石油工程第9章自喷采油及节点系统分析
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采油⼯程
采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下,最⼤限度地把原油从地层中采到地⾯上来。采油⽅法通常是指将流到井底的原油采到地⾯上所采⽤的⽅法。常规的采油⽅法:⾃喷采油法,深井泵采油法,⽓举采油法。⾃喷采油法:如果油层具有的能量⾜以把油从油层驱⾄井底,并从井底把油举出井⼝,这种依靠油层⾃然能量采油的⽅法称为⾃喷采油法,这种井称为⾃喷井。动⼒来源于油层压⼒。是最经济、最简单的采油⽅法,可以节省⼤量的动⼒设备和维修管理费⽤。⼀般⾃喷井井⼝流程有以下的作⽤:(1)控制和调节油井的产量;(2)录取油井的动态资料,如记录油、套压,计量油、⽓产量,井⼝取样等;(3)对油井产物和井⼝设备进⾏加热保温。
井⼝装置是井⼝流程的主要设备之⼀。它⼀般由套管头、油管头和采油树三部分组成。节流阀其作⽤是控制⾃喷井的产量,有可调式节流阀(针形阀)和固定式节流阀(油嘴)两种。⼀般采⽓树上装可调式节流阀,采油树上装固定节流阀(油嘴)。常⽤的卡扣式油嘴。
根据油井⽣产过程中,油⽓的流动主要有四个流动过程:1 油层到井底的流动—油层中的渗流;2 从井底到井⼝的流动—井筒中的流动(井筒多相管流);3原油到井⼝后,通过油嘴的流动——嘴流。4 从井⼝到分离器—在地⾯管线中的⽔平或倾斜管流。
(1)四种流动过程同处于⼀个动⼒系统中
既遵循⾃⾝特有的流动规律,⼜相互联系,⼜相互制约关系;联系:从各流动过程的压⼒概念及实质讲。制约:⼀点的压⼒变化,会引起各处的压⼒变化。
例:从油层流到井底的剩余压⼒称为井底压⼒(或井底流动压⼒,简称流压)。把油⽓推举到井⼝后剩余的压⼒称为井⼝油管压⼒(简称油压)。
提问:如何改变⾃喷井的⼯作制度?什么叫⽣产压差?如何改变它?
压⼒的损失:是指某⼀流动过程中,克服其中沿程阻⼒损失,⽽使其压⼒下降值。
总压降:流体从油层流⾄分离器总压⼒损失。
①地层渗流:单相流动:多相渗流:压⼒的损失:占总压降的10%~15%。动⼒:油层压⼒(或⽓体的膨胀能);阻⼒:渗流阻⼒;
概念题
52. 采油方法
才有方法通常是将流到井底的原油采到地面上所采用的方法,其中包括自喷采油法和人工举升法两大类。
53. 自喷采油
利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式称为自喷。
54. 气举采油
气举是利用从地面注入高压气体将井内原油举升至地面的一种人工举升方式。
55. 机械采油
利用各种机械将油采到地面上来的方法叫机械采油。
56. 油井流入动态
是指油井产量与井底流压的关系,它反映了油藏向该井供油的能力。
57. IPR曲线
表示产量与流压关系的曲线成为流入动态曲线,简称IPR曲线。
58. 采油指数
是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间的关系的综合指标,其数值等于单位压差下的油井产油量。
59. 产液指数
产液指数是指单位生产压差下的生产液量。
60. 产水指数
单位生产压差下的产水量。
61. 井底流压
油井正常生产时测得的油层中部压力。
62. 流动型态
是指流动过程中油气在管线内的分布状态。
63. 滑脱现象
在气-液两相管流中,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称为滑脱。
64. 滑脱损失
因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失。
65. 气相存容比
管段中气相体积与管段容积之比值。
66. 液相存容比
管段中液相体积与管段容积之比值
67. 临界流动
是指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动状态。
68. 临界压力比
对应与最大流量时的压力比称为临界压力比。
69. 节点系统分析
通过任一选定的节点把从油气藏到地面分离器(或用户)所构成的整个油气井生产系统,按计算压力损失的公式或相关式分成几个部分,既可以将各部分的压力损失关联起来,又可对影响流入、流出节点处流量的多种因素进行分析和优选,使油气井生产系统实现最优化。
70. 节点
在油井生产系统中,节点是一个位置的概念,它可分为普通节点和函数节点两类。
教学大纲
※〈前言〉
《采汕工程》课程是石油工程类专业的主干专业课程。是建立在汕层物理、汕藏工程、渗流 力学等课程的基础上,对油1+1采油方式、工艺原理、工艺过程及技术的综合研究,同时还对油出 常规增产措施迹行研究。
通过《采油工程》课程的学习,使学生了解采油中的基本过程、油气井筒流动的工艺过程, 掌握采油物理原理,対采油生产的实际应用有一定的分析、解决问题能力。
木课程建立在油层物理、油藏工程、渗流力学等课程的基础上,在内容上冇一定的联系。后 续课程有储层改造、提高采汕率、完井工程等。
※〈教学内容〉
《采汕工程》讲授白喷井、抽汕井、注水井等的结构及原理,齐类生产井、注水井的工艺流 程以及日常管理等知识;油水井的增产原理等。
本课程的重点在每一章、节的基本方法和基木原理及基本公式的掌握,而难点往往在工艺措 施,不能在课堂体现,力求通过实验和实习來进行弥补。另外,难点述在体现每一过程的理论及 方法的实际应川。深度主耍体现在对现场新工艺的跟踪和讲解,广度在于对新工艺、新措施的剖 析后,如何具体应用。
教学目的:
了解课程和学科概况及上课要求。
教学重点和难点:
重点采油工程的发展历史和技术现状。
主要教学内容及要求:
介绍采油工程的发展历史和技术现状,并对课程的主要讲授内容作介绍。
第一章油井基本流动规律
教学目的:
油井生产系统流动过程的动态规律。
教学重点和难点:
气液垂直管两相流动;
主要教学内容及要求:
常握垂直井和水平井单相油流产能预测理论和方法,正确计算绘制日前和未来溶解气驱油井 及产水情况下的流入动态||||线,综合分析射孔和砾石充填完井方式对油井流入动态的影响;了解 汕-气混合物在垂直管中的流动规律,介绍井筒垂直管中的流动规律及数学方程。掌握汕嘴节流 基本理论和动态规律。
第二章自喷和气举
教学目的:
H喷井井筒流动动态;气举原理
教学重点和难点:
节点分析;气举启动
主要教学内容及要求:
名词解释
1. IPR 曲线:表示产量与流压关系的曲线称为流入动态曲线。
2. 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井方式,井底污染或增产
措施等有关。
3. 流压:原油从油层流到井底后具有的压力。
4. 流型:油气混合物的流动结构是指流动过程中油气的分布状态。
5. 采油指数:是一个反映油层性质,厚度,流体参数,完井条件及泄油面积与产量之间的
关系的综合指标。
6. 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的供油的能力。
7. 滑脱损失:由于油井井筒间密度差异,在混合物向上流动过程中,小密度流体流动速度
大于大密度流体速度,引起小密度流体超越大密度流体上升而引起的压力损失
8. 流动效率:指油井的理想生产压差与实际生产压差之比。
9. 临界流动:流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度时的流动状态。
10. 自喷采油法:油层能量充足时,利用油层的本身的能量就能将油举升到地面的采油方式。
11. 气举采油法:依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒混合,利用气体密
度小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采油方式。
12. 气举启动压力:气举启动过程中,当环形空间的液面将最终达到管鞋处的井口注入压力
13. 平衡率:即抽油机驴头上下行程中电动机电流峰值的小电流与大电流的比值。
14. 背面冲击:当扭矩曲线出现负值时说明减速箱的主动轮变为从动轮,如果负扭矩值较大,
将发生啮合面的背面冲击。
15. 等值扭矩:用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩,使电动机的发热条件相同,
则固定扭矩即为实际变化的扭矩等值扭矩。
16. 水力功率:指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率。
17. 光杆功率:通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率。
18. 泵效:在抽油井生产过程中,实际产量与理论产量的比值
19. 气锁现象:当进泵气量很大而沉没压力很低时,由于泵内气体处于反复压缩和膨胀状态