完井井口裝置的作用

『壹』 井口裝置中目前不用套管頭了為什麼

摘要 套管頭是套管和井口裝置之間的重要連件，是用於各層套管之間、套管與防噴器之間的連接以及用於完井後與採油(氣)井口之間的支持與連接的裝置。

『貳』 固井與完井是什麼

一、固井

固井就是在鑽出的井眼內下入套管柱，並在套管柱與井壁之間部分或全部注入水泥漿，使套管與井壁固結在一起。固井是鑽井過程中的重要環節，固井質量的好壞不僅影響到該井能否鑽進，而且影響到油井開采期能否正常作業和安全生產。

（一）井身結構及套管規范

1．井身結構

井身結構如圖4-19所示。正常壓力系統的井通常僅下三層套管：導管、表層套管和生產套管。異常壓力系統的井至少多下一層技術套管。尾管則是一種不延伸到井口的套管柱。

導管的作用是在鑽表層井眼時將鑽井液從地表引導到井眼內。這一層管柱的長度變化較大，在堅硬的岩層中僅用10～20m，而在沼澤地區則可能上百米。

表層套管下入深度一般在30～1500m，通常引導水泥漿返至地表，用來防止淺水層污染，封隔淺層流砂、礫石層及淺層氣，同時用來安裝井口防噴器以便繼續鑽進。表層套管也是井口設備（套管頭及採油樹）的唯一支撐件，並承載依次下入的各層套管（包括採油管柱）的載荷。

技術套管用來隔離坍塌地層及高壓水層，防止井徑擴大，減少阻卡及鍵槽的發生，以便繼續鑽進。技術套管還用來分隔不同的壓力層系，以便建立正常的鑽井液循環。它也為井控設備的安裝、防噴、防漏及懸掛尾管提供了條件，對油層套管還具有保護作用。

生產套管的主要作用是將儲集層中的油氣從套管中采出來，並用來保護井壁，隔開各層的流體，達到油氣井分層測試、分層採油、分層改造之目的。

圖4-19井身結構

尾管分為鑽井尾管和採油尾管。尾管的優點是下入長度短、費用低。在深井中，尾管另一個突出的優點是，在繼續鑽進時可以使用異徑鑽具。尾管的頂部通常要進行抗內壓試驗，以保證密封性。

2．套管和套管柱

油井套管是優質鋼材製成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。大多數的套管是用套管接箍連接組成套管柱。套管柱用於封固井壁的裸露岩石。常用的標准套管外徑從114.3～502mm，共有14種；套管的壁厚范圍為5.21～16.13mm；套管的連接螺紋都是錐形螺紋；目前，套管鋼級API標准有8種共10級，即H40、J55、K55、C75、L80、N80、C90、C95、P110、Q125，常用鋼級為P110、N80、J55。

套管柱（套管串）通常是由同一外徑、相同或不同鋼級及不同壁厚的套管用接箍連接組成的，應符合強度及生產的要求。

（二）固井工藝過程

固井工藝過程主要有下套管和注水泥兩個步驟。

1．下套管

下套管前根據井身設計，將要下入井內的套管運到平台，逐根檢查套管是否有暗傷、變形，然後丈量長度、清洗螺紋，編好順序排放好，以待下井；對機器設備及輔助工具認真檢查，保證下套管時不出故障，調節好鑽井液性能，起出井中鑽具；逐根將套管下入井中，下完套管後循環鑽井液洗井，然後接注水泥管匯（水泥頭）准備注水泥。

2．注水泥

注水泥（即注水泥漿）的主要目的在於封隔油、氣、水層，保護生產層。為實現這一目的，要解決以下兩個方面的問題：一是如何使環形空間充滿水泥漿；二是如何使水泥漿在凝結過程中壓穩和封隔好油、氣、水層。根據固井設計，將固井所需的水泥、淡水、水泥外加劑運到井場。檢查注水泥的機器設備，使之處於良好的工作狀態；配製水泥漿；注水泥漿。當水泥漿注滿套管後，用鑽井液把水泥漿迅速頂替到井筒環形空間的預定高度，這個頂替過程叫替漿。在下套管前，按設計位置在最下端設一阻流環，用於替漿時承受膠塞碰壓，替漿前先把膠塞壓入套管內，膠塞起到阻止水泥漿與鑽井液相混的隔離作用，同時又像一個活塞；替漿時，鑽井液頂著膠塞，膠塞頂著水泥漿在套管中下行，水泥漿被頂入環形空間，在環形空間水泥漿頂著鑽井液上返。當膠塞與阻流環相碰時，封閉了環形通道，此時替漿的泵壓突然升高，稱為碰壓，碰壓是水泥漿返到環形空間預定高度的信號。至此替漿結束，待水泥漿凝固後固井工作完成。

二、完井

完井（即油井完成）是鑽井工程的最後一個環節，其主要作業內容包括鑽開生產層、確定井底完井方法、安裝井口裝置。

（一）鑽開生產層

生產層多是具有孔隙的碎屑岩或碳酸鹽岩。在鑽開生產層的過程中，若井內液柱壓力小於油氣層的壓力，會發生井噴；但若井內液柱壓力比油氣層的壓力大，鑽井液（時稱「完井液」）中的水和黏土便進入到油氣層，形成「水侵」和「泥侵」，堵塞油流通道，使油層滲透率下降，嚴重時會使油井喪失生產能力。因此，在鑽開生產層時，保護油氣層、防止鑽井液侵害和控制油氣層、防止井噴是兩項重要的工作。要做到這兩點，選擇合適的鑽井液是關鍵。

對低壓低滲透率油氣層，最好選用油基鑽井液和油包水乳化鑽井液。它們可以從根本上避免水侵和泥侵的危害，但存在成本高、易燃、配製和使用不如水基鑽井液方便的缺點。

對高壓高滲透率油氣層，可以採用低固相水基鑽井液。這類鑽井液常加有高黏度特性的高分子化合物提高黏度；加有鹽類物質（如CaCl2，ZnCl2等）增加其密度，減少地層中黏土膨脹；加有表面活性劑提高地層滲透率的恢復率。

（二）完井方法

目前世界各國採用的完井方法可分為油層裸露式和非裸露式兩種類型，具體有裸眼完井法、射孔完井法、割縫襯管完井法和礫石充填完井法（見圖4-20）。具體到每一口井採用何種井底完井方法，要視實際油層條件而定。

圖4-20完井方法

1．裸眼完井法

裸眼完井法可分為先期裸眼完井和後期裸眼完井兩種。先期裸眼完井是先鑽至油層頂部，下油層套管，然後再鑽開生產層；後期裸眼完井是在鑽穿生產層之後將油層套管下至油氣層頂部。裸眼完井法的最大優點是油氣層和井底直接連通，油流面積大，油流阻力小。

裸眼完井法雖然保證了油層和井底具有良好的連通性，但不能克服井壁坍塌和油層出砂對油井生產的影響，不能防止油、氣、水層互相竄擾。因此，它只適用於岩性堅固而穩定，又無氣、水夾層的單一油層或一些油層性質相同的多油層。

2．射孔完井法

射孔完井法屬於非裸露式完井法。其實質是鑽穿油層後，將套管下至油層底部固井，然後用射孔槍將套管和水泥石射穿，使油氣沿孔道流至井底。

射孔完井法的優點是能夠封隔油、氣、水層，防止互相竄通，能消除井壁坍塌對油井生產的影響。因此，這種完井方法特別適用於井壁嚴重坍塌的疏鬆生產層、含有水層的生產層、油層壓力和原油性質均不相同而需要分層試採的多油層。射孔完井法的缺點是油氣層被鑽井液和水泥漿侵害較嚴重；其次是油流面積小，孔眼處油流密度大，油流阻力大。

3．割縫襯管完井法

割縫襯管完井是在裸眼完井的基礎上，在裸眼井內下入割縫襯管，在直井、定向井、水平井中都可採用。

4．礫石充填完井方法

對於膠結疏鬆、出砂嚴重的地層，一般採用礫石充填完井方法。它是先將繞絲篩管下入井內油層部位，然後用充填液將在地面上預選好的礫石（礫石可以是石英砂、玻璃珠、樹脂塗層砂或陶粒）泵送至繞絲篩管與井眼或繞絲篩管與套管之間的環形空間內，構成一個礫石充填層，以阻擋流層砂流入井筒，達到保護井壁、防砂入井之目的。礫石充填完井在直井、定向井中都可以使用，但在水平井中應慎重，因為搞不好易發生砂卡，從而使礫石充填失敗，達不到有效防砂目的。

（三）安裝井口裝置

井口裝置是安裝在地面用以控制井內高壓油氣的一套設備。它主要包括套管頭、油管頭和採油樹三大件。套管頭用以密封各層套管的環形空間並承受部分管柱重量；油管頭用於密封油管和油層套管的環形空間；採油樹則用以控制油井生產。對於高壓油氣井，要求井口裝置要有足夠的耐壓強度和可靠的密封性，用以控制油井生產的油管頭和採油樹裝在油層套管法蘭之上。對於低壓油氣井，井口裝置可大為簡化，只要把環形空間密封起來，裝上油管頭和採油樹即可。

『叄』 石油鑽井常識

鑽頭主要分為：刮刀鑽頭；牙輪鑽頭；金剛石鑽頭；硬質合金鑽頭；特種鑽頭等。衡量鑽頭的主要指標是：鑽頭進尺和機械鑽速。鑽機八大件鑽機八大件是指：井架、天車、游動滑車、大鉤、水龍頭、絞車、轉盤、泥漿泵。鑽柱組成及其作用 鑽柱通常的組成部分有：鑽頭、鑽鋌、鑽桿、穩定器、專用接頭及方鑽桿。鑽柱的基本作用是：(1)起下鑽頭；(2)施加鑽壓；(3)傳遞動力；(4)輸送鑽井液；(5)進行特殊作業：擠水泥、處理井下事故等。鑽井液的性能及作用 鑽井液的性能主要有：(1)密度；(2)粘度；(3)屈服值；(4)靜切力；(5)失水量；(6)泥餅厚度；(7)含砂量；(8)酸鹼度；(9)固相、油水含量。鑽井液是鑽井的血液，其主作用是：1)攜帶、懸浮岩屑；2)冷卻、潤滑鑽頭和鑽具；3)清洗、沖刷井底，利於鑽井；4)利用鑽井液液柱壓力，防止井噴；5)保護井壁，防止井壁垮塌；6)為井下動力鑽具傳遞動力。常用的鑽井液凈化設備 常用的鑽井液凈化設備：(1)振動篩，作用是清除大於篩孔尺寸的砂粒；(2)旋流分離器，作用是清除小於振動篩篩孔尺寸的顆粒；(3)螺桿式離心分離機，作用是回收重晶石，分離粘土顆粒；(4)篩筒式離心分離機，作用是回收重晶石。鑽井中鑽井液的循環程序 鑽井 液罐 經泵→地面 管匯→立管→水龍帶、水龍頭→鑽柱內→鑽頭→鑽柱外環形空間→井口、泥漿(鑽井液)槽→鑽井液凈化設備→鑽井液罐。鑽開油氣層過程中，鑽井液對油氣層的損害 主要有以下幾種損害：(1)固相顆粒及泥餅堵塞油氣通道；(2)濾失液使地層中粘土膨脹而堵塞地層孔隙；(3)鑽井液濾液中離子與地層離子作用產生沉澱堵塞通道；(4)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力。預測和監測地層壓力的方法 (1)鑽井前，採用地震法；(2)鑽井中，採用機械鑽速法，d、dc指數法，頁岩密度法；(3)完井後，採用密度測井，聲波時差測井，試油測試等方法。鑽井液靜液壓力和鑽井中變化 靜液壓力，是由鑽井液本身重量引起的壓力。鑽井中變化，岩屑的進入會增加液柱壓力，油、氣水侵會降低靜液壓力，井內鑽井液液面下降會降低靜液壓力。防止鑽井液靜液壓力變化的方法有：有效地凈化鑽井液；起鑽及時灌滿鑽井液。噴射鑽井 噴射鑽井是利用鑽井液通過噴射式鑽頭噴嘴時，所產生的高速射流的水力作用，提高機械鑽速的一種鑽井方法。影響機械鑽速的因素 (1)鑽壓、轉速和鑽井液排量；(2)鑽井液性質；(3)鑽頭水力功率的大小；(4)岩石可鑽性與鑽頭類型。鑽井取心工具組成 (1)取心鑽頭：用於鑽取岩心；(2)外岩心筒：承受鑽壓、傳遞扭矩；(3)內岩心筒：儲存、保護岩心；(4)岩心爪：割斷、承托、取出岩心；(5)還有懸掛軸承、分水流頭、回壓凡爾、扶正器等。取岩心 取岩心是在鑽井過程中使用特殊的取心工具把地下岩石成塊地取到地面上來，這種成塊的岩石叫做岩心，通過它可以測定岩石的各種性質，直觀地研究地下構造和岩石沉積環境，了解其中的流體性質等。平衡壓力鑽井 在鑽井過程中，始終保護井眼壓力等於地層壓力的一種鑽井方法叫平衡壓力鑽井。井噴 是地層中流體噴出地面或流入井內其他地層的現象。引起井噴的原因有：(1)地層壓力掌握不準；(2)泥漿密度偏低；(3)井內泥漿液柱高度降低；(4)起鑽抽吸；(5)其他措施不當等。軟關井 就是在發現溢流關井時，先打開節流閥，後關防噴器，再試關緊節流閥的一種關井方法。因為這樣可以保證關井井口套壓值不超過允許的井口套壓值，保證井控安全，一旦井內壓力過大，可節流放噴。鑽井過程中溢流顯示 (1)鑽井液儲存罐液面升高；(2)鑽井液出口流速加快；(3)鑽速加快或放空；(4)鑽井液循環壓力下降；(5)井下油、氣、水顯示；(6)鑽井液在出口性能發生變化。溢流關井程序(1)停泵；(2)上提方鑽桿；(3)適當打開節流閥；(4)關防噴器；(5)試關緊節流閥；(6)發出信號，迅速報告隊長、技術員；(7)准確記錄立柱和套管壓力及泥漿增量。鑽井中井下復雜情況鑽進中由鑽井液的類型與性能選擇不當、井身質量較差等原因，造成井下遇阻、遇卡、以及鑽進時嚴重蹩跳、井漏、井噴等，不能維持正常鑽井和其他作業的正常進行的現象。鑽井事故是指由於檢查不周、違章操作、處理井下復雜情況的措施不當或疏忽大意，而造成的鑽具折斷、頓鑽、卡鑽及井噴失火等惡果。井漏井漏主要由下列現象發現，(1)泵入井內鑽井液量＞返出量，嚴重時有進無出；(2)鑽井液罐液面下降，鑽井液量減少；(3)泵壓明顯下降。漏失越嚴重，泵壓下降越明顯。卡鑽及造成原因卡鑽就是在鑽井過程中因地質因素、鑽井液性能不好、技術措施不當等原因，使鑽具在井內長時間不能自由活動，這種現象叫卡鑽。主要有黏附卡鑽、沉砂卡鑽、砂橋卡鑽、井塌卡鑽、縮徑卡鑽、泥包卡鑽、落物卡鑽及鑽具脫落下頓卡鑽等。處理卡鑽事故的方法(1)泡油解卡；(2)使用震擊器震擊解卡；(3)倒扣套銑；(4)爆炸松扣；(5)爆炸鑽具側鑽新眼等。固井固井就是向井內下入一定尺寸的套管串，並在其周圍注入水泥漿，把套管固定的井壁上，避免井壁坍塌。其目的是：封隔疏鬆、易塌、易漏等復雜地層；封隔油、氣、水層，防止互相竄漏；安裝井口，控制油氣流，以利鑽進或生產油氣。井身結構包括：(1)一口井的套管層次；(2)各層套管的直徑和下入深度；(3)各層套管相應的鑽頭直徑和鑽進深度；(4)各層套管外的水泥上返高度等等。套管柱下部結構(1)引鞋：引導套管入井，避免套管插入或刮擠井壁；(2)套管鞋：引導在其內部起鑽的鑽具進入套管；(3)旋流短節：使水泥漿旋流上返，利於替泥漿，提高注水泥質量；(4)套管回壓凡爾：防止水泥漿迴流，下套管時間阻止泥漿進入套管；(5)承托環：承托膠塞、控制水泥塞高度；(6)套管扶正器：使套管在鑽井中居中，提高固井質量。注水泥施工工序下套管至預定深度→裝水泥頭、循環泥漿、接地面管線→打隔離液→注水泥→頂膠塞→替泥漿→碰壓→注水泥結束、候凝。完井井口裝置(1)套管頭--密封兩層套管環空，懸掛第二部分套管柱和承受一部分重量；(2)油管頭--承座錐管掛，連接油層套管和採油樹、放噴閘門、管線；(3)採油樹--控制油氣流動，安全而有計劃地進行生產，進行完井測試、注液、壓井、油井清蠟等作業。尾管固井法尾管固井是在上部已下有套管的井內，只對下部新鑽出的裸眼井段下套管注水泥進行封固的固井方法。尾管有三種固定方法：尾管座於井底法；水泥環懸掛法；尾管懸掛器懸掛法。試油在鑽井發現油、氣層後，還需要使油、氣層中的油、氣流從井底流到地面，並經過測試而取得油、氣層產量、壓力等動態資料，以及油、氣、水性質等工作，稱做試油(氣)。射孔鑽井完成時，需下套管注水泥將井壁固定住，然後下入射孔器，將套管、水泥環直至油(氣)層射開，為油、氣流入井筒內打開通道，稱做射孔。目前國內外廣泛使用的射孔器有槍彈式射孔器和聚能噴流式射孔器兩大類。井底污染井底污染又稱井底損害，是指油井在鑽井或修井過程中，由於鑽井液漏失或水基鑽井液的濾液漏入地層中，使井筒附近地層滲透率降低的現象。誘噴射孔之前，為了防止井噴事故，油、氣井內一般灌滿壓井液。射孔後，為了將地層中液體導出地面，就必需降低壓井液的液柱，減少對地層中流體的壓力。這一過程是試油工作中的一道工序，稱為誘噴。誘噴方法有替噴法、抽吸法、提撈法、氣舉法等。鑽桿地層測試鑽桿地層測試是使用鑽桿或油管把帶封隔器的地層測試器下入井中進行試油的一種先進技術。它既可以在已下入套管的井中進行測試，也可在未下入套管的裸眼井中進行測試；既可在鑽井完成後進行測試，又可在鑽井中途進行測試。電纜地層測試在鑽井過程中發現油氣顯示後，用電纜下入地層測試器可以取得地層中流體的樣品和測量地層壓力，稱做電纜地層測試。這種測試方法比較簡單，可以多次地、重復地進行。油管傳輸射孔油管傳輸射孔是由油管將射孔器帶入井下，射孔後可以直接使地層的流體經油管導致地面，不必在射孔時向井內灌入大量壓井液，避免井底污染的一種先進技術。岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固體物質充填的空間體積Vp與岩石總體積Vb的比值。用希臘字母Φ表示，其表達式為：Φ=V孔隙 / V岩石×100%=Vp / Vb×100%。地層原油體積系數地層原油體積系數βo，又稱原油地下體積系數，或簡稱原油體積系數。它是原油在地下的體積(即地層油體積)與其在地面脫氣後的體積之比。原油的地下體積系數βo總是大於1。流體飽和度某種流體的飽和度是指：儲層岩石孔隙中某種流體所佔的體積百分數。它表示了孔隙空間為某種流體所佔據的程度。岩石中由幾相流體充滿其孔隙，則這幾相流體飽和度之和就為1(100%)。

『肆』 鑽井平台有哪些類型

陸上鑽井平台
陸上平台是指所有在陸地鑽井和生產中所使用的設備。如今，無論低壓還是30000磅力／平方英寸的高壓井，都有可用於開採石油和天然氣的成熟成套設備。陸上部分包括地面井口裝置、地面採油（氣）設備、完井裝置等。陸地鑽井的典型代表就是用一套可移動的鑽機向下垂直鑽一個延伸到開采深度的孔勘探到最深處的石油與天然氣。，用套管加固。井口裝置可以支撐套管並調控套管之間環形空間的壓力。
「鑽井的深度可以相當淺，僅需幾根套管和小型鑽機；如果鑽井深度大於20000英尺，就需要多根套管和較大的鑽井設備，需適應的壓力和溫度也就越高。」
在完井時，需要將鋼制套管下至採收油氣的深度，同時，這種套管還能以懸掛器（吊卡）對井口裝置起到支撐作用。油氣產層是孤立存在的，而且用多孔的套管進行分隔。在套管懸掛器之上有一套閥門，看上去就像樹一樣，它可以控制采出的油或氣流。近年來，連續油管（撓性油管）鑽井蒸汽輔助生產（Coil Tubing Drilling Steam Assist）和多井完井技術已廣泛應用。這種大型鑽探設備被稱為井架或鑽塔，鑽井工人們用鑽塔來連接鑽桿。鑽機由一種名為絞車的旋轉頭帶動，鑽桿用來鑽一個孔。這個孔的起始直徑大於100厘米，向下會逐漸減小至20厘米。鑽桿的頂端是鑽頭，由3個旋轉的鋼制圓錐體構成，可以用來破碎岩石。這種鑽頭可以在一小時內向下鑽進幾十米的深度。到完井之後，鑽桿的長度可達10千米。但鑽井工人絕不僅僅是一種「發令員」的角色，他們是經驗豐富的工程師。油氣儲層的地質學家對從井下返上來的鑽井液進行分析，鑽井液的作用是噴射到井下，用以冷卻鑽頭，同時也可以防止井下的石油或天然氣在失控狀態下發生「井噴」。隨鑽頭向下鑽進，地質學家還要採集土壤和岩石樣品（稱為岩心取樣），並測量石油的自然流量。這些資料可以告訴鑽井隊鑽遇的沉積物是否具有商業價值——實踐中，這種情況也並不多見，地質家們據此對未來的油氣生產進行精確的評估。在海上鑽井時，常常使用精確的采樣工序具代表性的海上鑽井作業是開采海岸線附近的海水下的地下油氣資源。最重要的是產油區為大陸架的沿岸區；水上鑽井也可以在湖泊和內陸海上進行。。
海上鑽井平台
海上鑽井裝置包括在水面進行鑽井和開採的所有設備，由於水深和油氣田的特徵所致，海上鑽井設備的形式很多。當今在固定式鑽井平台上使用的鑽井裝置已經完整系列化了，包括鑽機、懸浮式鑽機、TLP/船用圓材和浮式生產儲存卸貨裝置等。海上鑽井裝置包括供鑽井平台使用的水下井口裝置和地面生產設備。海上鑽井和生產系統的變化極大，它們取決於所選擇的鑽井平台和鑽井地點的水深。目前，海上鑽井作業已在全球范圍內全面展開，鑽探的水深從300英尺（自升式鑽井平台）到10000英尺以上（鑽井船式鑽井平台）。海上鑽井可在水面和水下進行。水面鑽井與陸地鑽井有很多相似之處。在海上鑽井過程中，鑽井平台的作用就是一座人工島。鑽進過程中依然使用傳統的陸地型井口裝置和油氣採集設施。然而，水下鑽井是在海底進行的，需採用特殊的鑽井和採集設備。
種類之一：自升式鑽井平台。這種海上鑽井平台裝置有鋼制的樁腿，矗立在鑽井場，樁腿下降，直到牢靠地固定在海底。這種平台站立在最高海浪面之上。自升式鑽井平台的適用海水深度小於200米。
種類之二：固定式鑽井平台固定式平台是一種用於石油或天然氣開採的海上平台。這種平台有鋼制的樁腿，可以直接在海底固定，可以支撐鑽機設備、生產裝置和工人休息處。。這種鑽井平台的適宜水深小於500米。鑽機安裝在一個鋼制塔的鑽台上，平台的樁腿就像一根根插入海底的柱子。一台起重機用於吊裝鑽桿（它們一般安放在附近的駁船上）。
種類之三：半潛式鑽井平台半潛式平台，或是一種用於在海洋環境下鑽探石油和天然氣的可移動裝置。它們的上部結構可以由下部壓艙器或水面下的浮船或浮筒上的柱子支撐。它們在風大浪高的深水環境中穩定性極強。。這是一種懸浮式裝置，適用於水深小於1500米的海域。這種鑽井平台可用它下部壓艙的幾個船體穩定，形成鏈狀錨系裝置。海上油氣勘探開發正在向更深水域進軍，隨著壓力和溫度增加，所遇到的挑戰也就越大，因此就需要更加先進的技術以保障海上鑽井的可靠性、靈活性，並提高鑽進速度和質量。水下油氣開采裝置是安裝在海底的，這也增加了許多困難，比如壓力的保持、作業水域的深度、遠程式控制制、設備維護、流量控制以及石油開採的配套設施。目前，絕大多數大型油田的開發已經包括帶有開采樹的多井精密操作裝置和相應的管線系統輸送石油和天然氣的系統和機械。。

『伍』 油氣井完成的步驟有哪些

完井(即油氣井完成)是鑽井工程的最後一個重要環節,主要包括鑽開生產層、確定井底完成方法、安裝井底和井口裝置以及試油投產。完井質量直接影響油井投產後的生產能力和油井壽命，因此必須千方百計地把完井工作做好，為油氣井的順利投產、長期穩產創造條件。

一、打開生產層完井就是溝通油氣層和井筒，為確保油氣從地層流入井底提供油流通道。任何限制油氣從井眼周圍流向井筒的現象稱為對地層損害的「污染」。實踐證明：鑽開生產層的過程或多或少都會對油氣層產生損害。因此，保護油氣層是完井所面臨的首要問題。過去，世界范圍內油價較低、油源充裕，在很大程度上忽視了對油氣層的保護。自20世紀70年代中期，西方一些國家出現能源危機以來，防止傷害油氣層，最大限度地提高油氣井產能才上升到重要地位，成為目前鑽井技術中最主要的熱門課題之一。

1.油氣層傷害的原因油氣層傷害機理的研究工作開展以來，有各式各樣的說法。最近比較精闢的理論認為：地層損害通常與鑽井液固體微粒運移和堵塞有關，還與化學反應和熱動力因素有關。在復雜條件下，要充分掌握油層損害機理是比較困難的。因此，目前的研究結果大多隻能定性地指導生產實踐，離定量評價還有一定的差距。

鑽生產井常用的鑽井液為水基泥漿。由於鑽進過程中鑽井液柱壓力一般大於地層壓力，在壓差作用下，鑽井液中的水、粘土等會侵入油氣層，對油氣層造成各種不同性質的傷害。

1)使產層中的粘土膨脹研究得知，油砂顆粒周圍一般都有極薄的粘土膜。砂粒之間的微孔道非常多，油氣層內部還有許多很薄的粘土夾層。在鑽井液自由水的侵入作用下，砂粒周圍的粘土質成分將發生體積膨脹，使油氣流動通道縮小，降低產出油氣的能力。

2)破壞油氣流的連續性油氣層含油氣飽和度較高時，油氣在孔隙內部呈連續流動狀態。少量的共生水貼在孔隙壁面，把極微小的鬆散微粒固定下來，在相當大的油氣流動速度下也不會被沖走。當鑽井液濾液侵入較多時，會破壞油氣流的連續性，原油或天然氣的單相流動變成油、水兩相或氣、水兩相流動，增加了油氣流動阻力。一旦水成為連續的流動相，只要流速稍大，就會把原來穩定在顆粒表面的鬆散微粒沖走，並在狹窄部位發生堆積，堵塞流動通道，嚴重降低滲透率。

3)產生水鎖效應，增加油氣流動阻力滲入油氣層中的鑽井液濾液是不連續的，而是呈一段小水栓一段油氣的分離狀態。在有些地方還會形成油、水乳化液。由於彎曲表面收縮壓的關系，會大大增加油氣流入井的阻力。

4)在地層孔隙內生成沉澱物

in。

由於油管柱與套管間的環空由油管掛密封，由地層流入井內的油氣只能進入篩管並沿著油管上升到地面。採油樹與地面採油管線相連,有控制地將油氣從井內輸出。

3.誘導油氣流下完油管、安裝好井口裝置後，下一步的工作一般是誘導油氣流。對於因井內液柱壓力過高而不能自噴的油氣井，應設法降低井內液柱高度或流體密度，從而降低液柱壓力，誘導油氣流進入井內。常用的方法有替噴法、提撈誘噴法、抽汲誘噴法和氣舉法等。

1)替噴法用原油或清水等低密度液體將井內的鑽井液循環替出，降低液柱壓力以誘使油氣流入井內的辦法稱為替噴法。替噴時清水從油管注入井內，逐步替出井內鑽井液。對於高壓井或深井，為了不致造成井內壓力變化過猛，可以先用輕鑽井液替出重鑽井液，再用清水替出輕質鑽井液的辦法進行替噴，確保井身安全。

2)提撈法提撈誘噴法是用特製的提撈筒，將井筒中的液體逐筒地撈出來，以降低液柱高度、誘導油氣流進入井內。這種方法一般是在替噴後仍然無效的情況下採用。

提撈誘噴法的一種變化稱為鑽具排液法。可以把裝有回壓閥的下部鑽具視為一個長的提撈筒，速度較快地將井內液面降低1000～1500m。

3)抽汲法抽汲法實際上是在油管柱內下入一個特製的抽子，利用抽子在油管內上下移動形成的部分真空，將井內部分清水逐步抽出去，從而降低井內液柱高度，達到誘噴的目的。

抽汲法可將井內液柱高度降到很低。抽子下行時閥打開，水從抽子中心管水眼流入油管內；上提抽子時閥關閉，油管內的水柱壓力使膠皮脹開緊貼油管內壁而起密封作用。抽子之上的水柱隨抽子上移而被排出井口。替噴後仍不能自噴的井，可採用抽汲法誘噴。

4)氣舉法氣舉法與替噴法的原理類似，只是替入井內的不是清水而是壓縮空氣。氣體是從環空注入而不是經油管注入。由於氣體密度小，只要油氣層傷害不是很嚴重，一般氣舉後可達到誘噴的目的。在某些有條件的地區，還可以用鄰井的高壓天然氣代替壓縮機進行氣舉。對替噴無效的井，也可採用氣舉法誘噴。

4.完井測試完井測試的主要任務是測定油氣的產量、地層壓力、井底流動壓力、井口壓力以及取全取准油、氣、水的資料，為油氣開采提供可靠的依據。

1)油氣產量的測定從油氣井中產出的油、氣、水進入分離器後，氣體經分離傘從上部排出，油和水沉降下來。玻璃連通管中的液面高度能反映分離器內油水液面的變化。記錄玻璃管中液面上升一定高度所需的時間，就能算出每口井的產液量，經采樣分析可得到油水含量。

通常用節流式流量計測定天然氣的產量。流量計的孔板直徑要適應天然氣的產量范圍。

2)地層壓力和井底流動壓力關井待井內壓力恢復到穩定後，用井下壓力計測得的井底壓力即為地層壓力。也可用關井井口壓力和液柱壓力計算得出地層壓力。對於滲透性差的地層，關井使井內壓力恢復需要很長時間。為了節省時間，可根據一段時間內的壓力恢復規律推斷地層壓力。

井底流動壓力是指穩定生產時測得的井底壓力。如果是油管生產，由套壓和環空液柱壓力可算得井底流動壓力。

3)井口壓力油氣井井口壓力包括油壓和套壓。油壓反映井口處油管內壓力，套壓反映井口處油管與套管環形空間的壓力。生產時油壓和套壓不同，關井壓力穩定後油壓和套壓應相等。可以在地面上通過壓力表讀得這兩個壓力值。

4)油、氣、水取樣取樣是為了對產層流體進行分析和評價。因此，要求取出的樣品具有代表性和不失真。一般情況在井口取樣。有時為了保持油氣在地下的原始狀態，需要下井下取樣器到井底取樣並封閉，然後取到地面用於測試和分析。

思考題

1.鑽井的作用是什麼?2.現代旋轉鑽井的工藝過程特點是什麼?3.井身結構包括什麼內容?4.鑽井工藝發展經歷了幾個階段?有些什麼特點?5.石油鑽機由哪些系統組成?各個系統的作用是什麼?6.防噴器有哪些類型？各有什麼用途？

7.鑽柱主要由哪幾種部件組成？

8.方鑽桿為什麼要做成正方形?9.扶正器、減振器、震擊器等輔助鑽井工具各有什麼用途?10.普通三牙輪鑽頭主要由哪幾部分組成?11.石油鑽井使用的金剛石鑽頭有哪些類型?各在什麼條件下使用?12．鑽井液的功用是什麼?13．水基鑽井液由哪些部分組成？屬於什麼樣的體系？

14．鑽井液性能的基本要素有哪些？

15．鑽井液密度與鑽井工作的關系如何?16．怎樣優選鑽頭？

17．井斜控制標準是什麼?18．壓井循環的特點是什麼？

19．常規井身軌跡有哪幾種類型？

20．井內套管柱主要受哪些外力作用？設計套管柱的基本原則是什麼?21．套管柱由哪些基本部件組成？

22．描述注水泥的基本過程。

23.鑽開油氣層時常採取哪些保護措施?24．目前常用哪幾種完井方法?25.誘導油氣流的主要方法有哪些?26.完井井口裝置有哪些部件?各起什麼主要作用?

『陸』 井口裝置是什麼

井口裝置是石油、天然氣鑽井中，安裝在井口用於控制氣、液（油、回水等）流體壓力和答方向，懸掛套管、油管，並密封油管與套管及各層套管環形空間的裝置。它一般由套管頭、油管頭、防噴器組、四通、旁通管件組成。
採油樹、采氣樹也屬於井口裝置。

『柒』 井口裝置

1.井口安裝

地熱井井口裝置及基礎設備的設計、安裝除了保證質量,滿足用戶利用需要外,還要保證整個系統的嚴格密閉,杜絕空氣侵入,防止井管和泵管被腐蝕。因為當密封不嚴時,井口瞬時產生負壓吸入空氣,大量氧氣駐留在井口至動靜水位的井筒空間內,即使被人們判定為不具有腐蝕或輕微腐蝕的地熱流體,由於存在溶解氧和溫度較高等原因,實際生產中也具有一定的腐蝕性。井管腐蝕後會產生上部低溫水混入、井孔變形,減少地熱井的使用壽命;泵管銹蝕後,在機械震動力的作用下,大量的銹片脫落聚集沉澱至井底,堵塞濾水管網和局部地層,造成開采、回灌效果不佳。金屬腐蝕嚴重時會發生井管和泵管斷裂、地熱井報廢等後果。

圖4-26 全地下式井泵房建築示意圖(單位:mm)

考慮到地熱井井口應具備防腐、防垢、密封等功能,井口裝置應選用具有抗地熱流體腐蝕性的材料,結構設計應考慮井管的熱脹冷縮,與井管的連接應採用填料密封套接,並應具有良好的密封性能,不宜採用井管與井口裝置直接連接方式。地熱井成井後井管留置在地面以上的高度以500～1000mm為宜,泵室部分的傾斜度不得超過1.5°,泵室管外應設置有保護套管,護套直徑依井管直徑確定,與井管之間的間距以10～20mm為宜,材質宜採用無縫套管,選料總長度應不小於1200mm,留置在地面以上的高度應不小於400mm(圖4-28),安裝時必須保證水平、牢固、密封。開采井的輸水泵管或回灌井的回灌水管宜選用直徑不小於φ150mm、符合API標準的全密封無縫鋼管的石油套管或不銹鋼管,同時進行嚴格的防腐、防垢處理。

圖4-27 典型地熱利用系統熱力站房建築示意圖

針對圖4-28開采井口裝置需要說明的是:

1)本構件適用於自流與泵抽公用型井口,井口閉井壓力小於1.5MPa;

2)井管應為無縫標准井管,本圖以井管外徑377mm為例;

3)構件安裝適應保證系統安裝工藝要求;

4)活動盲孔為水位監測孔,水位測量後應及時封住,防止大量空氣進入地熱管。

2.地熱井提水設備

地熱井提水設備選型原則及提水設備要求:地熱井主要提水設備為井用耐熱潛水電泵。選型原則是根據地熱水的水質、水量、水溫、動水位、靜水位、井口出水壓力要求等確定。其中水質決定泵的材質;其他幾種參數則決定泵的參數。

3.除砂器

由於絕大多數的固體懸浮物質是由抽出的流動水體攜帶到地表的,因此在開采井井口需設置除砂設備,抽出流體經過除砂處理,方可保證地熱流體中裹攜的岩屑微粒、細砂顆粒或其他細小顆粒不被傳輸到循環系統管路和回灌井內。而且除砂器的設置也可在一定程度上減輕回灌系統過濾器的工作負擔。

除砂器的選型、精度應根據地熱井所揭露熱儲層岩性、流體質量來設計和確定。天津市地熱利用系統中多採用旋流式除砂器,其井口除砂效率見表4-12。從表中數據可以分析得出,顆粒直徑越小,單純採用除砂器的效果就越差,特別是當粒徑范圍小於0.08mm時,除砂效果僅為15%。這表明採用旋流式除砂器除砂能力的極限是由於採用機械設備的原因,要想達到穩定、保證粒徑范圍要求,還應配備高精度的過濾裝置。

圖4-28 地熱井標准井口裝置基礎設施圖

表4-12 不同顆粒直徑的除砂率

『捌』 鑽井作業中需要在井口安裝BOP,那BOP一般分類有哪幾種作用原理和優缺點各是什麼

防噴器是用於試油、修井、完井等作業過程中關閉井口，防止井噴事故發生版，將全封和半封兩種權功能合為一體，具有結構簡單，易操作，耐壓高等特點，是油田常用的防止井噴的安全密封井口裝置。
其類型分普通防噴器、萬能防噴器和旋轉防噴器。普通防噴器有閘板全封式的和半封式的，全封式防噴器可以封住整個井口；半封式封住有鑽桿存在時的井口環形斷面。萬能防噴器是可以在緊急情況下啟動，應付任何尺寸的鑽具和空井；旋轉防噴器是可以實現邊噴邊鑽作業。在深井鑽井中常是除兩種普通防噴器外，再加上萬能防噴器、旋轉防噴器，使三種或四種組合地裝於井口。[1] 環形防噴器Annular Blowout Preventer 環形防噴器通常裝有閘板式防噴器的大型閘門，運作時會在管柱和井筒之間形成一個密封的環形空間，在井內咩有管柱的情況下，也能單獨完成封井，但是使用幾次就不行了，並且不允許長期關井使用。

原理我真的不知道
這個出自網路

『玖』 井口裝置的組成包括

氣井井口裝置是由套管頭、油管頭、采氣樹組成。
套管頭的作用是懸掛套管上部的部分重量和把幾層套管相互隔開;油管頭的作用是用來懸掛井內的油管和密封油、套管之間的環形空間。采氣樹的作用是控制氣井的開關，調節壓力、流量以及用於氣井壓井、壓裂、酸化等作業。