气体压裂选井选层的原则,1.4 高能气体压裂的几项工艺技术,1. 封堵技术,(1) 水泥塞封堵技术,第一种: 处理层段在井底附近,第二种: 处理层段在井筒中部,(2) 液压封堵技术,(3) 复合封堵技术,(1) 单层处理的压裂管柱,2.
12、 压裂管柱结构,(2) 分层处理的压裂管柱主要用于分层作业，分层压裂。,高能气体压裂管柱的作用:防止压裂过程中油管及工具产生弯曲和变形;回收压裂弹泄压孔封堵材料;能进行压井,洗井和气举等作业;能满足单层,分层压裂要求;,3. 测试技术,(1) 铜柱测压法,(2) 有线压力传感器,(3) 测压弹,4. 高能气体压裂效果分析,直接求产对比法试井方法,1.5 火药燃烧特性 1.5.1 火药类型,固体推进剂 液体推进剂 燃烧氧化剂,1.5.2 火药燃烧特性,火药燃烧的三个阶段: 点火 引燃燃烧,1. 火药燃烧速度及直线燃烧距离火药燃烧速度：单位时间内火药直线燃烧的距离。,2. 火药燃烧形状函数,1.6
13、 HEGF压力设计计算理论基础1.6.1 基本假设,1.7 高能气体压裂工艺设计内容,1.7.1 选井选层,1.7.2 修井设计,1.7.3 工艺设计,现代射孔完井工程,The Advanced WellPerforating Completion Engineering主讲：李海涛 副教授 (0817)2224433-2830,第一章 总 论 (BRIEF INTRODUCTION),完井工程定义(DEFINITION) 完井工程基础(THEORETICAL FOUNDATION) 完井工程研究内容(CONTENTS) 完井工程研究思路(COMPREHENSIVE STUDYING STRA
14、TEGY),完井工程研究思路 COMPREHENSIVE STUDYING STRATEGY,完井要求,第二章 完井方法,完井方法的基本要求 完井方法分类 水平井完井方法 采油操作对完井设计的要求,1. 完井方法的基本要求,油气层和井筒之间的连通条件最佳,油气层受的伤害最小; 油气层和井筒之间的渗流面积尽可能大,油气流入的阻力最小; 能有效封隔油气水层，防止层间干扰； 能控制油层出砂，防止井壁坍塌，确保长期生产； 应能满足分层注水.注气.压裂.酸化.人工举升等井下作业要求； 稠油开采能达到注蒸汽热采的要求； 油田开发后期具备侧钻的条件； 工艺简便，成本低廉。,2. 完井方法分类,裸 眼 完 井
15、 先 期 裸 眼完井 后 期 裸 眼 完井 ? 裸 眼 砾 石 充 填 完 井 套 管 砾 石 充 填 完 井 预 充 填 砾 石 绕 丝 筛 管,示例 裸眼完井方式,先期裸眼完井,后期裸眼完井,优点：施工方便，成本低，流通面积大。 缺点；产层易坍塌，无法分层开采 适用：无需分层开采的井，岩层坚硬致密。,Openhole completions,3. 水平井完井方法分类,采油操作对完井设计的要求,工作程序 自喷井油管及生产套管尺寸的确定 人工举升井油管及生产套管尺寸的确定 增产措施对油套管尺寸的要求 稠油及高凝油开采井对 对油套管尺寸的要求,工作程序,采油,传统工作方法 采油工程只能在限制的井身结构下确定油管尺寸和 采油方式，也限制了一些好的新工艺技术的应用， 许多油井在高含水期无法满足高产液量的要求。,新工作程序 因井身结构一 旦确定，生产 套管就不可能 更换，在完井 选择套管尺寸 时就必须尽量 能考虑不同生 产时期不同采 油方法的要求 以及特殊作业 和非常规采油 作业的需要。,第三章 射孔完井技术,射孔器 射孔工艺 射孔参数与油井产能的规律研究 射孔完井优化设计方法,1 射孔器简介,聚能射孔弹的结构 射孔弹的安装方式 聚能弹聚能效应与成孔过程 影响聚能弹穿深的因素,
