2013第三章(自喷采油)
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P C
静液面与动液面的位置
和测得的反射时间来计算其位置:
1
1/2
L v t =
1
1
t t L L =声波速度V =?
循环过程:下死点A 死点C
气锁
泵内压力变化:没有气时,上冲程活塞上行,泵筒内压力迅速下降,液体进泵;而有气体时,活塞刚上行时泵内有一定压力,固定凡尔不能立即打开。
B.由于泵内有一定的气体压力,对活塞有上托力,所以加载减缓;下
②充不满影响的示功图
充不满的示功图
Q=0!
②吸入部分漏失(固定凡尔standing valve )
A D S ped ′′=柱塞的有效吸入行程:
S
A D /′′=η泵效:
卸载减缓、加
载提前!
Q=0!
吸入凡尔和排出
只抽油杆的伸缩变
喷势弱、油稠带喷
管式泵活塞脱出工作筒防冲距过小活塞碰
出砂井
(Max available stress)安全区
修正古德曼图
前置式气动平衡抽油机结构简图
(1) 稳定性好
(2) 多用于大型抽油机
(3) 节约钢材
游梁平衡:游梁尾部加平衡重-小型
抽油机
曲柄平衡(旋转平衡):平衡块加在曲柄
a
c
b
W b +X uc
b
W a
c ⋅⋅
曲柄平衡示意图
a
b
X ub
W cb
Wc R
Rc
crank balance ):平衡半径=?
ub
b
ra S 2= 。
二、双关分层采油技术套管内下入两根油管柱,分别开采上、下两组油层。
这种分采方法适用于上、下油层地层压力差大或高含水油层和油层油井的分采。
可避免油层的层间干扰。
1.管柱结构如图1-所示,油管柱分为主管和副管两根,主管下至下部油层,并在上下两组油层间用一封隔器分割环形空间,单采下部油层。
连通器用于分隔器未解封前作业施工时,连通封隔器上部主油管与环形空间(上下油层连通),便于泵入压井液压井。
工作筒和堵塞器配套,用于封堵主油管通道,一座封封隔器。
2.双管采油树结构见图1-3.技术要求(1)双管分层采油适用于油层性质差异大,二基本上可以分为两大层段的油井,可彻底解决两层段间的干扰和矛盾,充分发挥各层段的潜力,大幅度提高采油速度。
(2)双管分层作业施工较复杂,井口起下管柱时需使用双管吊卡,当压井液压井失效而发生井喷时,需要使用双管并联器。
三、油套管分采1.油套管简易分采用封隔器将上、下油层分开,上层由套管生产,下层由油管生产,如图1-所示。
此种分采方法适用于上层地层能量大于下层地层能量的自喷井。
2.油套管互换分采用两个封隔器,上部为换向封隔器,上面油层由油管生产,下面油层由套管生产。
管柱结构如图1-所示。
适用于下层地层能量大于上层能量的自喷井。
换向油管堵塞器技术规范:堵塞器总长184mm外径46mm下层生产孔直径14mm上层生产孔直径14mm3.上下油层轮换分采油井内下入一级封隔器,将上,下油层隔开。
封隔器上面接轮换采油工作筒。
轮采芯子有直孔和斜孔两种。
当需要采上层时,采用侧孔芯子;当需要采下层时,采用直孔芯子。
这种方法适用于两套油层,需要两套油层分别轮换生产的自喷井。
管柱结构见图1-。
轮采芯子的技术规范:芯子总长282mm卡头外径42mm内径18mm轮采芯子外径39mm4.技术要求(1)油套管分层采油一般只能用于两套油层油井的分采。
(2)除轮换分采外,由于油流皆要通过油、套管环形空间,对于结蜡严重的井不宜采用。
第三部分自喷采油工艺技术自喷采油是依靠底层能量(包括人工注水)来开发油田的一种常见的开采方式。
这种开采方式的井下和地面设备简单,生产成本低,管理方便。
本部分简要介绍了自喷井自喷原理、井深结构、地面设备与流程、量油侧气方式及原理、清防蜡的一般方法、陪产配注及油水井动态分析方法。
通过本部分的学习,使采油工能够对油水井及计量站地面工艺流程进行操作,了解其设备性能,并对一般事故能量提出预防及处理措施,对设备进行维修保养。
在掌握油层、油水井基本状况的情况下,综合地下及地面情况对油水井进行综合动态分析,提出油井及井组挖潜方向。
目录第三部分自喷采油工艺技术1自喷井井深结构与地面设备41.什么是油水井井深结构?各部的用途是什么?42.什么是完钻井深?43.什么是固井、水泥返高?44.什么是人工井底?什么叫水泥塞?55.什么叫水泥帽?56.什么叫沉砂口袋?有什么用途?57.什么是补心、油补距、套补距、套管深度、油管深度?58.什么叫油管头、套管头?各起什么作用?59.油管尾部为什么要下工作筒和喇叭口?510.油井自喷的基本原理是什么?611.油井在自喷的过程中能量是如何消耗的?612.自喷井井筒中流动的形态可分哪几种?各自流动的特点是什么?613.什么叫自喷井的井口流程?614.自喷井井口流程的作用是什么?715.自喷井的主要设备有哪些?716.采油树由哪三大部分组成?717.采油树的作用是什么?718.采油树由哪些部件组成?常用的采油树型号有哪些?719.油嘴有哪几种?其作用是什么?720.自喷井井口流程有几种?721.什么叫油气水管网流程?722.什么叫双管蒸汽伴随保温小站流程?主要优缺点是什么?823.什么叫三管热水伴随保温小站流程?主要优缺点是什么?824.什么叫双管掺热油保温小站流程?主要优缺点是什么?825.什么叫双管掺热水保温小站流程?主要优缺点是什么?826.水套加热炉的作用是什么?827.加热炉分几种?各用在什么地方?828.水管式水套炉由几部分组成?正常工作时水和蒸汽占水套容积得多少为宜?829.油气分离器的作用是什么?830.Φ600分离器(立式平角)由哪些部件组成?831.分离器的工作原理是什么?(以立式垂向伞状分离器为例)932.怎样选用分离器?933.常用的四种分离器的技术规范是什么?934.油罐的结构和呼吸阀的作用是什么?935.压力表的结构和工作原理是什么?936.压力表表盘下部的数字是什么意思?1037.为什么要求压力表的实际工作压力要在最大量程的1/3至2/3之间?1038.怎样检查和校对压力表?10量油与测气1039.量油、测气的作用是什么?1040.什么是低压量油?适用于什么井?1041.高压量油的方法有几种?1042.单井计量意义是什么?1043.玻璃管量油的原理是什么?1044.简述玻璃管量油操作方法步骤。
采油方法基础知识采油方法,就是指把地下四周油层内流到井底的原油采到地面所使用的方法,一般包括自喷采油和机械采油两种。
1.自喷采油自喷采油是指依靠油藏本身的能量使原油喷到地面的采油方法。
一口油井用钻井的方法钻孔、下入套管连通到油层后,原油就会像喷泉那样沿着油井的套管自动向地面喷射出来。
油层内的压力越大,喷出来的油就越快越多。
这种靠油层自身的能量将原油举升到地面的能力,称为自喷,用这种办法采油就称为自喷采油。
这种采油方法常发生在油井开发初期。
油井在油藏开发初期为什么会自喷呢?石油和天然气深埋于地下封闭的岩石孔隙中,在上覆地层的重压下,它们与岩石一起受到压缩,从而集聚了大量的弹性能量,形成高温高压区。
当油层通过油井与地面连通后,在弹性能量的驱动下,石油、天然气必然向处于低压区的井简和井口流动。
这就像一个充足气的汽车轮胎一样,当拔掉气门芯后,被压缩的空气将喷射而出。
油层与油井的沟通一般情况下靠射孔完成,射孔一旦完成,就像拔掉了封闭油层的气门芯,油气将通过油井喷射到地面。
自喷井的产量一般来说都是比较高的。
例如,中东地区有些油井每口油井日产油可高达(1~2)x104t。
我国华北油田开发初期,很多油井日产千吨以上,大庆油田的高产井日产200~300t。
据统计,目前世界有50%~60%的原油是靠自喷方法开采出来的,特别是中东地区,大多数油井有旺盛的自喷能力。
这种方法不需要复杂昂贵的设备,油井管理也比较方便,是一种高效益的采油方法。
因此,在油田开发过程中,人们都设法尽可能地保持油井长期自喷。
但到了油藏开发的中后期,油层的压力会逐渐减小,不足以再将地层内的原油驱替到井底并举升到地面,这时就需要给油层补充能量,如注人水或注入天然气等,增加油层的压力,以此延长油井的自喷期。
2.机械采油机械采油指借助外界能量将原油采到地面的方法,又称为人工举升采油方法。
随着油田的不断开发,地下地层能量逐渐消耗,油井最终会停止自喷。
由于地层的地质特点,有的油井一开始就不能自喷。
l.什么是油水井井身结构?各部的用途是什么? (1)2.什么是完钻井深? (1)3.什么是固井、水泥返高? (2)4.什么是人工井底?什么叫水泥塞? (2)5.什么叫水泥帽? (2)6.什么叫沉砂口袋?有什么用途? (2)7.什么是补心、油补距、套补距、套管深度、油管深度? (2)8.什么叫油管头、套管头?各起什么作用? (3)9.油管尾部为什么要下工作筒和喇叭口? (3)10.油井自喷的基本原理是什么? (3)11.油井在自喷的过程中能量是如何消耗的? (4)12.自喷井井筒中流动的形态可分哪几种?各自流动的特点是什么? (4)13.什么叫自喷井的井口流程? (5)14.自喷井井口流程的作用是什么? (5)15.自喷井的主要设备有哪些? (5)16.采油树由哪三大部分组成? (5)17.采油树的作用是什么? (5)18.采油树由哪些部件组成?常用的采油树型号有哪些? (5)19.油嘴有哪几种?其作用是什么? (6)20.自喷井井口流程有几种? (6)21.什么叫油气水管网流程? (6)22.什么叫双管蒸汽伴随保温小站流程?主要优、缺点是什么? (6)23.什么叫三管热水伴随保温小站流程?主要优缺点是什么? (7)24.什么叫双管掺热油保温小站流程?主要优缺点是什么? (7)25.什么叫双管掺热水保温小站流程?主要优缺点是什么? (7)26.水套加热炉的作用是什么? (8)27.加热炉分几种?各用在什么地方?。
(8)28.水管式水套炉由几部分组成?正常工作时水和蒸汽占水套容积的多少为宜? (8)29.油气分离器的作用是什么? (8)30.φ600分离器(立式平角)由哪些部件组成? (8)31.分离器的工作原理是什么?(以立式垂向伞状分离器为例) (8)32.怎样选用分离器? (8)33.常用的四种分离器的技术规范是什么? (9)34.油罐的结构和呼吸阀的作用是什么? (9)35.压力表的结构和工作原理是什么? (9)36.压力表表盘下部的数字是什么意思? (10)37.为什么要求压力表的实际工作压力要在最大量程的l/3至2/3之间? (10)38.怎样检查和校对压力表? (10)39.量油、测气的作用是什么? (10)40.什么是低压量油?适用于什么井? (10)41.高压量油的方法有几种? (10)42.单井计量意义是什么? (11)43.玻璃管量油的原理是什么? (11)44.简述玻璃管量油操作方法步骤。
一、名词解释.油井流入动态指油井产量与井底流动压力的关系,它反映了油藏向该井供油的能力。
1.吸水指数表示(每米厚度油层)单位注水压差下的日注水量,它的大小表示油层吸水能力的好坏。
2.蜡的初始结晶温度当温度降低到某一值时,原油中溶解的蜡便开始析出,蜡开始析出的温度称为蜡的初始结晶温度。
3.气举采油法气举采油是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合,利用气体的密度小以及气体膨胀使井筒中的混合液密度降低,将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。
4.等值扭矩用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,使其电动机的发热条件相同,那么此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。
5.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叫气液滑脱现象。
6,扭矩因数悬点载荷在曲柄上造成的扭矩与悬点载荷的比值。
7.配注误差指配注量与实际注入量的差值与配注量比值的百分数。
8.填砂裂缝的导流能力在油层条件下,裂缝宽度与填砂裂缝渗透率的乘积,常用FRCD表示。
35 .目前常用的井筒降粘技术主要包括化学降粘技术和热力降粘技术。
36.现场上常用的压井方法有圆程、灌注法和触法三种。
37.目前作为注水用的水源主要有地面水源、地下水源和油层采出水等。
38.目前常用的防砂方法有机械防砂、化学防砂、焦化防砂、套管外膨胀式封隔器防砂和复合技术防砂。
39.目前油井常用的清蜡方法,根据原理可分为幽清蜡和幽清蜡两种。
40.修井设备按性能和用途分为动力设备、起下设备、旋转设备循环设备等。
L采油指数:产油量与生产压差之比;单位生产压差下的油井产油量;每增加单位生产压差时,油井产量的增加值;油井IPR曲线斜率的负倒数。
3.气举时的启动压力:当环形空间内的液面到达管鞋(注气点)时的井口注入压力。
4.余隙比:余隙容积与活塞让出的容积之比;或活塞在下死点时,吸入阀(固定阀)和排出阀(游动阀)间的泵筒容积与活塞让出的容积之比;.扭矩因数:悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩与悬点载荷的比值。
不同采油方法的基本原理及各自优缺点摘要:采油工程中的采油方法有多种,从客观的地下能量来看,可分为自喷采油和人工举升两种。
自喷采油就是原油从井底举升到井口,从井口流到集油站,全部都是依靠油层自身的能量来完成的,而由于地层的地质特点,有的油井不能自喷,人工举升就成为解决这个问题的主要途径。
目前,利用人工举升将原油从井底举升到地面的方法可分为气举法和抽油法两大类,而每一种方式都有其优势的一面,和其劣势,在采油的过程中都扮演着不同的角色。
关键词:自喷采油人工举升气举抽油有杆泵采油无杆泵采油一、自喷采油自喷采油就是原油从井底举升到集油站,全部都是依靠油层自身的能量来完成的。
自喷采油的能量来源是:第一、井底油流所具有的压力;第二、随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。
油井自喷生产,一般要经过四种流动过程:(1)原油从油层流到井底;(2)从井底沿着井筒上升到井口;(3)原油到井口之后通过油嘴;(4)沿着地面管线流到分离器、计量站。
不论哪种流动过程,都是一个损耗地层能量的过程,四种流动过程压力损耗的情况因油藏而异,大致如下:1.油层渗流当油井井底压力高于油藏饱和压力时,流体为单相流动。
当井底压力低于饱和压力时,流体在油井井底附近形成多相流动。
井底流动压力可通过更换地面油嘴而改变,油嘴放大,井底压力下降,生产压差加大,油井产量增加。
多数情况下,油层渗流压力损耗约占油层至井口分离器总压力损耗的10%~40%左右。
2.井筒流动自喷井井筒油管中的流动,一般都是油、气两相或油、气、水混合物,必须克服三相混合物在油管中流动的重力和摩擦力,才能把原油举升到井口,并继续沿地面管线流动。
井筒的压力损耗最大,约占总压力损耗的40%~60%左右。
3.油嘴节流油气到达井口通过油嘴的压力损耗,与油嘴直径的大小有关,通常约占总压力损耗的5%~20%左右。
4.地面管线流动压力损耗较小,约占总压力损耗的5%~10%左右。
20世纪80年代以来,对自喷井的流动过程开展了节点分析研究。
CH3 自喷与气举采油重点难点:●井口装置的组成和作用●自喷井的四个流动过程●井筒气液两相流动●启动压力采油方法分类自喷气举人工举升泵举升采油方式§1 自喷井井口装置井口装置一、自喷井井口流程典型井口流程自喷井的井口流程:油气在井口所通过的那套管路和设备,控制、调节油、气产量和把产出的油、气进行集输。
井口流程的作用:◆控制和调节油井的产量;◆录取油井的动态资料;◆对油井产物和井口设备进行加热保温。
二、自喷井的井口装置1 套管头作用➢悬挂技术套管和油层套管的重量;➢密封套管环形空间;➢为其它装置提供过渡连接;➢提供侧向作业通道;2 油管头作用➢悬挂井内油管柱;➢密封油管与油层套管间的环形空间;➢为采油树提供过渡连接;➢通过油管头四通体上的两个侧口(接套管闸门)完成注平衡液及洗井等作业。
3 采油树型号表示方法采油树:KYS 最大工作压力/公称直径-工厂代号-设计次数采气树:KQS 最大工作压力/ 公称直径-工厂代号-设计次数。
分类:KY25/65DQ,KYS25/65SC和KYS15/62C作用➢控制和调节油井的生产;➢引导从井中喷出的油气进入出油管线。
组成及作用➢总闸门➢生产闸门➢清蜡闸门➢节流阀节流阀针形阀固定式可调式油嘴采气采油§2 自喷采油一、自喷井的四个流动过程图2-6 自喷井的四种流动过程1-地层渗流;2-井筒垂直管流;3-嘴流;4-地面管线流动四个过程的共同特点1 四种流动过程同处于一个动力系统中➢井底压力➢井底压力对产量的影响➢井底压力的作用➢油管压力➢油管压力的关系2 四种流动过程存在的能量供给与消耗能量的大小主要表现为压力的高低,能量的消耗主要表现为压力的损失➢地层渗流:能量来源,压力损失,流态,10%~15%➢垂直管流:能量来源,压力损失,流态,30%~80%。
➢嘴流:5%~30%➢出油管线流动:能量来源,压力损失,5%~10%地面管线油嘴井筒地层p p p p p ∆+∆+∆+∆=∆二、油井流入动态流入动态曲线:油井产量与井底流动压力的关系曲线,也称IPR曲线,指示曲线。