压裂井口自动节流装置

『壹』 油气井完成的步骤有哪些

完井(即油气井完成)是钻井工程的最后一个重要环节,主要包括钻开生产层、确定井底完成方法、安装井底和井口装置以及试油投产。完井质量直接影响油井投产后的生产能力和油井寿命，因此必须千方百计地把完井工作做好，为油气井的顺利投产、长期稳产创造条件。

一、打开生产层完井就是沟通油气层和井筒，为确保油气从地层流入井底提供油流通道。任何限制油气从井眼周围流向井筒的现象称为对地层损害的“污染”。实践证明：钻开生产层的过程或多或少都会对油气层产生损害。因此，保护油气层是完井所面临的首要问题。过去，世界范围内油价较低、油源充裕，在很大程度上忽视了对油气层的保护。自20世纪70年代中期，西方一些国家出现能源危机以来，防止伤害油气层，最大限度地提高油气井产能才上升到重要地位，成为目前钻井技术中最主要的热门课题之一。

1.油气层伤害的原因油气层伤害机理的研究工作开展以来，有各式各样的说法。最近比较精辟的理论认为：地层损害通常与钻井液固体微粒运移和堵塞有关，还与化学反应和热动力因素有关。在复杂条件下，要充分掌握油层损害机理是比较困难的。因此，目前的研究结果大多只能定性地指导生产实践，离定量评价还有一定的差距。

钻生产井常用的钻井液为水基泥浆。由于钻进过程中钻井液柱压力一般大于地层压力，在压差作用下，钻井液中的水、粘土等会侵入油气层，对油气层造成各种不同性质的伤害。

1)使产层中的粘土膨胀研究得知，油砂颗粒周围一般都有极薄的粘土膜。砂粒之间的微孔道非常多，油气层内部还有许多很薄的粘土夹层。在钻井液自由水的侵入作用下，砂粒周围的粘土质成分将发生体积膨胀，使油气流动通道缩小，降低产出油气的能力。

2)破坏油气流的连续性油气层含油气饱和度较高时，油气在孔隙内部呈连续流动状态。少量的共生水贴在孔隙壁面，把极微小的松散微粒固定下来，在相当大的油气流动速度下也不会被冲走。当钻井液滤液侵入较多时，会破坏油气流的连续性，原油或天然气的单相流动变成油、水两相或气、水两相流动，增加了油气流动阻力。一旦水成为连续的流动相，只要流速稍大，就会把原来稳定在颗粒表面的松散微粒冲走，并在狭窄部位发生堆积，堵塞流动通道，严重降低渗透率。

3)产生水锁效应，增加油气流动阻力渗入油气层中的钻井液滤液是不连续的，而是呈一段小水栓一段油气的分离状态。在有些地方还会形成油、水乳化液。由于弯曲表面收缩压的关系，会大大增加油气流入井的阻力。

4)在地层孔隙内生成沉淀物

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由于油管柱与套管间的环空由油管挂密封，由地层流入井内的油气只能进入筛管并沿着油管上升到地面。采油树与地面采油管线相连,有控制地将油气从井内输出。

3.诱导油气流下完油管、安装好井口装置后，下一步的工作一般是诱导油气流。对于因井内液柱压力过高而不能自喷的油气井，应设法降低井内液柱高度或流体密度，从而降低液柱压力，诱导油气流进入井内。常用的方法有替喷法、提捞诱喷法、抽汲诱喷法和气举法等。

1)替喷法用原油或清水等低密度液体将井内的钻井液循环替出，降低液柱压力以诱使油气流入井内的办法称为替喷法。替喷时清水从油管注入井内，逐步替出井内钻井液。对于高压井或深井，为了不致造成井内压力变化过猛，可以先用轻钻井液替出重钻井液，再用清水替出轻质钻井液的办法进行替喷，确保井身安全。

2)提捞法提捞诱喷法是用特制的提捞筒，将井筒中的液体逐筒地捞出来，以降低液柱高度、诱导油气流进入井内。这种方法一般是在替喷后仍然无效的情况下采用。

提捞诱喷法的一种变化称为钻具排液法。可以把装有回压阀的下部钻具视为一个长的提捞筒，速度较快地将井内液面降低1000～1500m。

3)抽汲法抽汲法实际上是在油管柱内下入一个特制的抽子，利用抽子在油管内上下移动形成的部分真空，将井内部分清水逐步抽出去，从而降低井内液柱高度，达到诱喷的目的。

抽汲法可将井内液柱高度降到很低。抽子下行时阀打开，水从抽子中心管水眼流入油管内；上提抽子时阀关闭，油管内的水柱压力使胶皮胀开紧贴油管内壁而起密封作用。抽子之上的水柱随抽子上移而被排出井口。替喷后仍不能自喷的井，可采用抽汲法诱喷。

4)气举法气举法与替喷法的原理类似，只是替入井内的不是清水而是压缩空气。气体是从环空注入而不是经油管注入。由于气体密度小，只要油气层伤害不是很严重，一般气举后可达到诱喷的目的。在某些有条件的地区，还可以用邻井的高压天然气代替压缩机进行气举。对替喷无效的井，也可采用气举法诱喷。

4.完井测试完井测试的主要任务是测定油气的产量、地层压力、井底流动压力、井口压力以及取全取准油、气、水的资料，为油气开采提供可靠的依据。

1)油气产量的测定从油气井中产出的油、气、水进入分离器后，气体经分离伞从上部排出，油和水沉降下来。玻璃连通管中的液面高度能反映分离器内油水液面的变化。记录玻璃管中液面上升一定高度所需的时间，就能算出每口井的产液量，经采样分析可得到油水含量。

通常用节流式流量计测定天然气的产量。流量计的孔板直径要适应天然气的产量范围。

2)地层压力和井底流动压力关井待井内压力恢复到稳定后，用井下压力计测得的井底压力即为地层压力。也可用关井井口压力和液柱压力计算得出地层压力。对于渗透性差的地层，关井使井内压力恢复需要很长时间。为了节省时间，可根据一段时间内的压力恢复规律推断地层压力。

井底流动压力是指稳定生产时测得的井底压力。如果是油管生产，由套压和环空液柱压力可算得井底流动压力。

3)井口压力油气井井口压力包括油压和套压。油压反映井口处油管内压力，套压反映井口处油管与套管环形空间的压力。生产时油压和套压不同，关井压力稳定后油压和套压应相等。可以在地面上通过压力表读得这两个压力值。

4)油、气、水取样取样是为了对产层流体进行分析和评价。因此，要求取出的样品具有代表性和不失真。一般情况在井口取样。有时为了保持油气在地下的原始状态，需要下井下取样器到井底取样并封闭，然后取到地面用于测试和分析。

思考题

1.钻井的作用是什么?2.现代旋转钻井的工艺过程特点是什么?3.井身结构包括什么内容?4.钻井工艺发展经历了几个阶段?有些什么特点?5.石油钻机由哪些系统组成?各个系统的作用是什么?6.防喷器有哪些类型？各有什么用途？

7.钻柱主要由哪几种部件组成？

8.方钻杆为什么要做成正方形?9.扶正器、减振器、震击器等辅助钻井工具各有什么用途?10.普通三牙轮钻头主要由哪几部分组成?11.石油钻井使用的金刚石钻头有哪些类型?各在什么条件下使用?12．钻井液的功用是什么?13．水基钻井液由哪些部分组成？属于什么样的体系？

14．钻井液性能的基本要素有哪些？

15．钻井液密度与钻井工作的关系如何?16．怎样优选钻头？

17．井斜控制标准是什么?18．压井循环的特点是什么？

19．常规井身轨迹有哪几种类型？

20．井内套管柱主要受哪些外力作用？设计套管柱的基本原则是什么?21．套管柱由哪些基本部件组成？

22．描述注水泥的基本过程。

23.钻开油气层时常采取哪些保护措施?24．目前常用哪几种完井方法?25.诱导油气流的主要方法有哪些?26.完井井口装置有哪些部件?各起什么主要作用?

『贰』 什么是自喷采油

油田开发过程中，油井一般都会经历自喷采油阶段。是利用地层自身的能量将原油举升到井口，再经地面管线流到计量站。自喷采油设备简单、管理方便、产量高、不需要人工补充能量，可以节省大量的动力设备和维修管理费用，是最简单、经济、高效的采油方法。

为了使油井以合理的产量稳定生产，延长油井的自喷期，油井生产系统的各个流动过程要互相衔接、协调工作。油井的生产一般包含三个流动过程：原油从油层到井底的渗流；沿井筒从井底到井口的垂直或倾斜管流；从井口到分离器的地面水平或倾斜管流。大多数自喷井，原油还要通过井口油嘴的节流。所以，自喷井一般包括这四个流动过程。本节讨论油井流入动态、气液混合物在垂直井筒及油嘴中的流动规律;介绍自喷井的井场设备;简述自喷井系统的协调原理和节点分析方法。

一、油井流入动态原油通过多孔介质从油层到井底的渗流是油井生产系统的第一个流动过程。油井产量与井底流动压力的关系称为油井流入动态，相应曲线即为流入动态曲线(Inflow Performance Relationship Curve)，简称IPR曲线。就单井而言，IPR曲线反映了油藏的供油能力和工作特性，是确定油井工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。典型的流入动态曲线如图6-1所示。由图6-1可以看出：IPR曲线的形状与油藏的驱动类型有关。

图 6-10不同油嘴直径的油井产量

『叁』 什么是压裂井口阀门

压裂井口阀门？一般压裂井口都是通过法兰安装在采油、采气树上的清蜡闸门上的。

『肆』 根据钻井工艺中钻进、洗井、起下钻具各工序的需要，一套钻机必须具备哪些系统和设备

1起升系统为了起下钻具、下套管以及控制钻头送进等，钻机装有一套起升机构，它主要由主绞车、辅助绞车（或猫头）、工作刹车、辅助刹车、游动系统[包括钢丝绳、天车、游动滑车（简称游车）和大钩]以及悬挂游动系统的井架组成。另外，还有起、下钻操作使用的工具及设备，如吊环、吊卡、卡瓦、大钳、立根移运机构等。

井架是钻采机械的重要组成部分之一，如图3-36所示，它在钻井和采油生产过程中，用于安放和悬挂天车（图3-37）、游车、大钩、吊环、吊钳、吊卡等起升设备与工具，以及起下、存放钻杆、油管或抽油杆。

图3-49闸板结构示意图旋转防喷器的结构特点是：橡胶芯子可以在抱紧钻杆的情况下随钻杆一起旋转，从而能够在封闭钻杆与套管环形空间的同时，满足边喷边钻的工艺要求。万能防喷器的胶皮芯子能在几秒钟内对任何钻具进行封闭，争取宝贵的抢险时间。当钻机上配备有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器三类防喷器时，它们既可以单独使用，也可以重叠使用，可以实现边喷边钻、不压井起、下钻和反循环钻井等钻井新工艺。大多数防喷器都配有手动和液动两套控制装置，以便在紧急情况下远距离控制。

『伍』 井口装置和采油树的设计参数是多少

其实，井口装置包括了采油树。参数主要是工作压力。这要根据井口的压力来确定。一回般常用的有150型井口装置答、250型井口装置、350型井口装置。如果油井搞压裂、酸化等大型措施，还需要安装千型井口装置。井口配备的所有附件应和井口装置的工作压力相匹配。

『陆』 怎么控制油气井

钻井工作不仅要求速度快，而且要求质量好。井身质量的好坏是油气井完井质量的前提和基础，它直接影响到油气田勘探和开发工作的顺利进行。

井身轴线偏离铅垂方向的现象叫井斜。大量实践说明，井斜严重将给钻井、油气田开发及采油等带来各种危害，甚至引起事故。因此，有关井斜的一些指标是衡量一口井井身质量的重要参数。

井身斜度大了，为钻达同一目的层所需的进尺就会增加。这样不仅费用高，而且还可能由于深度的误差，使地质资料不真实而得出错误的结论，漏掉油气层。井斜过大、井底偏离设计位置过多，将会打乱油气田开发井网分布方案，影响油气层的采收率。

井斜使井眼变曲。钻具在弯曲井眼中旋转容易产生疲劳折断。钻具在严重弯曲的井段内，受下部钻具拉力的作用，将给井壁和套管以接触压力，加剧钻具和套管的磨损。同时,在长期的旋转和起下钻中，井壁将被钻具磨起“键槽”而造成卡钻。

固井时，在井斜变化大的严重弯曲井段，比钻具刚度大的套管及测井仪器将不易下入，易发生卡钻；下入井内的套管由于井斜不能居中，使水泥浆不易充满整个套管外环形空间而影响固井质量。

综上所述，井斜的危害是多方面的，后果是严重的，需要引起钻井工作者的注意。

旋转钻井发展至今，还很难钻成一口一点都不斜的直井。井眼总是或多或少要斜的。井斜给钻井、开采带来的危害程度与井斜的严重程度有关。轻微的井斜不致造成危害；严重井斜可能引发事故甚至使井报废。那么，什么样的井斜程度才是被允许的呢？这就存在一个井斜控制标准问题。在此标准之内的井，即可认为是可以接受的“直井”，从而避免徒劳追求绝对直井的行为，把井身质量建立在工程实际的基础上。

我国井斜控制的标准为井眼曲率不大于3°/100m。至于井斜角及其他规定，要根据各地区的具体情况而定。胜利油田的评价情况见表5-1。

图5-8定向井轨迹示意图

实际上，可以说“三段式”井身轨迹只是“S型”井身轨迹的一种特殊情况而已。“S型”井身轨迹可以作为所有常规二维定向井井身轨迹的代表，使井身轨迹的设计得到和谐的统一。

常规井身轨迹设计应遵循以下原则：

(1)能实现钻定向井的目的。对于裂缝性油层、厚度小的油层，为了增大油层的裸露面积、提高产量，往往设计成水平井或多底井。为满足采油工艺的要求，丛式定向井多数设计成“S型”井身结构。为了避开井下障碍或防止井眼交叉，井身结构还可以设计成三维“S型”。对于救险井，主要是要求准确钻达目标。因事故需侧钻的定向井，只要避开井下落鱼(即井下落物)，斜出一定的水平位移即可。

(2)尽可能利用地层的造斜规律，可以大大减少人工造斜的工作量和困难。

(3)要有利于满足采油工艺的要求。井眼曲率不宜过大，以利于改善抽油杆的工作条件；最好是垂直井段进入油层，以便于坐封封隔器以及进行其他增产措施。

(4)要有利于安全、优质、快速钻井。这就要求选择合适的井眼曲率、井身轨迹、造斜点以及相关的井身结构。

2.井身轨迹控制井身轨迹控制包括井斜控制和方位控制两个方面。在定向钻进过程中，为确保井眼按预定的井身轨迹发展，需要进行井身轨迹控制。一旦井眼偏离井身轨迹，也需要进行井身轨迹控制。因此，井身轨迹控制是定向钻井技术中最重要的内容之一。

井斜控制即控制井眼井斜角的变化,可以采用两种方法：一种是利用造斜工具造斜或增斜。有特殊需要时，也可以利用造斜工具来降斜。另一种方法是利用井底钻具组合进行增斜、降斜和稳斜。

方位控制是控制井眼方位角的变化,也可采用两种方法：一种是利用地层特性的自然漂移与井底钻具组合达到目的。另一种方法是利用造斜工具强行改变井眼方位。

无论是井斜控制还是方位控制，都要利用两种基本工具,造斜工具和井底钻具组合。在定向钻井发展初期，人们就开始利用造斜工具控制井斜和方位。随着造斜工具的发展，有关造斜工具的理论和现场使用已日益成熟。至于井底钻具组合，虽然人们很早就发现它对井斜和方位的变化都有很大影响，但在很长时间内对它的研究不够。从20世纪50年代起，美国学者鲁宾斯基开始研究钻具组合的力学性能，主要用于打直井。直到60年代，才有人提出定向钻井的井底钻具组合的力学模型。井底钻具组合的研究一时间成了热门，不少学者使用不同的数学、力学方法进行研究和分析，至今方兴未艾。

3.井身轨迹测量定向井测量资料是控制井身轨迹的依据。在井身轨迹的控制过程中,需要及时、准确地了解和掌握定向井基本参数的变化，才能采取相应措施，确保井身轨迹沿预定路径发展。定向钻井实践证明：要完成高质量的定向井，除了合理的井身轨迹设计和有效的井身轨迹控制外，还需要使用性能优良的定向井测量仪器和装备。目前这种趋势日益明显。

从20世纪50年代至今，井身轨迹测量技术发展极快，主要经历了以下过程：钻杆打印地面定向→氟氢酸玻璃管定向→单、多点磁性测斜仪定向→单、多点陀螺测斜仪定向→有线随钻测斜定向系统定向→无线随钻测斜定向系统定向。

钻杆打印地面定向和氟氢酸玻璃管定向方法效率低、精度差，已被淘汰。单、多点磁性测斜仪和陀螺测斜仪是目前定向井施工中使用最多的测斜工具。有线随钻测斜定向系统是20世纪70年代中期研究成功的，广泛用于造斜段测量。无线随钻测斜定向系统是70年代末期出现的，已在北海油田及美国某些油田使用，尚处于发展及完善阶段。

『柒』 关于酸化压裂时的井控

采油树设备是油气开采的重要设备，由套管头、油管头、采油（气）树三部分组成，用来连接套管柱、油管柱，并密封各层套管之间及与油管之间的环形空间，并可控制生产井口的压力和调节油（气）井口流量，也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。采油树是油（气）井生产作业中控制井口压力和调节油（气）井流量的重要装置 .
·可根据需要设计成普通型或整体式结构
·可配备气（液）动安全阀
·可为单翼式或双翼结构型式
·根据需要，配用节流阀可选固定式或可调式两种结构

『捌』 油田系统效率评价中区块中的d，e，f，g是指什么

探砂面 冲砂 探砂面是下入管柱实探井内砂面深度的施工。通过实探井内的砂面深度，可以为下步下入的其它管柱提供参考依据，也可以通过实探砂面深度了解地层出砂情况。如果井内砂面过高，掩埋油层或影响下步要下入的其它管住，就需要冲砂施工。 冲砂是向井内高速注入液体，靠水力作用将井底沉砂冲散，利用液流循环上返的携带能力，将冲散的砂子带到地面的施工。冲砂方式一般有正冲砂、反冲砂和正反冲砂三种。 洗井 洗井是在地面向井筒内打入具有一定性质的洗井工作液，把井壁和油管上的结蜡、死油、铁锈、杂质等脏物混合到洗井工作液中带到地面的施工。洗井是井下作业施工的一项经常项目，在抽油机井、稠油井、注水井及结蜡严重的井施工时，一般都要洗井。 正洗井 洗井工作液从油管打入，从油套环空返出。正洗井一般用在油管结蜡严重的井。 反洗井 洗井工作液从油套环空打入，从油管返出。反洗井一般用在抽油机井、注水井、套管结蜡严重的井。 通井 、刮蜡、刮削 用规定外径和长度的柱状规，下井直接检查套管内径和深度的作业施工，叫做套管通井。套管通井施工一般在新井射孔、老井转抽、转电泵、套变井和大修井施工前进行，通井的目的是用通井规来检验井筒是否畅通，为下步施工做准备。通井常用的工具是通井规和铅模。 下入带有套管刮蜡器的管柱，在套管结蜡井段上下活动刮削管壁的结蜡，再循环打入热水将刮下的死蜡带到地面，这一过程叫刮蜡（套管刮蜡）。 套管刮削是下入带有套管刮削器的管柱，刮削套管内壁，清除套管内壁上的水泥、硬蜡、盐垢及炮眼毛刺等杂物的作业。套管刮削的目的是使套管内壁光滑畅通，为顺利下入其它下井工具清除障碍。 油井（检泵）作业 从地层中开采石油的方法可分为两大类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法；另一类是由于地层本身能量不足，必须人为地用机械设备给井内液体补充能量，才能将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。目前，油田人工举升方式主要有气举、有杆泵采油和无杆泵采油。 有杆泵采油包括抽油机有杆泵和地面驱动螺杆泵。无杆泵采油包括电动潜油泵、水力活塞泵、射流泵等。无论采用什么举升采油方式，由于油田开发方案调整、设备故障等原因，需要进行检（换）泵作业。本章着重介绍抽油机有杆泵（简称抽油泵）、地面驱动螺杆泵（简称螺杆泵）、电动潜油泵（简称电潜泵）、水力活塞泵的作业方法。 检（换）抽油泵 抽油机有杆泵采油是将抽油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给抽油泵，抽油泵活塞上下运动带出井内液体的采油方式，是目前各油田应用最广泛的一种人工举升采油方式，约占人工举升井数的90%左右。它主要由抽油机、抽油泵、抽油杆及配套工具所组成。 由于井下抽油泵发生故障应进行检泵。两次检泵之间的时间间隔称为检泵周期。油井的产量、油层压力、油层温度、出气出水情况、油井的出砂结蜡、原油的腐蚀性、油井的管理制度等诸多因素都会影响检泵周期的长短。 抽油井由于事故检泵的原因一般有以下几种： 1、油井结蜡造成活塞卡、凡尔卡，使抽油泵不能正常工作或将油管堵死。 2、砂卡、砂堵检泵。 3、抽油杆的脱扣造成检泵。 4、抽油杆的断裂造成检泵。 5、泵的磨损漏失量不断增大，造成产液量下降，泵效降低，需检泵施工。 6、抽油杆与油管发生偏磨，将油管磨坏或将接箍、杆体磨断，需检泵施工。 7、油井的动液面发生变化，产量发生变化，为查清原因，需检泵施工。 8、根据油田开发方案的要求，需改变工作制度换泵或需加深或上提泵挂深度等。 9、其它原因：如油管脱扣、泵筒脱扣、衬套乱、大泵脱接器断脱等造成的检泵施工等。 检泵作业施工主要包括以下施工工序： 施工准备、洗井、压井、起抽油杆柱、起管柱、刮蜡、通井、探砂面、冲砂、配管柱、下管柱、下抽油杆柱、试抽交井、编写施工总结等。 潜油电泵井作业 潜油电泵全称电动潜油离心泵，简称电泵，是将潜油电机和离心泵一起下入油井内液面以下进行抽油的井下举升设备。潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制柜和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井中的井液举升到地面。近些年来，国内外潜油电泵举升技术发展很快，在油田生产中，特别是在高含水期，大部分原油是靠潜油电泵生产出来的。电潜泵在非自喷高产井或高含水井的举升技术中将起重要的作用。 典型的潜油电泵井的系统它主要由三部分组成： （1）地面部分：地面部分包括变压器、控制柜、接线盒和特殊井口装置等。 （2）中间部分：中间部分主要有油管和电缆。 （3）井下部分：井下部分主要有多级离心泵、油气分离器、潜油电机和保护器。 上述三部分的核心是离心泵、油气分离器、潜油电机、保护器、潜油电缆、变压器和控制柜七大部件。 潜油电泵井的系统组成 1-变压器；2-控制柜；3-电流表；4-接线盒； 5-地面电缆；6-井口装置；7-圆电缆； 8-泄油阀；9-电缆接头；10-单流阀；11-扁电缆；12-油管；13-泵头；14-泵；15-电缆护罩； 16-分离器；17-保护器；18-套管；19-潜油电机；20-扶正器 潜油电泵井作业程序 1、下泵作业 起原井管柱、套管刮蜡、洗井冲砂、探人工井底、测井径、通井、下丢手管柱、换套管头、井下机组下井前的地面检查、井下机组联接、电机和保护器注油、相序检查、电缆安装和下井、单流阀和泄油阀的安装、井口安装、安装电泵井口流程、启泵投产。 2、电泵起出施工 起机组前的准备、起出油管、起出电缆、起出机组、起出设备评价和运回设备。 第四章 常规注水井作业 分层注水工艺原理 油田注水是保持油层压力，使油井长期高产稳产的一项重要措施，目前我国各油田大部分都采用注水的方法，给油层不断补充能量，取得了较好的开发效果。油田注水的目的是提高地层压力，保持地层能量，以实现油田稳产高产，提高最终采收率。由于不同性质的油层吸水能力和启动压力有很大差别，采用多层段笼统注水，将使高渗透层与低渗透层之间出现层间干扰。 通过矿场试验证实，在长期笼统注水条件下，就单井而言，每口井都有干扰现象；就层段而言，大部分层段有干扰现象。注水要求是分层定量注水，在注水井通过细分层段实行分层配注，有利于减少层间干扰，解决层间和平面矛盾，改善吸水剖面，提高驱油效率，以便合理控制油井含水和油田综合含水上升速度，提高油田开发效果。 分层注水管柱 分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。分层注水的实质是在注水井中下入封隔器，将各油层分隔，在井口保持同一压力的情况下，加强对中低渗透层的注入量，而对高渗透层的注入量进行控制，防止注入水单层突进，实现均匀推进，提高油田的采收率。我国油田大规模应用的分层配水管柱有同心式和偏心式两种。前者可用于注水层段划分较少较粗的油田开发初期，后者适用于注水层段划分较多较细的中、高含水期。此外，还有用于套管变形井的小直径分层配水管柱。 注水井井下工具 封隔器：扩张式封隔器、压缩式封隔器 配水器：固定式分层配水器、活动式配水器、偏心配水器 压 裂 压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理，从地面泵入携带支撑剂的高压工作液，使地层形成并保持裂缝，是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径，增加了泄流面积，大大降低了渗流阻力，因而能大幅度提高油、气井产量，提高采油速度，缩短开采周期，降低采油成本。 压裂设备及管柱 一、地面设备 1、压裂井口 压裂井口一般可分为两类： ①用采油树压裂井口。 ②采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专 用压裂井口。 2、压裂管汇 目前压裂管汇种类很多，承压和最大过砂能力也不相同。常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。高压管线外径Ф76mm，内径Ф60mm，最高压力可达100MPa。 3、投球器 投球器有两种，一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器，另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。美国进口投球器，最大工作压力100MPa，一次装Ф22mm的堵球200个，电动旋转投球每分钟12圈，每圈投4个球。 二、压裂车组 压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。 1、压裂泵车 压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是产生高压，大排量的向地层注入压裂液，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。它是压裂施工中的关键设备，主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。 2、混砂车 混砂车的作用是将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来，并将混好的携砂液供给压裂车，压入井内。目前混砂车有双筒机械混砂车、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。 3、其它设备 除了压裂车、混砂车主要设备外，还有仪表车、液罐车、运砂车等。仪表车是用于施工时，记录压裂过程各种参数，控制其它压裂设备的中枢系统，又称作压裂指挥车。 三、压裂管柱 压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。目前井下管柱可分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1、压裂油管 压裂应使用专用油管。抗压强度应满足设计要求。浅井、低压可用J55钢级，内径Ф62mm油管（外径φ73mm）；中深井和深井使用N80或P105的内径Ф62mm或Ф76mm外加厚油管，最高限压分别是70Mpa和90Mpa。 2、封隔器 目前压裂用封隔器种类较多，浅井使用扩张式或压缩式50℃低温胶筒封隔器。深井使用扩张式、压缩式或机械式90℃以上胶筒封隔器。深井大通径CS-1封隔器，工作压力105Mpa，工作温度可达177℃。 3、喷砂器 喷砂器主要作用一是节流，造成压裂管柱内外压差，保证封隔器密封；二是通往地层的通道口，使压裂液进入油层，三是避免压裂砂直接冲击套管内壁造成伤害。 4、压裂管柱 压裂管柱一般分为笼统压裂管柱和分层压裂管柱。 1）笼统压裂管柱 笼统压裂管柱结构为：油管+水力锚+封隔器+喷嘴。 2）分层压裂管柱 分层压裂管柱包括： ①双封卡单层：Ф73mm或Ф88.9mm外加厚油管+水力锚+封隔器+喷砂器+封隔器+死堵。压裂之后可以用上提的方法压裂其它卡距相同层段。 ②三封卡双层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+水力锚+封隔器+喷砂器（带套）+封隔器+喷砂器（无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂二层。 ③四封卡三层：Ф73mm或Ф88.9mm油管+封隔器+喷砂器（甲套）+封隔器+喷砂器（乙套）+封隔器+喷砂器（丙无套）+封隔器+死堵。可以不动管柱压裂三层。 在压裂管柱的丈量和组配过程中要考虑到油管由于温度效应、活塞效应、膨胀效应、弯曲效应引起的油管长度变化。 第二节 压裂液 压裂液的主要作用，是将地面设备的能量传递到油层岩石上，将油层岩石劈开形成裂缝，把支撑剂输送到裂缝中。压裂液在施工中按不同阶段的作用可分为前置液、携砂液、顶替液三种。 为了压裂施工的顺利实施，要求压裂液具有低滤失性、高携砂性、降阻性、稳定性、配伍性、低残渣、易返排等性能。随着石油工业的发展，压裂施工的规模越来越大，压裂液用量越来越大，因而压裂液还应具备货源广、成本低，配制简单等特点，以满足大型压裂和新井压裂施工。 压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液、泡沫压裂液、醇基压裂液、表面活性剂胶束压裂液（清洁压裂液）和浓缩压裂液等。水基压裂液成本低、使用安全，因而应用广泛。目前世界上约有70％以上的压裂作业采用的胍胶和羟丙基胍胶水基压裂液，泡沫压裂液约占总用量的25％，而油基压裂液使用很少，占5％。 支撑剂 支撑剂是水力压裂时地层压开裂缝后，用来支撑裂缝阻止裂缝重新闭合的一种固体颗粒。它的作用是在裂缝中铺置排列后形成支撑裂缝，从而在储集层中形成远远高于储集层渗透率的支撑裂缝带。使流体在支撑裂缝中有较高的流通性，减少流体的流动阻力，达到增产、增注的目的。 为了适应各种不同地层以及不同井深压裂的需要，人们开发了许多种类的支撑剂，大致可分为天然和人造两大类。支撑剂性能主要是物理性能和导流能力。 目前常用的支撑剂有天然石英砂和人造支撑剂陶粒 石英砂多产于沙漠、河滩或沿海地带。如美国渥太华砂、约旦砂和国内兰州砂、承德砂、内蒙砂等。天然石英砂的矿物组分以石英为主。石英含量（质量百分比）是衡量石英砂质量的重要指标，我国压裂用石英砂中的石英含量一般在80%左右，在天然石英砂的石英含量中，单晶石英颗粒所占的质量百分比愈大，则该种石英砂的抗压强度愈高。 一、滑套式管柱分层压裂工艺 1、管柱结构：由投球器、井口球阀、工作筒和堵塞器、多级封隔器和多级喷砂器组成。所用的封隔器以扩张式为主，特殊情况也可以用压缩式的；也可以根据施工需要，用尾喷嘴和水力锚配合滑套式喷砂进行混合组配。 打捞作业 在油水井生产过程中，由于各种原因常引起井下落物和井下工具遇卡。各种井下落物在很大程度上影响着油水井的正常生产，严重时可造成停产。因此，需要针对不同类型的井下落物，选用相应的打捞工具，捞出井下落物，恢复油水井正常生产。 一、打捞作业的分类 捞出井下落物的作业过程称打捞作业。可以从不同角度对打捞作业的性质进行分类。 1、按落物种类进行划分 根据井下落物的种类可将打捞作业分成四类： (1)管类落物打捞,如油管、钻杆、封隔器、工具等。 (2)杆类落物打捞，如（断脱的）抽油杆、测试仪器、加重杆等。 (3)绳类落物打捞，如录井钢丝、电缆等。 (4)小件落物打捞，如铅锤、刮蜡片、压力计、取样器和凡尔球、牙轮等。 2、按打捞作业的难易程度划分 这是现场上按照工程处理难易程度进行分类的一种方法，分为简单打捞和复杂打捞两种。这种划分方法便于施工准备和制定施工措施。 二、常用的打捞工具 在长期的打捞实践中，人们根据不同类型的井下落物，设计出了许多相应的打捞工具。 1、管类落物打捞工具 常用来打捞管类落物的工具有：公锥、母锥、滑块卡瓦打捞矛、接箍捞矛、可退式打捞矛、可退式打捞筒、开窗打捞筒等。 2、杆类落物打捞工具 常用工具有抽油杆打捞筒、组合式抽油杆打捞筒、活页式捞筒、三球打捞器、摆动式打捞器、测试井仪器打捞筒等。 3、绳类落物打捞工具 常用工具有内钩、外钩、内外组合钩、老虎嘴等。 4、小件落物打捞工具 常用工具有一把抓、反循环打捞篮、磁力打捞器等。 5、辅助打捞工具 常用的辅助打捞工具有铅模、各种磨铣工具（平底磨鞋、凹底磨鞋、领眼磨鞋、梨形磨鞋、柱形磨鞋、内铣鞋、外齿铣鞋、裙边鞋、套铣鞋等）、各种震击器（上击器、下击器、加速器和地面下击器等）、安全接头和各种井下切割工具等。 6、大修常用钻具和井口工具 大修常用的钻具有23/8″~31/2″正反扣钻杆、31/2″~41/8″钻铤、21/2″~31/2″方钻杆。常用的井口工具有轻便水龙头、液压钳、吊钳、安全卡瓦、各种规格的活门吊卡、井口卡瓦、方钻杆补心、钻铤提升短节、接头等。 7、倒扣工具和钻具组合 常规打捞施工时常用的倒扣工具有倒扣器、倒扣捞矛、倒扣捞筒、倒扣安全接头、倒扣下击器。常用的钻具组合有两种（自下而上）。 (1)倒扣捞筒（倒扣捞矛）+倒扣安全接头+倒扣下击器+倒扣器+正扣钻杆（油管）。 (2)倒扣捞筒(倒扣捞矛)+倒扣安全接头+反扣钻杆。 三、井下落物打捞步骤 （1）下铅摸打印，以便分析井下鱼顶形态、位置。 （2）根据印痕分析井下情况及套管环形空间的大小，选择合适的打捞工具。 （3）按操作程序下打捞工具进行打捞。 （4）捞住落物后即可活动上提。当负荷正常后，可适当加快起钻速度。 解卡作业 卡钻事故按其形成的原因可分为以下几种类型： （1）油水井生产过程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蜡卡等。 （2）井下作业不当造成的卡钻，如落物卡、水泥（凝固）卡、套管卡等。 （3）井下下入了设计不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻，如封隔器不能正常解封造成的卡钻。 4、解卡 1）砂卡的解除方法 凡是由于井内砂子造成的卡管柱或工具事故，统称为砂卡事故，简称为砂卡。砂卡的特征一般为管柱用正常悬重提不动、放不下、转不动。 2）水泥卡钻解除方法 水泥卡钻的处理可分为两种情况：一种是能够开泵循环的；另一种憋泵开不了泵的。对可开泵循环的，可用浓度为15%的盐酸进行循环，破坏水泥环进行解卡。 3）解除落物卡钻 落物卡钻原因多数是由于施工中责任心不强，或者工具构件质量低劣所造成的。如钳牙、卡瓦牙、井口螺丝、撬杠、搬手及其它小件工具等落井，将井下工具（如封隔器、套铣筒等）卡住，造成落物卡钻事故。 处理落物卡钻，切忌大力上提，以防卡死。一般处理方法有两种：若被卡管柱可转动，可以轻提慢转管柱，有可能造成落物挤碎或者拨落，使井下管柱解卡；若轻提慢转处理不了，或者管柱转不动，可用壁钩捞出落物以达到解卡的目的。 4）解除套管卡钻 套管卡钻通常分为变形卡、破裂卡、错断卡。不论处理那种形式的卡钻，都要将卡点以上的管柱取出，修好了套管，卡钻也就解除了。 5）封隔器的卡瓦卡钻 解除封隔器卡瓦卡钻可用大力上提解卡和正转的方法。具体做法是在钻具设备允许范围内进行大力上提和下放，必要时可将封隔器卡瓦拉断，然后把余下的部分打捞出来，实现解卡。若活动法不行，则把封隔器以上的油管倒出来，再下钻杆带公锥打捞，然后正转钻具上提解卡。封隔器卡瓦卡钻，还可以用震击解卡。具体做法是把封隔器以上的油管倒出，用钻杆下带震击器、加速器、安全接头、打捞工具的组合钻具，打捞封隔器，捞到后使用震击器解卡。 第六节 套管整形 套管变形或错断后,内通径减小,针对变形和错断点以下的各种工艺技术措施无法实施,导致油气水井停产或报废，而且能引发成片套损。因此，套管变形和错断后，应采取一定的技术措施进行整形扩径，捞尽井下落物后，根据井况进行密封加固修复或取套修复，也可彻底报废后侧钻修复。套管整形扩径技术是套管变形和错断井修复的前提和基础。 套管整形扩径的常用工具有梨形胀管器、旋转碾压法整形，旋转震击式整形器、偏心辊子整形器、三锥辊套管整形器和各种形状的铣锥。 第八节 套管加固 对变形、错断的套管经整形扩径打开通道，捞尽井内落物后进行加固修复，一是防止套损井段复位通径减小；二是保持套管井眼有一基本通道；三是密封加固能防止套损井段进水成为成片套损源；四是修复成本低。缺点是加固修复后，井眼内通径减少。目前加固的方法有不密封丢手加固和液压密封加固。 第十一节 电动潜油泵打捞 随着电泵井的增加，作业过程中卡泵、电缆击穿、脱落、掉泵、砂卡电泵、套管变形卡泵事故不断发生，且电泵结构复杂、外径大，加上电缆因素，人们曾一度被打捞电泵问题所困绕。 经多年攻关，已经总结出适合我国油田的一整套的打捞工艺及专用工具，为我国油井打捞技术又增添了新的一页。 一、电泵事故分类 A类：电泵起不动，原管柱等未损坏。 B类：全套电泵机组，部分电缆、油管落入井内。 C类：只剩电机组或部分电机组在井内。 二、电泵打捞 1、上下活动打捞 原管柱未损坏情况下（A类），或其它情况下捞获后，可在油管、地面设备允许的负荷内上下活动，以达到松动解卡捞获电泵的目的，且不可转管柱，更不能倒扣。 2、打捞电缆、管柱 活动无效时，对A类情况可以从电泵泄油器以上把油管与电缆全部切断，起出油管和电缆，对于B类情况，捞获后可采用震击释卡，若无效，也可采用切割或套、磨、铣等工艺把油管和电缆全部捞出。 3、打捞电泵 冲洗鱼顶，下电泵卡瓦捞筒（需要时，还要套铣电泵）对电泵进行打捞。捞获后，可用上下活动、震击释卡，若仍无效，就从泵连接螺栓处提断，一节一节地提捞，直至把全部电泵机组全部捞出。 4、破坏性电泵打捞 倒掉电机上接头，用特制工具抽出转子、定子，最后磨掉电机外壳。 一、水泥浆封固永久报废工艺技术 水泥浆封固永久报废工艺技术主要适用于严重损坏的注水井及部分需补钻调整井而需要作报废处理的油井。 1、水泥浆封固永久报废工艺原理 水泥浆封固永久报废就是利用水泥浆对射孔井段、错断、破裂部位挤注封堵，达到永久封固报废的目的。 2、施工方法 工程报废井多属井况复杂、套损严重井，一般有落物卡阻，因此按有落物的错断卡阻型井况介绍施工方法 。 1）压井 2）试提、起原井管柱 3）打印 核实套损状况、鱼顶状况、深度。 4）处理卡阻部位的落物 下击或磨铣套损部位落物，让出套损部位2~4m。 5）整形扩径 选用梨形或锥形铣鞋、平底磨鞋等进行整形扩径。 6）打捞 打捞处理套损部位以下落物。 7）通井 8）封固报废 9）探水泥面 10）试压 对灰塞试压，压力为15MPa，稳压30min，压力降不超过0.5MPa为合格。 11）完井

『玖』 压裂井控现场应急处置方案