[精选]修井设备培训教材.pptx
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1、石油工程教学部石油工程教学部v第一章 俢井设备v第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v第二节第二节 动力设备动力设备v第三节第三节 传动设备传动设备v第四节第四节 起下设备起下设备 v第五节第五节 旋转设备旋转设备 v第六节第六节 循环设备循环设备 v第六节第六节 井口控制装置井口控制装置 v第八节第八节 其它设备其它设备第一节第一节 井下作业概述井下作业概述 在石油与天燃气勘探开发的各项施工中在石油与天燃气勘探开发的各项施工中,修井修井作业是一个重要环节作业是一个重要环节,油、气、水井在自喷、抽油油、气、水井在自喷、抽油或注水、注气过程中或注水、注气过程中,随时会发生故障随时会发生故障,造
2、成油井造成油井减产甚至停产。诸如井下砂堵、井筒内严重结蜡减产甚至停产。诸如井下砂堵、井筒内严重结蜡,渗透降低,油、气、水层互相串通渗透降低,油、气、水层互相串通,生产油井枯竭生产油井枯竭等油井本身的故障;油管断裂、油管连接脱扣、等油井本身的故障;油管断裂、油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗透等油井结构损坏;抽油杆套管挤扁、断裂和渗透等油井结构损坏;抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障;出现故障后油设备故障;出现故障后,只有通过井下作业来排只有通过井下作业来排除故障除故障,更换设备更换设备,调整油井参数调整油井参数,才能恢复油井正才能
3、恢复油井正常生产。常生产。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v修井作业的主要内容修井作业的主要内容,可归纳为以下三个方面:可归纳为以下三个方面:v1,起下作业起下作业,如对发生故障或损坏的油管、抽如对发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的起出起出,修理修理更换更换,再下入井内再下入井内,以及抽吸、捞砂、机械清蜡、以及抽吸、捞砂、机械清蜡、酸化压裂等。酸化压裂等。v2,井内的循环作业井内的循环作业,如冲砂、热洗循环泥浆等。如冲砂、热洗循环泥浆等。v3,旋转作业旋转作业,如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨削、侧钻及修补
4、套管等。削、侧钻及修补套管等。v井下作业是油田稳产的重要措施井下作业是油田稳产的重要措施,修井机是修井作修井机是修井作业的关键设备。业的关键设备。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v 修井作业的设备比较多,按照性能和用途,可分为动力设备动力设备、起下设备起下设备、旋转设备、循环设旋转设备、循环设备备、井口控制装置井口控制装置等。其详细标准、技术性能等可参阅采油技术手册。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v井下作业内容主要有油水井维修、油水井大修、井下作业内容主要有油水井维修、油水井大修、油层改造和试油。油层改造和试油。v 一油水井维修一油水井维修v 油水井在采油、注水的过程中,因地层出
5、砂、油水井在采油、注水的过程中,因地层出砂、出盐,造成地层掩埋、泵砂卡、盐卡,或因管柱出盐,造成地层掩埋、泵砂卡、盐卡,或因管柱结蜡、泵凡尔腐蚀、封隔器失效、油管、抽油杆结蜡、泵凡尔腐蚀、封隔器失效、油管、抽油杆断脱等种种原因,使油水井不能正常生产。油水断脱等种种原因,使油水井不能正常生产。油水井维修的目的,是通过作业施工,使油水井恢复井维修的目的,是通过作业施工,使油水井恢复正常生产。正常生产。油油水水井井维维修修包包括括:水水井井试试注注、换换封封、测测吸吸水水剖剖面面;油油井井检检泵泵、清清砂砂、防防砂砂、套套管管刮刮蜡蜡、堵堵水水及及简简单单的井下事故处理等修井作业。的井下事故处理等修
6、井作业。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v1、油井检泵、油井检泵v抽油泵在井下工作过程中,受到砂、蜡、气、水及一抽油泵在井下工作过程中,受到砂、蜡、气、水及一些腐蚀介质的侵害,使泵的部件受到损害,造成泵失灵,些腐蚀介质的侵害,使泵的部件受到损害,造成泵失灵,油井停产。因此,检泵是保持泵的性能良好,维护抽油井油井停产。因此,检泵是保持泵的性能良好,维护抽油井正常生产的一项重要手段。正常生产的一项重要手段。v油井检泵的主要工作内容就是起下抽油杆和油管。油油井检泵的主要工作内容就是起下抽油杆和油管。油层压力不大,可用不压井作业装置进行井下作业,对于有层压力不大,可用不压井作业装置进行井下作业,
7、对于有落物或地层压力稍高的井,可用卤水或清水压井后进行井落物或地层压力稍高的井,可用卤水或清水压井后进行井下作业,应防止用泥浆压井。下作业,应防止用泥浆压井。v检泵工作中需特别重视的是:准确计算下泵深度,合检泵工作中需特别重视的是:准确计算下泵深度,合理组配抽油杆和油管,以及下入合格的抽油杆、油管和深理组配抽油杆和油管,以及下入合格的抽油杆、油管和深井泵等,这是提高泵效的重要措施。井泵等,这是提高泵效的重要措施。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v2、试注:油井在正式投入注水前,所进行的新井、试注:油井在正式投入注水前,所进行的新井 或油井转注的试验与施工过程叫试注。具体到一或油井转注的试
8、验与施工过程叫试注。具体到一口注水井,就是去除新井或油井转注前的井壁和口注水井,就是去除新井或油井转注前的井壁和井底的泥饼、杂物、脏物,并确定出注水井的吸井底的泥饼、杂物、脏物,并确定出注水井的吸水指数,为实施注水方案打下良好基础。试注分水指数,为实施注水方案打下良好基础。试注分三个阶段,即排液、洗井、转注及必要的增注措三个阶段,即排液、洗井、转注及必要的增注措施。施。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v3、堵水:堵水的目的就是在于控制产水层中水的流动和、堵水:堵水的目的就是在于控制产水层中水的流动和改变水驱油中水的流动方向,提高水驱油效率,力图使得改变水驱油中水的流动方向,提高水驱油效率
9、,力图使得油田的产水量在一段时间内下降或稳定,以保持油田增产油田的产水量在一段时间内下降或稳定,以保持油田增产或稳产,提高油田最终采收率。或稳产,提高油田最终采收率。v 堵水工艺可分为:机械堵水和化学堵水两大类,化学堵堵水工艺可分为:机械堵水和化学堵水两大类,化学堵水又包括:选择性堵水和非选择性堵水及注水井调整吸水水又包括:选择性堵水和非选择性堵水及注水井调整吸水剖面。剖面。v 1机械堵水就是用封隔器及井下配套工具卡封油井机械堵水就是用封隔器及井下配套工具卡封油井中的出水层位。这种堵水没有选择性,在施工时,配好管中的出水层位。这种堵水没有选择性,在施工时,配好管柱,使封隔器座封准确、严密,才能
10、到达堵水目的。这种柱,使封隔器座封准确、严密,才能到达堵水目的。这种堵水方法可以封上层采下层,封下层采上层,或封中间层堵水方法可以封上层采下层,封下层采上层,或封中间层采两头和封两头采中间层位。采两头和封两头采中间层位。v 2化学堵水就是将化学堵剂注入出水层位,利用堵化学堵水就是将化学堵剂注入出水层位,利用堵剂的化学性质或化学反响物在地层中变化生成的物质到达剂的化学性质或化学反响物在地层中变化生成的物质到达封堵地层出水孔道,降低油井综合含水。封堵地层出水孔道,降低油井综合含水。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述二、油水井大修二、油水井大修油水井大修主要包括:井下事故处理,复杂落物油水井大修
11、主要包括:井下事故处理,复杂落物打捞,套管修理,侧钻等。打捞,套管修理,侧钻等。特点:油水井大修作业施工复杂,难度大,操作特点:油水井大修作业施工复杂,难度大,操作技术要求高,再者,造成井下事故的原因很多,技术要求高,再者,造成井下事故的原因很多,井下事故类型也很多。井下事故类型也很多。事故种类:常发生的井下事故一般分为技术事故,事故种类:常发生的井下事故一般分为技术事故,井下卡钻事故和井下落物事故三大类。处理时,井下卡钻事故和井下落物事故三大类。处理时,须查明事故的性质,弄清事故的原因,采取相应须查明事故的性质,弄清事故的原因,采取相应的技术措施加以妥善处理。的技术措施加以妥善处理。第一节第
12、一节 井下作业概述井下作业概述v三油层改造三油层改造v1、酸化:是将要求配制的酸液注入到油层中,溶解掉井、酸化:是将要求配制的酸液注入到油层中,溶解掉井底附近地层中的堵塞物质,使地层恢复原有的渗透率,溶底附近地层中的堵塞物质,使地层恢复原有的渗透率,溶蚀地层岩石中的某些组分,增加地层孔隙,沟通和扩大裂蚀地层岩石中的某些组分,增加地层孔隙,沟通和扩大裂缝延伸范围,增大油流通道,降低阻力,从而增产。缝延伸范围,增大油流通道,降低阻力,从而增产。v1碳酸盐地层的盐酸处理碳酸盐地层的盐酸处理:碳酸盐地层的酸处理,就:碳酸盐地层的酸处理,就是要解除孔隙,裂缝中的堵塞物质或溶解局部方解石,白是要解除孔隙,
13、裂缝中的堵塞物质或溶解局部方解石,白云石,扩大沟通地层原有的孔隙,裂缝,提高渗透性能。云石,扩大沟通地层原有的孔隙,裂缝,提高渗透性能。v 盐酸酸化原理:碳酸盐地层的酸处理所用的酸液主要是盐酸酸化原理:碳酸盐地层的酸处理所用的酸液主要是盐酸,盐酸能溶解油层中的碳酸盐类,生成一种可溶性的盐酸,盐酸能溶解油层中的碳酸盐类,生成一种可溶性的盐类,用自喷或抽汲等排液方式,将反响后的残酸和可溶盐类,用自喷或抽汲等排液方式,将反响后的残酸和可溶物质排到地面,增大油流孔道,提高渗透率。物质排到地面,增大油流孔道,提高渗透率。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v2砂岩地层的土酸处理:砂岩地层的增产措施通常
14、用砂岩地层的土酸处理:砂岩地层的增产措施通常用水力压裂的方法,对于胶结物较多或堵塞严重的砂岩油气水力压裂的方法,对于胶结物较多或堵塞严重的砂岩油气层,也常采用以解堵为目的的常规酸化方法。但它与碳酸层,也常采用以解堵为目的的常规酸化方法。但它与碳酸岩的酸化有区别,只能通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和岩的酸化有区别,只能通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和局部砂粒,或者溶解孔隙中的泥浆堵塞物以提高、恢复井局部砂粒,或者溶解孔隙中的泥浆堵塞物以提高、恢复井底附近地层的渗透率。由于地层含泥质较多,含碳酸盐较底附近地层的渗透率。由于地层含泥质较多,含碳酸盐较少,油井泥浆堵塞较为严重而泥浆中碳酸盐含量较低。因少,
15、油井泥浆堵塞较为严重而泥浆中碳酸盐含量较低。因此砂岩地层酸处理普遍用土酸处理。此砂岩地层酸处理普遍用土酸处理。v 土酸酸化原理:盐酸与氢氟酸的混合液称土酸。土酸中土酸酸化原理:盐酸与氢氟酸的混合液称土酸。土酸中的盐酸可以溶解油层中碳酸盐和一局部铁质,铝质;土酸的盐酸可以溶解油层中碳酸盐和一局部铁质,铝质;土酸中的氢氟酸可以溶解砂岩油层中的硅酸盐矿物和粘土矿物。中的氢氟酸可以溶解砂岩油层中的硅酸盐矿物和粘土矿物。反响生成的气体氟化硅和水均可排到地面,以解除地层中反响生成的气体氟化硅和水均可排到地面,以解除地层中粘土堵塞和泥饼,从而增加近井地带的渗透率。粘土堵塞和泥饼,从而增加近井地带的渗透率。v
16、排酸:为了防止残酸在地层中停留时间过长发生沉淀,排酸:为了防止残酸在地层中停留时间过长发生沉淀,反响后立即开井排酸。开井能自喷的,采用控制放喷排液,反响后立即开井排酸。开井能自喷的,采用控制放喷排液,假设不能自喷应及时采用抽汲、混排等方式排液。假设不能自喷应及时采用抽汲、混排等方式排液。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v三压裂:三压裂:v 油层水力压裂简称为油层压裂或压裂。它是利用水力传油层水力压裂简称为油层压裂或压裂。它是利用水力传压的方法把油层劈开形成一条或数条裂缝,加进支撑剂,压的方法把油层劈开形成一条或数条裂缝,加进支撑剂,使其不闭合,从而改造油层物性,到达油井增产,注水井使其不
17、闭合,从而改造油层物性,到达油井增产,注水井增注的目的。增注的目的。v 油层压裂的基本原理油层压裂的基本原理:利用液体传压的性质,在地面:利用液体传压的性质,在地面利用高压泵组,向井内高速注入高粘液体,当注入速度大利用高压泵组,向井内高速注入高粘液体,当注入速度大于地层的吸收速度时,在井底逐渐形成高压,当井底压力于地层的吸收速度时,在井底逐渐形成高压,当井底压力超过地层应力和岩石的抗张强度时,地层就产生裂缝或使超过地层应力和岩石的抗张强度时,地层就产生裂缝或使原有微小裂缝张开,形成裂缝。随着高压液体不断注入,原有微小裂缝张开,形成裂缝。随着高压液体不断注入,裂缝不断扩展和向地层深部延伸。当液体
18、的注入速度与地裂缝不断扩展和向地层深部延伸。当液体的注入速度与地层的渗透速度相等时,裂缝就不再扩展和延伸,此时停泵,层的渗透速度相等时,裂缝就不再扩展和延伸,此时停泵,裂缝就会重新闭合,为了使裂缝不重新闭合,向裂缝中填裂缝就会重新闭合,为了使裂缝不重新闭合,向裂缝中填入具有一定强度和粒度的支撑剂,停泵后,裂缝就不会重入具有一定强度和粒度的支撑剂,停泵后,裂缝就不会重新闭合。这样就改善了近井地带的渗滤条件,使油井增产,新闭合。这样就改善了近井地带的渗滤条件,使油井增产,水井增加注入量。水井增加注入量。第一节第一节 井下作业概述井下作业概述v四试油与试气四试油与试气v1.试油:钻井完井后,对可能出
19、油试油:钻井完井后,对可能出油气气的地层射孔,利的地层射孔,利用一套专用设备和方法,降低井内液柱压力,诱导地层中用一套专用设备和方法,降低井内液柱压力,诱导地层中的流体流入井内,对流体和地层进行测定的工艺过程称为的流体流入井内,对流体和地层进行测定的工艺过程称为试油。试油。v2.试油的目的:是认识油、气层的基本手段;是对钻井地试油的目的:是认识油、气层的基本手段;是对钻井地质录井、地球物理测井的解释确认;是评价油、气层的关质录井、地球物理测井的解释确认;是评价油、气层的关键环节。试油取得的有关地层流体的产量、键环节。试油取得的有关地层流体的产量、压力、温度、压力、温度、物理化学性质及地层参数等
20、资料是对油、气、水层作出的物理化学性质及地层参数等资料是对油、气、水层作出的决定性结论;是油气田开发重要的科学依据。油田勘探开决定性结论;是油气田开发重要的科学依据。油田勘探开发的阶段不同,所钻井的种类不同,试油的工艺、目的和发的阶段不同,所钻井的种类不同,试油的工艺、目的和任务也不同,任务也不同,v3.试油的种类:常见的有:参数井试油的种类:常见的有:参数井 区域探井区域探井 试油、试油、预探井试油、详探井试油、开发井试油。预探井试油、详探井试油、开发井试油。第二节第二节 动力设备动力设备一、修井简介一、修井简介一、修井简介一、修井简介 修井机或通井机是修井和井下作业施工中最修井机或通井机是
21、修井和井下作业施工中最修井机或通井机是修井和井下作业施工中最修井机或通井机是修井和井下作业施工中最基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履基本、最主要的动力来源,按其运行结构分为履带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带式和轮胎式两种形式。履带式修井机一般不配带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地带带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地带带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地带带井架,其动力越野性好,适用于低洼泥泞地
22、带施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走施工。轮胎式修井机一般配带自背式井架,行走速度快,施工效率高,适合快速搬迁的需要,但速度快,施工效率高,适合快速搬迁的需要,但速度快,施工效率高,适合快速搬迁的需要,但速度快,施工效率高,适合快速搬迁的需要,但在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井在低洼泥泞地带及雨季、翻浆季节行走和进入井场相对受到限制。场相对受到限制。场相对受到限制。场相对受到限制。现场上习惯把不带井架的履带式作
23、业机称为现场上习惯把不带井架的履带式作业机称为通井机,把自带井架的轮胎式作业机称为修井机通井机,把自带井架的轮胎式作业机称为修井机。第二节第二节 动力设备动力设备vv一、修井简介一、修井简介一、修井简介一、修井简介v 修井机是油田开发和油田生产中不可或缺的一种设备,修井机是油田开发和油田生产中不可或缺的一种设备,被誉为被誉为“油井医生,油井的生产故障必须由修井机来油井医生,油井的生产故障必须由修井机来“起死回生,与其它的油田设备相比它属于较为大型的设起死回生,与其它的油田设备相比它属于较为大型的设备。一般来说,修井机具有使用钻杆进行油水井小修及检备。一般来说,修井机具有使用钻杆进行油水井小修及
24、检泵等常规作业;回接安装井口装置及套管头;常规打捞、泵等常规作业;回接安装井口装置及套管头;常规打捞、修套、封堵等修井作业;磨铣桥塞或钻水泥塞;冲洗出井修套、封堵等修井作业;磨铣桥塞或钻水泥塞;冲洗出井底沉砂或冲洗射孔井段;能对油水井进行简单大修作业和底沉砂或冲洗射孔井段;能对油水井进行简单大修作业和新钻井的完井作业等能力。常规的修井机基本由提升系统、新钻井的完井作业等能力。常规的修井机基本由提升系统、旋转系统、固控系统、井控系统、动力系统、操控系统、旋转系统、固控系统、井控系统、动力系统、操控系统、仪表系统、辅助系统所组成。从修井机的能力和组成局部仪表系统、辅助系统所组成。从修井机的能力和组
25、成局部来看,对于钻机而言只不过是配置稍微简单、能力较小而来看,对于钻机而言只不过是配置稍微简单、能力较小而已,实质上它就是已,实质上它就是“小型的钻机。小型的钻机。第二节第二节 动力设备动力设备v二、修井机的组成二、修井机的组成v1动力驱动设备动力驱动设备v2传动系统设备传动系统设备v3行走系统设备行走系统设备v4地面旋转设备地面旋转设备v5提升系统设备提升系统设备v6循环冲洗系统设备循环冲洗系统设备v7控制系统设备控制系统设备v8辅助设备辅助设备第二节第二节 动力设备动力设备v二、修井机主要有以下八大系统组成二、修井机主要有以下八大系统组成v1、动力系统:为设备运转提供动力,柴油机。、动力系
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