精品注汽井井筒热损失情况分析石油工程专业毕业论文设计.docx
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精品注汽井井筒热损失情况分析石油工程专业毕业论文设计
毕业设计（论文）
题目：
注汽井井筒热损失情况分析
姓名：
东方小乔
专业：
石油工程
学院：
继续教育学院
学习形式：
自学
助学单位：
辽河石油职业技术学院
指导教师：
2013年11月
摘要
定量荧光录井技术作为一种新的录井方法,其应用前景十分广阔。
但作为一种新技术怎样正确应用,直接关系到其自身的发展。
该文针对这一现状从标样的作用、可测浓度范围、光谱特征与光谱信息、资料解释及影响荧光分析的主要因素等方面进行了研讨,并在此基础上提出了下步工作方向。
荧光检测仪为主线,系统回顾了定量荧光录井技术的发展历程,重点介绍了不同发展阶段定量荧光检测仪的结构原理、功能特点和应用情况,指出三维荧光检测仪将成为定量荧光录井的主流仪器,加强定量荧光录井资料的综合应用、开发定量荧光录井配套软件是定量荧光录井技术的发展趋势和今后努力的方向。
针对定量荧光录井过程中出现的同质不同谱、同谱不同质等异常现象,详细客观地分析了原油组分的多样性、荧光物质的复杂性、原油密度与油性指数的关系、荧光淬灭现象、储集层物性等各种可能影响定量荧光录井的因素,提出了油质细分标准、采用积分方法求含油浓度、规范样品分析方法和更新资料处理方法等一些新思路和新方法,对于定量荧光录井的深入发展具有积极的推动作用。
关键词:
影响应用问题
Abstract
Asanewloggingmethod,quantitativefluorescenceloggingtechnologyhasawideapplicationfuture.Butasanewtechnologyhowtouseitcorrectlywouldrelateitsdevelopment.Accordingtopresentsituation,thepaperstudiedanddiscussedtheeffectionofcalibrationsample,measureableconcentrationrange,spectrumcharacteristicsandspectruminformation,datainterpretationandmainfactorswhichaffectedfluorescenceanalysing,onthisbasis,putforwardthedirectionofnextworkingaim.Takingfluoroscopeasthemainthread,thehistoryofquantitativefluorescentlogtechnologyhasbeenreviewedandthestructure,functionandapplicationofquantitativefluoroscopeindifferentdevelopmentstephavebeenmainlypresented.Itispointedoutthatthree-dimensionalfluoroscopewillbetheessentialinstrumentofquantitativefluorescentlog,andthedevelopmenttrendandeffortfuldirectionofquantitativefluorescentlogtechnologyfocusonstrengtheningthecomplexutilizationofdata,anddevelopingthecomputersoftwareforfluorescentlog.ThispapersummarizesthespectralfeaturesofoilsinLiaoheoilfieldandpresentsseveralinterpretationchartsandquantitativefluorescentlogdata.ThepapersummarizesasetofstandardofclassifyingreservoirrockoilbearinggradebyusingQFTthroughtheapplicationofquantitativefluorescentloggingtechniqueinLiaoheoilfield,togetherwithporositydata,establishesΦ-QFTinterpretingchartwhichcanclassifyoilwaterzone.Thepaperanalyzedobjectivelyandingreatdetailthevariousfactorsthosearepossibletoaffectquantitativefluorescencelogging,suchasdiversityofoilcomponent,complexityoffluorescencematerial,relationshipbetweenoildensityandoilpropertyindex,fluorescenceextinguishingphenomenonandreservoirphysicalpropertyaccordingtoabnormalphenomenasuchasthesamequalitywithdifferentspectrumandthesamespectrumwiththedifferentqualityhappeningduringquantitativefluorescencelogging.
Keywords:
influenceapplicationquestion
目录
摘要II
关键词:
影响应用问题II
AbstractIII
1论绪1
2水平井作为老区挖潜、增油稳产2
3井工艺对录井质量的影响4
3．1．PDC钻头的使用、混油的原因及岩屑污染问题4
3．2．在新式钻井工艺条件下判断真假岩屑提高录井质量5
4常见物质的荧光特性8
5定量荧光录井技术的应用9
5.1定量检测样品的含油浓度，进而确定对比级别及含油级别10
5.2定量判断储层的原油性质10
5.3直接测得储层的孔渗性参数11
5.4定量荧光资料解释评价处理软件开发与应用11
5.5定量荧光录井技术存在的问题13
5.6钻井液定量荧光录井的概念13
5.6.1钻井需要13
5.6.2录井原因14
5.6.3钻井液信息14
5.7钻井液定量荧光录井的原理14
5.8定量荧光录井各种情况的具体阐述15
5.8.1混油钻井液15
5.8.2井眼不规则16
5.8.3PDC钻头钻井16
5.8.4大斜度定向井16
5.8.5水平井16
5.8.6井漏17
5.8.7井漏堵漏17
5.8.8井下复杂17
5.8.9井喷、涌等事故17
5.9钻井液定量荧光录井方法的优点18
6结论19
本文对定量荧光录井过程中出现的同质不同谱、同谱不同质等异常现象,详细客观地分析了原油组分的多样性、荧光物质的复杂性、原油密度与油性指数的关系、荧光淬灭现象、储集层物性等各种可能影响定量荧光录井的因素,提出了油质细分标准、采用积分方法求含油浓度、规范样品分析方法和更新资料处理方法。
参考文献19
参考文献20
谢辞21
1论绪
近两年来，我们所钻探的10多口水平井，在缺乏MWD及LWD地质导向录井仪情况下，依靠我们的气测和地质录井仪的优势，圆满的完成了所有水平井的录井工作。
气测录井仪在随钻地质导向及地质决策方面发挥了至关重要的作用。
并且达到了设计钻探地质目的取得了非常好的效果。
2水平井作为老区挖潜、增油稳产
水平井的体会和感触：
水平井作为老区挖潜、增油稳产及提高采收率的重要技术手段，已得到广泛的重视。
两个月来我承担了2口水平井的录井任务。
通过水平井地质录井的攻关以及在现场地质录井方法、认识的不断改进，水平井录井得到了较好的效果。
使我们的水平井技术逐步走向了成熟。
这两口水平井无一口井发生填眼，也无一口井发生中间电测。
具体表现在：
气测仪在钻井地质录井方面，由于监测了钻时、全烃、组分、温度、电导、泥浆密度，具有及时判断岩性和发现油气水层的功能。
气测仪在钻井工程参数方面，安装了悬重、排量、泵冲、转速、压力等传感器，因此不仅提供了安全钻井的条件，而且具备随时监测井下钻井状态和及时预报钻井事故的功能，同时还具有地层判断或鉴别油气水层的辅助作用。
气测仪与“LWD”比较，其最大特点就是，该仪器随钻监测点井深距钻头位置井深基本为零距离，可随时监测井底其地层岩性及油气水显示变化情况，在地质导向及地质决策方面始终处于比较主动的状态。
作为水平井的录井，主要以地质导向为重点。
施工前，吃透设计，先确定目的层上的多个对比标志层，根据邻井的补心高和本井的补心高，换算出本井的A靶垂深及油顶垂深，作好地层对比图。
组织工程、地质技术人员及井队施工人员参与，进行技术交流及交底，确定施工步骤及施工方案。
施工中，钻具一定要管理好（钻具丈量保留3位小数），在卡A靶时，首先保证录井剖面的质量。
及时的对比好地层，每钻一层标志层要对比地层，我们要进行邻井3口以上的井间对比及分析。
确定每一层标志层的垂深与设计垂深相差多少米。
根据地层对比情况及时进行垂深校正，预测油顶出现的井深。
充分考虑、工程定向或纠斜的能力，及时的向定向队提供A靶的预计垂深，使定向队及时的调整井斜。
当钻进至预计的油顶出现3-5m连续快钻时立即进行地层循环，结合气测及岩屑分析油层是否已打到，以达到准确中靶。
中A靶后确定后进入水平段如何控制有效油层厚度这也是一项至关重要的工作。
钻水平段的过程中，根据钻时、气测变化情况以及井眼轨迹，垂深的变化情况，绘制水平段轨迹跟踪图。
利用水平段轨迹跟踪图，结合微构造图、砂层等厚图、储层产状特征，跟踪分析轨迹是否在有效的油层段穿越。
随时的调整井斜，精确制导，以保证目的层水平段的有效穿越。
3井工艺对录井质量的影响
在钻井施工过程中，承担施工项目的钻井队为了缩短建井周期，压缩钻井成本，提高经济效益，通常采用螺杆加PDC钻井技术，极大的提高了钻井生产时效。
因此，这项技术得到普遍使用。
但这项新工艺、新技术的使用，却给地质现场录井工作带来了极大的困难；由于螺杆加PDC钻井返出的岩屑细小，确定油气层非常困难；定向井往往为确保井壁稳固、畅通，不易造常粘卡、砂桥在钻井液中混入一定数量的原油。
这样更使地质录井人员寻找油砂确定油气层时容易造长误解，对录井工作质量有极大的影响，本人通过参加多口定向生产井的现场录井工作，取得了一些心得，供大家参考，不足的地方请多指教。
3．1．PDC钻头的使用、混油的原因及岩屑污染问题
PDC钻头具有高转速、适应硬地层，不怕掉牙齿、牙轮，大大减少起下钻次数等，使钻井工程的发展上了一个新台阶，解决了许多钻井工程上的问题。
同时缩短了建井周期，压缩了钻井成本，经济利润显著，普遍位各个钻井队采用。
但由于PDC钻头自身的特点在实钻的过程中的使用拉大了与录井水平的差距，尤其在一些井斜较大的定向井中使用PDC钻头加螺杆时，钻时较快且匀，钻取的地层岩屑颗粒较小而且不能准时返出地面；由于PDC钻头钻出的岩屑非常细小；由于砂岩质疏松，我们捞取的砂样，所见的砂岩绝大部分都是掉块，几乎找不到所钻地层的砂岩。
这样就使地质录井人员在找砂岩方面很困难。
从造成岩屑代表地层的真实性大大降低，使录井水平一时很难跟上钻井水平。
为了确保井壁稳固，井眼畅通，防止卡钻事故的发生，为完井后期作业有保障；钻井工程采用了钻井液混原油的工艺。
这项工艺的应用提高了钻井液的性能，稳定润滑了井壁，快速缩短了建井周期，很大程度减少了井下事故的发生，并且经济效益显著。
但此项工艺的使用给地质工作带来了很大的影响，增加了工作的困难度；钻井液中混入了原油，使井里的岩屑遭到了污染，在荧光灯下不宜分辨含油岩屑砂和不含油岩屑；这样的情况下容易造成地质人员的误解，以至于发生错描油层的失误，降低了录井的质量，造成损失。
最能代表地层真实性的是岩屑。
但由于钻井液中混入一定量原油加上PDC钻头钻出非常细小的岩屑，使得岩屑在清洗起来比较困难，如果清洗不干净就会使上部地层岩屑甚至泥岩也会在荧光灯下发光；过量的清洗会使颗粒较小质量较轻的砂岩（油砂）搅碎成粉沫状或清洗掉，造成发现油气显示困难；这样就对地质录井人员所发现的油气显示及标注油气显示井段出现误差和错误。
因此，螺杆加PDC及钻井液混原油对地质录井带来的困难非常大。
3．2．在新式钻井工艺条件下判断真假岩屑提高录井质量
在地质录井中，要求操作规程熟练掌握岩屑清洗的技巧，并且把握好岩屑录井迟到时间的准确性；了解所钻区块地层的构造及分布特征，及时与周围邻井资料进行比较对比分析，作出对本井钻达地层的岩性和物性的判断。
1）由于砂岩（油砂）质较疏松，即使将岩屑彻底清洗干净，疏松的油砂也随之清洗成粉末，而无法找到砂样（油砂）；因此在清洗的时候尽量避免跺搅动用清水喷淋冲洗直至看到岩时本色；当钻遇盐层、泥膏层、石膏层、膏盐层等层时，钻井液粘度会变大，捞取的岩屑于泥饼粘接较多，清洗干净比较难；若钻井工程采用的是螺杆加PDC钻进，捞取的岩屑往往是稀糊状，清洗干净就更难。
因此，要求岩屑采集工在在清洗岩屑时更要避免搅动次数过多。
以前的钻井工程采用牙轮钻头钻井，由于泥岩与砂岩的可粘性不同，加上牙轮钻头本身的特征使地质录井人员根据观察岩屑及钻时的变化就能判断地层的岩性；然而，钻井工程采用新式工艺尤其是螺杆加PDC技术后，以往的录井经验作用已不是很管用了。
钻出的岩屑不再是颗粒较大，而是非常细小，很难找到砂岩。
而且采用了PDC钻头钻时快、且匀；不能根据钻时来判断地层的岩性。
因为影响钻是的因素很多，所以要根据岩屑新成分的出现和百分比含量的变化结合其它资料，上追新出现岩屑的顶界，下查底界进行分层。
2）新式钻井工艺的应用要求地质人员做大量而细致的工作，从捞取的砂样中仔细观察岩屑的物性，从而挑取砂样（油样）卡准油气显示井段和判别地层的岩性。
这其中判断岩屑真假尤为重要。
首先，真假岩屑的判断，将晒样台上的岩屑大段摊开（如果已入袋必须一次拿出10包以上摊开），系统的观察岩屑的颜色岩性的变化找出新成分出现的位置；一般色调新鲜，个体较小（2~5mm）棱角明显，如果是厚层时百分比不断增加。
使用牙轮钻头时，致密砂岩（油砂）多呈块状，疏松砂岩（油砂）较圆滑或呈散粒状。
使用PDC钻头时致密砂岩（油砂）多呈片状，疏松砂岩（油砂）呈散粒状。
假岩屑一般色调模糊，承半棱角状或半圆状，局部有微曲面个体较大呈块状，含量低。
3）油田的开发到了中后期，经常布井斜大，位移大的定向井；这样的井加大了钻井工程施工难度，到了钻井中后期，为了确保井下安全，钻井工程常在钻井液里混入一定数量的原油，已达到确保井下安全的目的。
混入钻井液的原油污染了境内得岩屑，捞取的岩屑粘的原油很多，清洗困难；一般认为，只油含油性质的岩屑在荧光下发光，但钻井液混入原油使泥岩也发光，很难直观的判别岩屑的真实性。
尤其岩屑就很细小，很难挑取砂样，在混入原油，使得地质录井工作真是难上加难。
面对岩屑细小，挑样难，砂样被污染，还要仔细认真的观察捞取的砂样。
在进行岩屑描述之前，事先准备好请水，把采集的砂样用描砂盘再一次进行清洗，尽可能的洗掉污染的原油。
然后将洗过的砂样在荧光灯下观察，挑去油砂，再进行滴照，就可以分辨真假油砂。
真油砂在滴照中呈放射状不明显。
这些工作量很大，但能及时找出真正的油砂，不易漏掉油层。
再结合本井区块的地层构造及与邻井资料的对比以及钻井工程参数的变化和钻井液的变化，就可以确定油层的位置。
在常规录井中，首先要掌握与钻达地层对应的准确迟到时间，这样捞取的砂样才能准确反映地层的物性。
其次要详细掌握本区块的地质构造及邻井资料，再着要随时了解钻井参数和钻井液性能的变化。
对采用螺杆加PDC钻头的新式钻井工艺及钻井液混原油时，不怕工作量大，利用各种钻井参数、钻井液性能及本区块的地质构造及邻井资料，卡准地层和油气显示层。
取全取准各项地质资料，努力做好录井工作，提高录井质量。
砂岩与碳酸盐岩储集岩的基本差异有两个：
一是沉积产生的位置不同，砂岩是异地生成的，而碳酸盐岩是原地生成的；二是碳酸盐矿物的化学活性比较高。
第二个差异对成岩作用和储层性质有重要意义。
除了碳酸盐岩结核和土壤发育之外，大部分硅质碎屑地层的早期成岩作用仅起次要作用，而碳酸盐岩的特点却在于广泛的早期成岩作用和孔隙度改变。
由于这种差异，预计在砂岩和碳酸盐岩这两种主要储集岩性类型中，其孔隙度-深度和孔隙度-渗透率的分布范围可能会有较大的区别。
虽然人们已普遍认同和接受这些差异的存在，并且将其作为区别对待碳酸盐岩储层的一个基础，但是人们对这些差异的实际情况和差异的大小知之甚少。
从孔隙度分布图上看，无论是砂岩还是碳酸盐岩，其浅部至中等埋深层段的平均孔隙度分布的范围较广，说明它们的沉积特征（成分和结构）、早期成岩作用以及埋藏史和热演化史变化很大。
随着埋藏深度增加，中等孔隙度和最大孔隙度持续减小，反映出溶解作用产生的孔隙度远没有砂岩与碳酸盐岩储集岩埋藏成岩作用时期保留下来的孔隙度重要。
在某一给定的深度，碳酸盐岩储层的中等孔隙度和最大孔隙度低于砂岩储层的，这可能说明碳酸盐矿物相对于石英而言化学活性较强。
与碳酸盐岩相比，硅质碎屑岩储层任意深度处的孔隙度都很小（0%～8%），说明碳酸盐岩中裂缝比较普遍，这些裂缝有助于提高低孔隙度岩层的经济产能。
总的来看，相对砂岩而言，在孔隙度一定的情况下，碳酸盐岩储集层的渗透率并不低。
4常见物质的荧光特性
现场录井中，影响荧光录井的因素很多，并不是石油才具有荧光，某些岩石矿物也具有荧光性且与石油的荧光颜色相同，再加之钻井液中污染物荧光的干扰，往往会造成人为的判断失误。
现将可能与石油荧光颜色相同或相近的几种具有荧光性的矿物质简单地介绍一下：
原油：
肉眼观察黑褐、棕褐色，荧光颜色乳白、乳黄色较亮；油砂：
肉眼观察灰黄、棕褐、黄褐色，荧光颜色褐黄、淡黄、棕黄色；丝扣油：
肉眼观察淡黄、棕色，荧光颜色白带黄、暗乳兰色，柴油：
肉眼观察淡绿、绿黄色，荧光颜色紫兰、乳紫兰色；机油：
肉眼观察淡黄绿，荧光颜色乳紫兰色；油页岩：
肉眼观察灰褐色，荧光颜色暗褐色、黄亮；石英：
肉眼观察白色，荧光颜色白、灰乳白色（亮）；方解石：
肉眼观察白色，荧光颜色乳白色；盐：
肉眼观察白色，荧光颜色亮紫色；石膏：
肉眼观察白色，荧光颜色天兰、紫兰、乳白色；钙质团块肉眼观察浅灰色，荧光颜色白、灰白色；铅粉：
肉眼观察黑色，荧光颜色无；煤：
肉眼观察黑、黑褐色，荧光颜色无；沥青：
肉眼观察黑、褐黑色，荧光颜色橙黄、褐色；泥灰岩：
肉眼观察灰、浅灰色，荧光颜色灰白色。
石油与岩石矿物的物理化学特征不同，石油中的不饱和烃及其它的发光物质能溶解在有机溶剂中，而矿物中的发光晶体则不能溶解在有机溶液中，我们在现场操作中就是根据这一特性，用有机溶剂点滴及浸泡，根据溶液中的荧光级别及点滴是否扩散来区别是矿物荧光还是石油荧光。
5定量荧光录井技术的应用
定量荧光录井作为一项成熟的录井技术，在辽河
录井逐步应用于录井服务市场，并赢得甲方用户的充分信任。
到目前为止，为油田公司提高勘探开发效益和增储上产作出了积极的贡献，同时也为辽河录井赢得了较好的经济和社会效益。
辽河油田原油成熟度差异很大，原油性质复杂多变，不同原油密度可在0.8-1.0g/cm3，50°C时粘度在1-500mPa.S，甚至超过500mPa.S，蜡含量5-40%，胶质+沥青质含量为5-45%。
而不同性质原油的定量荧光特征也有较大差别，主要表现在谱图形态、主峰峰位、峰间比等方面的差异。
不同性质原油的定量荧光谱图特征归纳为下表1。
定量荧光录井技术是利用光学原理对样品的萃取溶液进行荧光分析，通过检测其荧光强度及光谱分布，得到萃取溶液的原油浓度和油品特性等参数的一项录井技术。
它是随钻准确发现和快速评价油气层的最直接、最便捷的有效手段之一。
一年多的录井实践表明，定量荧光录井发挥的主要作用主要体现在以下几方面
5.1定量检测样品的含油浓度，进而确定对比级别及含油级别
样品中的烃类物质被萃取后，通过定量荧光分析，即可定量得到溶液的含油浓度C，同时得到其对比级别n及含油级别，有效消除了肉眼确定显示级别的不确定性，为精确落实油气显示、评价油气层奠定了坚实的基础。
下表2、表3是在实践
基础上，结合企业标准建立的辽河油田样品含油浓度C与对比级别n、含油级别间的对应关系。
5.2定量判断储层的原油性质
辽河油田原油成熟度差异很大，因此原油性质复杂多变，通常在一口井可钻遇两、三个甚至更多的油层系，各层系间原油密度差异很大。
因此在录井现场了解各储层的原油性质、确定其油层系归属是甲方关心的重要问题之一。
而通过定量荧光检测得到的油性指数，恰好可以快速判别样品所含原油的性质，为甲方在第一时间了解储层的油品特性，调整勘探方案及指挥生产提供了有利依据。
利用定量荧光的油性指数Oc建立的原油性质判别标准见下表4。
5.3直接测得储层的孔渗性参数
通过对样品的二次分析，可以直接测得样品的孔渗性指数Ic，为储层评价提供重要参数。
实践表明，一般情况下，在储层评价时，孔渗性指数Ic≥0.5，则解释为产层；0.5＞Ic≥0.2，则解释为低产层；Ic<0.2，则解释为非产层。
但对特殊的油质，如稠油、超稠油等，由于原油成分及采油工艺的特殊性，在储层评价时该标准还需作适当的调整。
5.4定量荧光资料解释评价处理软件开发与应用
为提高定量荧光录井资料的应用水平，在现场和基地及时给甲方勘探开发决策提供准确的依据，2003年开发了的"定量荧光资料解释评价处理系统"软件，该软件集现场采集资料的自动读取、资料处理、自动解释、图与报表的自动输出、导入中心数据库等功能于一体，处理并解释好一口井的全部资料只须几分钟至十几分钟，工作效率提高数百倍，解释评价质量也得以大幅提升，为该技术的全面推广铺平了道路。
软件的主要功能有以下几方面：
1）、现场采集数据自动读入数据库。
2）、自动生成中间参数及现场快速解释结论。
3）、完井资料的人机交互处理与解释评价。
4）、数据可灵活的导入、导出。
5）、按资料整理标准自动输出图、表。
目前，全部定量荧光资料均采用该软件系统进行处理和解释，确保了资料上交的及时性和准确性，同时也极大提高了资料应用水平，解释符合率明显提高。
排除污染与解释评价成果
定量荧光技术较好的解决了真假显示的准确区分问题，可以根据不同荧光添加剂的光谱特征，去伪存真，有效的识别出地层真显示；同时利用其独特的差谱技术，将钻井液污染作为污染背景予以扣除，以准确落实油气显示，也为完井后油
气层的准确评价提供了保障。
为了便于了解和掌握各种钻井液添加剂的荧光特点，将常见添加剂的定量荧光分析特征归纳为下表7。
表中还根据实验室的分析，得出了各类添加剂对原油荧光构成较明显干扰时的底限浓度，现场工作时可根据加入添加剂的量与钻井液总量，计算出完全循环后该
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