油气集输 与开采13.ppt

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1、§1—3石油开采一、自喷采油二、机械采油三、采油井生产过程中的作业施工1石油开采包括两个过程①如何使储藏在岩石孔隙中的石油，沿着复杂的油层孔隙网最有效地流入井底；②如何使流入井底的原油沿着井身最有效地流到地面。2一、自喷采油问题1：什么是自喷采油？答：当油井没有动用及实施开采时，石油在地下保持着平衡状态，一旦打开储藏石油的油层，并投入开发，平衡状态就遭到破坏，形成压差，当油层供给能量大于流体流动过程中所应消耗的能量时，油层压力就将原油从油层驱至井底，从井底连续举升到地面，从而形成自喷采油。靠油层本身天然能量（压力），将井筒原油举升至地面。这种开采方式的采油井，叫自喷采油井。3⒈井身结

2、构井身结构是指下入套管的层次、直径及其下入深度以及套管外水泥环的高度。导管表层套管表层套管水泥环技术套管技术套管水泥环油层套管油层套管水泥环油管油层4①导管用以保护井口附近的表土地层，防止被经常流出的钻井液体冲垮，下入深度小于30米②表层套管加固上部比较疏松易塌的不稳定岩层，用于安装防喷器等井口设备，以控制钻开高压层时可能发生的井喷现象（30～100米）③技术套管用来封隔难以控制的复杂地层，使钻井能顺利地进行④油层套管用来保护井壁，封隔井深范围内的油、气、水层，控制出油，保证油井正常生产。油层套管的直径一般为140～180毫米，穿透全部油层下到井底⑤油管用来采出原油和天然气，还可用油

3、管和油层套管间的环形空间进行洗井等作业5⒉井口装置（采油树）套管头油管头套管阀套管四通套压表总闸阀油嘴套生产阀油管四通清蜡阀出油管油压表67井口装置的作用悬挂油管，密封各套管之间、油管和套管的环形空间，控制和调节油井的自喷生产，保证作业施工，测取油、套压资料，并有可能从油管与套管的环形空间中压入或放出液体和气体，测试、清蜡等日常生产管理。8⒊井口装置各主要部件的作用①套管头连接各层套管，密封各套管间的环形空间，不使油气漏失并承托整个井口装置。②油管头悬挂油管，密封油管与油层套管的环形空间③阀门用来实现采油树的各种作用9④油嘴——在油井的生产过程中，控制油层静止压力和流动压力之间的合理

4、压差，根据油层能量的大小来限制和调节油井的生产静止压力——是指油层压力流动压力——是指原油从油层流到井底后的剩余压力，也就是指油井的井底压力10问题2：为什么要采用油嘴节流？在油田开采初期，油层能量往往很大，如果不进行油嘴节流，则油井产量会远远超过所允许的采油量，油层能量大为消耗，井底流压急剧下降，会带来以下影响：井底附近岩石孔隙中有气体分出，含油饱和度下降，造成原油的渗透率降低；水过早地进入油井井底，岩石中造成水淹，最终采收率下降；油气混合物的渗流速度大大增加，使油层结构遭到破坏，如油层出砂造成砂堵、油层坍塌、破坏井底结构；油层能量过早衰竭，大大缩短自喷油井的寿命。所以，生产中必须

5、采用油嘴节流，以保持油井井底有一定的压力，使油井在最好的工作制度下生产。11⑤油管压力表指示的是油气混合物流至地面后的剩余能量，一般简称为油压⑥套管压力表指示的是油管和油层套管环形空间的气体压力，简称为套压⑦油井回压表示了油气混合物通过油嘴后的剩余能量，等于流动压力-液柱重力-摩檫阻力P1（回压）回压的产生是流体在管路中流动时的阻力造成的12⒋自喷采油能量的来源①液体压能是指石油从油层流到井底后的剩余能量，即井底压力②气体能量气体能量的来源有自由气和溶解气两种13问题3：气体能量的作用⒈降低了油气混合物的密度、粘度⒉气体的膨胀成为举升石油的动力气体举升石油依靠两种作用：①气体作用于原

6、油上，垂直地顶推原油上升②靠气体和液体之间的摩擦作用，气体携带原油上升145.自喷过程的能量消耗①举升油气混合物的重量所需要的能量P1②油气混合物的摩阻损失P2③油气混合物在井筒内的加速运动以及气液的相对运动所造成的能量损失P3④油气混合物到达井口后的剩余能量P4Pw=P1+P2+P3+P4156.油气混合物在井筒中的流动结构油气混合物在井筒中的流动结构具有泡沫流、段塞流、环雾状流和雾状流四种结构状态，如下图所示：泡沫流段塞流环雾状流雾状流16①泡沫流的特点：油是连续相，气体是分散相。气体流速大于原油的流速，存在有相对运动②段塞流（气团流）的特点：气体举升石油的作用很像一个破漏的活塞

7、，液体一部分被气体托着向上走，另一部分沿着管壁向下漏17③环雾状流（环状流）的特点：管中心形成连续的气相流，管壁处形成环形的油膜④雾状流的特点：气体是连续相，液体是分散相。187.如何延长油井的自喷期⑴确定油井合理的工作制度油嘴P1P2井口回压的变化对油井产量无影响。19⑵油管直径的选择⑶井口油压⑷含水、含砂、结蜡的影响⑸油井的日常管理①测量油、气产量②油井取样分析③测取油井的各种压力：套管压力、油管压力、井口回压20⑹油井的修理油井故障：砂堵、结蜡、井下