油气工程技术-采油工程基础知识
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采油工程基本知识库一、油水井基本知识1、油井总井数所有自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井和采取其他方式抽油的井的总和。
反映整个油田的油井总数量。
油井总井数是由开井数、关井数组成。
关井数包括计划关井数、停产井数、待废弃井关井数。
其中,待废弃井指已向股份公司申请报废,但尚未批复的油气水井,视同计划关井(此类井数很少)。
指在没有特殊指明的情况下,油水井总井数不包含已废弃井及其再利用井。
2、自喷井利用地层本身的天然能量使油喷至地面的油井。
3、抽油机井依靠抽油机和井下有杆泵将油从地层采到地面的油井。
当前这种抽油井占主导地位。
抽油机井按照抽油杆分类为普通钢杆井、高强度杆井、玻璃钢杆井、空心杆井、电热杆井、连续杆井及其它杆柱类井。
抽油泵由抽油杆带动上下运动,抽吸井内原油,它分为管式泵和杆式泵。
管式泵是抽油泵井最常见的一种。
3.1 普通钢杆采用杆柱等级为C、D、K级的采油的油井;普通钢杆制造工艺简单,成本低,直径小,使用范围广,约占有杆泵抽油井的90%以上,按照不同的强度和使用条件分为:C、D、K三个等级,机械性能如下表所示:钢级抗拉强度MPa 屈服强度MPa 使用范围C 620~794 412 轻、中负荷油井D 794~965 620 重负荷油井K 588~794 372 轻、中负荷并有腐蚀介质的油井3.2 高强度杆杆柱用等级为H级及以上杆进行采油的油井;H级高强度抽油杆,是用D级抽油杆经表面高频淬火处理,其抗拉强度提到1020MPa,承载能力比D级抽油杆提高20%左右,适用于深井、稠油井和大泵强采井。
3.3 玻璃钢杆杆柱中采用玻璃钢抽油杆采油的油井;玻璃钢抽油杆是由玻璃钢杆体和两端带抽油杆标准外螺纹(尺寸与普通钢抽油杆相同)的钢接头组合构成。
它具有重量轻、可实现超冲程、弹性好,抗腐蚀、疲劳性能好,没有疲劳极限等优点,因而可减少设备投资、节省能源和增加下泵深度,适用于抽汲腐蚀介质,但也因价格贵,不能承受轴向压缩载荷和高温(大于95℃),而且报废杆不能溶化回收利用,因而在一定程度上限制了它的使用。
采油工程基本知识库采油工艺研究院二○○九年六月一、油水井基本知识1、油井总井数所有自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井和采取其他方式抽油的井的总和。
反映整个油田的油井总数量。
油井总井数是由开井数、关井数组成。
关井数包括计划关井数、停产井数、待废弃井关井数。
其中,待废弃井指已向股份公司申请报废,但尚未批复的油气水井,视同计划关井(此类井数很少)。
指在没有特殊指明的情况下,油水井总井数不包含已废弃井及其再利用井。
2、自喷井利用地层本身的天然能量使油喷至地面的油井。
3、抽油机井依靠抽油机和井下有杆泵将油从地层采到地面的油井。
当前这种抽油井占主导地位。
抽油机井按照抽油杆分类为普通钢杆井、高强度杆井、玻璃钢杆井、空心杆井、电热杆井、连续杆井及其它杆柱类井。
抽油泵由抽油杆带动上下运动,抽吸井内原油,它分为管式泵和杆式泵。
管式泵是抽油泵井最常见的一种。
3.1 普通钢杆采用杆柱等级为C、D、K级的采油的油井;普通钢杆制造工艺简单,成本低,直径小,使用范围广,约占有杆泵抽油井的90%以上,按照不同的强度和使用条件分为:C、D、K三个等级,机械性能如下表所示:3.2 高强度杆杆柱用等级为H级及以上杆进行采油的油井;H级高强度抽油杆,是用D级抽油杆经表面高频淬火处理,其抗拉强度提到1020MPa,承载能力比D级抽油杆提高20%左右,适用于深井、稠油井和大泵强采井。
3.3 玻璃钢杆杆柱中采用玻璃钢抽油杆采油的油井;玻璃钢抽油杆是由玻璃钢杆体和两端带抽油杆标准外螺纹(尺寸与普通钢抽油杆相同)的钢接头组合构成。
它具有重量轻、可实现超冲程、弹性好,抗腐蚀、疲劳性能好,没有疲劳极限等优点,因而可减少设备投资、节省能源和增加下泵深度,适用于抽汲腐蚀介质,但也因价格贵,不能承受轴向压缩载荷和高温(大于95℃),而且报废杆不能溶化回收利用,因而在一定程度上限制了它的使用。
3.4 空心杆杆柱中采用空心杆进行采油的油井;空心抽油杆就是中间空心的钢质抽油杆,利用空心抽油杆可解决如下问题:有杆泵抽油井洗井清蜡,有效防止洗井水伤害油层,提高热效率;利用空心电热杆解决稠油和凝油加热问题;实现无管采油;利用空心抽油杆加药,以解决原油降粘、降凝以及清蜡防蜡的需要;配套空心泵解决有杆泵抽油井生产测试问题;带动有杆螺杆泵,增大扭矩。
第一章油井流入动态IPR曲线:表示产量与流压关系曲线。
表皮效应:由于钻井、完井、作业或采取增产措施,使井底附近地层的渗透率变差或变好,引起附加流动压力的效应。
表皮系数:描述油从地层向井筒流动渗流情况的参数,与油井完成方式、井底污染或增产措施有关,可由压力恢复曲线求得。
井底流动压力:简称井底流压、流动压力或流压。
是油、气井生产时的井底压力。
.它表示油、气从地层流到井底后剩余的压力,对自喷井来讲,也是油气从井底流到地面的起点压力。
流压:原油从油层流到井底后具有的压力。
既是油藏流体流到井底后的剩余压力,也是原油沿井筒向上流动的动力。
流型:流动过程中油、气的分布状态。
采油指数:是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件与渗油面积与产量之间的关系的综合指标。
可定义为产油量与生产压差之比,即单位生产压差下的油井产油量;也可定义为每增加单位生产压差时,油井产量的增加值;或IPR曲线的负倒数。
产液指数:指单位生产压差下的生产液量。
油井流入动态:在一定地层压力下油井产量和井底流压的关系,反应了油藏向该井供液能力。
气液滑脱现象:在气液两相流中,由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象。
滑脱损失:因滑脱而产生的附加压力损失。
流动效率:油井在同一产量下,该井的理想生产压差与实际生产压差之比,表示实际油井完善程度。
持液率:在气液两相管流中,单位管长内液相体积与单位管长的总体积之比。
Vogel 方法(1968)①假设条件:a.圆形封闭油藏,油井位于中心;溶解气驱油藏。
b.均质油层,含水饱和度恒定;c.忽略重力影响;d.忽略岩石和水的压缩性;e.油、气组成及平衡不变;f.油、气两相的压力相同;g.拟稳态下流动,在给定的某一瞬间,各点的脱气原油流量相同。
②Vogel方程③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤已知地层压力和一个工作点:a.计算b.给定不同流压,计算相应的产量:c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。
采油工基础知识新安边采油队第一部分基础知识一、石油常识1、石油:由各种碳氢化合物混合而成的一种油状液体。
一般呈现褐色、暗绿色或黑色液体,也有无色透明的。
可以燃烧,一般存在于地下岩石孔隙中。
含硫化氢时有臭味,含芳香烃时有香味。
2、石油的组成:石油主要有碳、氢元素组成,碳占83-87%,氢占10-14%,还有氧、氮和硫,但含量都不超过1%,个别油田含硫量可达3-4%。
3、天然气的主要成分:有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)等。
其中甲烷(CH4)占42-98%。
4、饱和压力:地层原油在压力降低到天始脱气时的压力。
5、原始溶解油气比:在地层原始状况下,单位重量原油所溶解的天然气量。
单位:立方米每吨原油密度:单位体积原油的质量。
单位:千克每立方米6、相对密度:原油在温度20℃时密度与温度为4℃时同样体积纯水密度之比。
7、原油粘度:石油在流动时,其内部分子间的磨擦阻力,单位毫帕秒。
8、原油凝固点:原油冷却到失去流动性时的温度。
9、原油体积系数:地层条件下单位体积原油与其在地面条件下脱气后的体积之比。
10.原油密度:单位体积原油的质量。
二、地质基础知识:1.储油层:具有孔隙、裂缝或空洞,能使油气流动、聚集的岩层。
两个主要特性:孔隙性、渗透性。
2.孔隙度:岩石中所有孔隙的总体积在该岩石中所点的比例。
3.渗透性:在一定的压差下,岩石本身允许流体通过的性能。
是决定油层产油能力最重要的因素。
4.圈闭:能够使有聚集起来的场所。
5.油气藏:地下岩层能够聚集并储藏石油或天然气的场所。
形成油气藏必须具备生、储、盖、运、圈等条件。
6.油气藏的类型:根据圈闭形成的类型将油气藏分为构造油气藏、岩性油气藏和地层油气藏。
7.外含油边界:油水界面与油层顶界的交线称为外含油边界,也叫含油边界。
8.内含油边界:油水界面与油层底界的交线称为内含油边界,也叫含水边界。
9.气顶边界:油气界面与油层顶面的交线称为气顶边界。
采油工程基础知识采油工程基础知识第一节完井基础知识一、完井基础还是简介完井:是指一口井按照地质设计的要求钻达目的层和设计井深后,直到交井之前所进行的工作。
(一)完井方法我国主要的完井方法是以套管射孔为主的方法,约占完井井数的80%以上,个别灰岩产能用裸眼完井,少数热采式出砂油田用砾石充填完井。
套管完井:套管射孔完井、尾管射孔完井;裸眼完井:先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井和筛管砾石充填完井。
1、套管射孔完井1)、在钻穿油层后,下入油层套管并在环形空间注入水泥,用射孔器射穿套管、水泥环,并射入生产层内一定深度,构成井筒与产层的通道,这种完井方法称套管射孔完井。
2)、套管射孔井筒与产能的连通参数:(1)射孔孔径:正常探井和开发井为10mm,特殊作业井不大于25mm;(2)射孔孔眼几何形状:短轴与长轴之比不小于0.8;(3)射孔孔眼轨迹:沿套管表面螺旋状分布;(4)射孔密度:正常探井和开发井10~~20孔/m,特殊作业井可根据确定,一般不超过30孔/m;(5)射孔深度:射孔深度除要求穿透套管和水泥环外,还要尽量通过油层损害区进入无损害区。
(二)固井向井内下入一定尺寸的套管串后,在井壁和套管间的环形空间内注入水泥的工作较固井。
固井的目的(三)射孔用聚能射孔弹将套管、水泥环和油层弹开,使油层中的油气流入井筒内,再借助油层的压力流(或抽汲)到地面,达到出油的目的。
影响因素:孔深、孔密、孔位、相位角。
二、油水井井身结构1、井身中下入的套管:导管、表层套管、技术套管、油层套管。
2、采油需要掌握的完井数据完钻井井深:裸眼井井底至方补心上平面的举例;方补心:钻机正常钻井时,安装在钻台上的转盘能卡住方钻杆,使方钻杆与钻盘一起转动的部件,简称补心;套补距:钻井时的方补心上平面与套管头短节法兰平面的距离;油补距:带套管四通的采油树,其油补距为四通上法兰平面至补心上平面的距离,不带套管四通的采油树,其油补距是指有关挂平面至方补心上平面的距离;套管深度:套补距、法兰短节与套管总长之和;油管深度:油补距、油管头长与油管总长之和;水泥返高:古井是油层套管与井壁之间环形空间内水泥上升高度,具体指水泥环上端至补心上平面的距离;水泥帽:古井是从井口到地下40m左右处,套管与井壁之间封固的水泥环;沉砂口袋:从人工井底到所射油层底部(射孔底界)的一段套管内的容积;人工井底:固井完成后,留在套管内最下部的一段水泥凝固后的顶面;水泥塞:从完井井底到人工井底这段水泥柱的高度;射孔顶界:射开油层顶部深度,m;射孔底界:射开油层底部深度,m;3、注水井结构注水井结构是在完钻井井身结构的基础上,井筒套管内下入油管及配水管柱与井口装置组成的。
第二章采油工程基础知识第一节完井基础知识一、完井基础知识简介(—)完井的概念井是指一口井按地质设计的要求钻达目的层和设计井深以后,直到交井之前所进行的工作。
完井过程的任何一个环节,都会对以渗透率为主的油层特性引起或产生不同程度的损害,所以选用与产能性能相匹配的完井方法,可以保护油、气层,减少对油气层的损害,提高油气井产能及寿命。
采油地质在油层分析中也必须了解完井方法及过程。
目前国外使用的完井种类较多,在美国,油气完井方法设计要收集工程、地质、油层损害方面的数据,将其输入到计算机中,用完井程序处理,选出使油气井获得最佳的经济效益的完井方法。
在20世纪80年代中期前苏联,完井方法的选择也部分进入了定量阶段。
我国采用的完井方法主要是以套管射孔为主的方法,约占完井井数的80%以上。
个别灰岩产能用裸眼完井,少数热采式出砂油田用砾石充填完井。
但我国在完井方法的选择上,尤其在一些参数的确定上与国外先进技术尚有差勘探开发对油气井完井的共同要求是:(1)最大限度地保护油气层,防止对油气层造成损害;(2)减少油气流入井筒的阻力;(3)有效封隔油气水层,防止各层之间相互窜扰,(4)克服井塌或油层出砂,保障油气井长期稳产,延长生产期;(5)可以实施注水、压裂、酸化等特殊作业,便于修井;(6)工艺简便易行,施工时间少,成本低,经济效益好。
(二)完井的方法完井方法一般分为套管完井和裸眼完井两大类。
套管完井包括套管射孔完井和尾管射孔完井;裸眼完井包括先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井和筛管砾石充填完井。
1.套管射孔完井1)定义在钻穿油层后,下和油层套管并在环形空间注入水泥,用射孔器射穿套管、水泥环,井射入生产层内一定深度,构成井筒与产层的通道,这种完井方法称套管射孔完井。
它能有效地防止油层出砂和坍塌,还可以任意选择油层层位进行分层施工作业。
2)套管射孔井筒与产能的连通参数(1)射孔孔径:正常探井和开发井为10mm,特殊作业井不大于25mm;(2)射孔孔眼几何形状:短轴与长轴之比不小于0.8;(3)射孔孔眼轨迹:沿套管表面螺旋状分布;(4)射孔密度:正常探井和开发井10~20孔/m,特殊作业井可根据情况确定,一般不超过30孔/m;(5)射孔深度:射孔深度除要求穿透套管和水泥环外,还要尽量通过油层损害区进入无损害区。