有桿泵采油泵效計(jì)算教學(xué)PPT

1、t qq/ 第四節(jié)第四節(jié) 泵效計(jì)算泵效計(jì)算 泵效泵效：在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。在抽油井生產(chǎn)過程中，實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。 影響泵效的因素：影響泵效的因素： (3) (3) 漏失影響漏失影響 (1) (1) 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮 s s p 入 (2) (2) 氣體和充不滿的影響氣體和充不滿的影響 活 液 v v (4) (4) 體積系數(shù)的影響體積系數(shù)的影響 l b b 1 地面產(chǎn)液量地面產(chǎn)液量 一、柱塞沖程一、柱塞沖程 液柱載荷交替地由油管轉(zhuǎn)移到抽油桿柱和由抽油桿柱轉(zhuǎn)移到液柱載荷交替地由油管轉(zhuǎn)移到抽油桿柱和由抽油桿柱轉(zhuǎn)移到 油管，使桿柱

2、和管柱發(fā)生交替地伸長(zhǎng)和縮短。油管，使桿柱和管柱發(fā)生交替地伸長(zhǎng)和縮短。 ( (一一) )靜載荷作用下的柱塞沖程靜載荷作用下的柱塞沖程 柱塞沖程小于光桿沖程柱塞沖程小于光桿沖程 抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮 泵效小于泵效小于1 1 交變載荷作用交變載荷作用 抽油桿柱和油管柱的自重伸長(zhǎng)在泵工作的整個(gè)過程中是不變抽油桿柱和油管柱的自重伸長(zhǎng)在泵工作的整個(gè)過程中是不變 的，它們不會(huì)影響柱塞沖程。的，它們不會(huì)影響柱塞沖程。 ) ff ( e lf tr * l 11 沖程損失計(jì)算式：沖程損失計(jì)算式： sss trp )( 柱塞沖程：柱塞沖程： 沖程損失：沖程損失： tr 抽油桿和油管

3、彈性伸縮示意圖抽油桿和油管彈性伸縮示意圖 二、泵的充滿程度二、泵的充滿程度 氣鎖氣鎖：抽汲時(shí)由于氣體在泵內(nèi)壓縮和膨脹，吸入和排出閥無抽汲時(shí)由于氣體在泵內(nèi)壓縮和膨脹，吸入和排出閥無 法打開，出現(xiàn)抽不出油的現(xiàn)象。法打開，出現(xiàn)抽不出油的現(xiàn)象。 氣體對(duì)沖滿程度的影響氣體對(duì)沖滿程度的影響 ps vvk/余隙比：余隙比： 充滿系數(shù)：充滿系數(shù)： r kr k r k v v p l 1 1 1 1 bin pp 條件：條件： r v v v v v v rvvvv vvv p s p l p l s l lp g lp 1 r kr k r k 1 1 1 1 泵充滿程度的影響因素分析：泵充滿程度的影響因素

4、分析： (1) (1) 生產(chǎn)流體的性質(zhì)生產(chǎn)流體的性質(zhì)氣液比氣液比 r r愈小，愈小， 就越大。增加泵的沉沒深度或使用氣錨。就越大。增加泵的沉沒深度或使用氣錨。 (2)(2) 防沖距防沖距 泵吸入口泵吸入口 壓力壓力 下死點(diǎn)靜止?fàn)顟B(tài)下柱塞下死點(diǎn)靜止?fàn)顟B(tài)下柱塞 與泵吸入口的距離與泵吸入口的距離 k k值越小，值越小， 值就越大。盡量減小防沖距，以減小余隙。值就越大。盡量減小防沖距，以減小余隙。 二、泵的充滿程度二、泵的充滿程度 三、泵的漏失三、泵的漏失 (1) (1) 排出部分漏失排出部分漏失 (2) (2) 吸入部分漏失吸入部分漏失 (3) (3) 其它部分漏失其它部分漏失 如油管絲扣、泵的連接

5、部分及泄油器不嚴(yán)等如油管絲扣、泵的連接部分及泄油器不嚴(yán)等 影響影響 泵效泵效 漏失漏失 漏失很難計(jì)算，漏失很難計(jì)算，除了新泵可根據(jù)試泵實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)除了新泵可根據(jù)試泵實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié) 果和相關(guān)式估算外，泵由于磨損、砂蠟卡和腐蝕所產(chǎn)果和相關(guān)式估算外，泵由于磨損、砂蠟卡和腐蝕所產(chǎn) 生的漏失以及油管絲扣、泵的連接部分和泄油器不嚴(yán)生的漏失以及油管絲扣、泵的連接部分和泄油器不嚴(yán) 等所產(chǎn)生的漏失很難計(jì)算。等所產(chǎn)生的漏失很難計(jì)算。 四、提高泵效的措施四、提高泵效的措施 (1)(1)選擇合理的工作方式選擇合理的工作方式 選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點(diǎn)載荷，特別選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點(diǎn)載荷，

6、特別 是稠油的井。是稠油的井。 連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。連噴帶抽井選用大沖數(shù)快速抽汲，以增強(qiáng)誘噴作用。 深井抽汲時(shí)，深井抽汲時(shí)，s s和和n n的選擇一定要避開不利配合區(qū)。的選擇一定要避開不利配合區(qū)。 (2)(2)確定合理沉沒度。確定合理沉沒度。 (3)(3)改善泵的結(jié)構(gòu)，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。改善泵的結(jié)構(gòu)，提高泵的抗磨、抗腐蝕性能。 (4)(4)使用油管錨減少?zèng)_程損失使用油管錨減少?zèng)_程損失 (5)(5)合理利用氣體能量及減少氣體影響合理利用氣體能量及減少氣體影響 3 2 1 a 簡(jiǎn)單氣錨 1孔眼； 2吸入管； 3外筒 6 7 5 4 b 井下分離器 4中心管； 5外

7、筒； 6套管； 7封隔器 氣 油 重重 力力 式式 氣氣 錨錨 分分 離離 原原 理理 旋流分離器旋流分離器 利用離心力原理分離氣液（固）體。利用離心力原理分離氣液（固）體。 氣液（固）混合物由切線方向進(jìn)入分離器氣液（固）混合物由切線方向進(jìn)入分離器 后，沿分離器筒體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生后，沿分離器筒體旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力離心力。離心力。離心力 與液（固）體顆粒的密度成正比。液（固）體與液（固）體顆粒的密度成正比。液（固）體 顆粒的密度比氣體大得多，于是顆粒的密度比氣體大得多，于是液（固）體顆液（固）體顆 粒就被拋到外圈（靠近器壁），粒就被拋到外圈（靠近器壁），較輕的氣體則較輕的氣體則 在內(nèi)圈。在內(nèi)圈。被拋在

8、外圈的液（固）體顆粒繼續(xù)旋被拋在外圈的液（固）體顆粒繼續(xù)旋 轉(zhuǎn)，并向下沉淀，最后到達(dá)錐形管聚集后從下轉(zhuǎn)，并向下沉淀，最后到達(dá)錐形管聚集后從下 部出口放出，內(nèi)圈的氣體則從上部出口放出。部出口放出，內(nèi)圈的氣體則從上部出口放出。 第六節(jié)第六節(jié) 有桿抽油系統(tǒng)工況分析有桿抽油系統(tǒng)工況分析 (1) (1) 了解油層生產(chǎn)能力及工作狀況，分析是否已發(fā)揮了油層潛了解油層生產(chǎn)能力及工作狀況，分析是否已發(fā)揮了油層潛 力，分析、判斷油層不正常工作的原因；力，分析、判斷油層不正常工作的原因； (2) (2) 了解設(shè)備能力及工作狀況，分析設(shè)備是否適應(yīng)油層生產(chǎn)能了解設(shè)備能力及工作狀況，分析設(shè)備是否適應(yīng)油層生產(chǎn)能 力，了解設(shè)

9、備潛力，分析判斷設(shè)備不正常的原因；力，了解設(shè)備潛力，分析判斷設(shè)備不正常的原因； (3) (3) 分析檢查措施效果。分析檢查措施效果。 分析目的：分析目的：油層與抽油設(shè)備協(xié)調(diào)，油井高效生產(chǎn)。油層與抽油設(shè)備協(xié)調(diào)，油井高效生產(chǎn)。 分析內(nèi)容：分析內(nèi)容： 一、抽油井液面測(cè)試與分析一、抽油井液面測(cè)試與分析 （一）動(dòng)液面、靜液面及采油指數(shù)（一）動(dòng)液面、靜液面及采油指數(shù) 靜液面（靜液面（l ls s或或h hs s）：）：對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于油藏壓力。油藏壓力。 動(dòng)液面（動(dòng)液面（l lf f或或h hf f）：）：對(duì)應(yīng)于井底壓力對(duì)應(yīng)于井底壓力 流壓流壓 生產(chǎn)壓差：生產(chǎn)壓差：與靜液面和動(dòng)液面之差與靜液面和動(dòng)液面之差 相

10、對(duì)應(yīng)的壓力差。相對(duì)應(yīng)的壓力差。 沉沒度沉沒度h hs s：根據(jù)氣油比和原油進(jìn)泵壓根據(jù)氣油比和原油進(jìn)泵壓 力損失而定。力損失而定。 靜液面與動(dòng)液面的位置靜液面與動(dòng)液面的位置 6 10 g p ll o c ffc fssf hh q ll q k 采油指數(shù)：采油指數(shù)： 折算液面折算液面：把在一定套壓下測(cè)得的液面折算成套管壓力為把在一定套壓下測(cè)得的液面折算成套管壓力為 零時(shí)的液面，即：零時(shí)的液面，即： ？ （一）動(dòng)液面、靜液面及采油指數(shù)（一）動(dòng)液面、靜液面及采油指數(shù) 靜液面與動(dòng)液面的位置靜液面與動(dòng)液面的位置 2/vtl ( (二二) )液面位置的測(cè)量液面位置的測(cè)量 測(cè)量?jī)x器：回聲儀測(cè)量?jī)x器：回聲儀

11、 測(cè)量原理：利用聲波在環(huán)形空間流體介質(zhì)中的傳播速度測(cè)量原理：利用聲波在環(huán)形空間流體介質(zhì)中的傳播速度 和測(cè)得的反射時(shí)間來計(jì)算其位置：和測(cè)得的反射時(shí)間來計(jì)算其位置： 1.1.有音標(biāo)的井有音標(biāo)的井 聲波反射曲線聲波反射曲線 2/ 1 1 t l v 1 1 t t ll ( (三三) )含水井油水界面及工作制度與含水的關(guān)系含水井油水界面及工作制度與含水的關(guān)系 含水井正常抽油時(shí)，油水界面穩(wěn)定在泵的吸入口處。含水井正常抽油時(shí)，油水界面穩(wěn)定在泵的吸入口處。 低氣油比含水油井低氣油比含水油井：在泵下加深尾：在泵下加深尾 管來降低流壓，提高產(chǎn)量。管來降低流壓，提高產(chǎn)量。 低含水高氣油比井低含水高氣油比井( (

12、除帶噴者外除帶噴者外) )： 加深尾管會(huì)降低泵的充滿系數(shù)。加深尾管會(huì)降低泵的充滿系數(shù)。 含水井的油水界面含水井的油水界面 思考題：上述說法的理由？思考題：上述說法的理由？ 抽油井工作制度與含水的變化關(guān)系抽油井工作制度與含水的變化關(guān)系 當(dāng)油層和水層壓力相同當(dāng)油層和水層壓力相同( (或油水同層或油水同層) )時(shí)，油井含水不隨工作時(shí)，油井含水不隨工作 制度而改變；制度而改變； 當(dāng)出油層壓力高于出水層壓力時(shí)，增大總采液量當(dāng)出油層壓力高于出水層壓力時(shí)，增大總采液量( (降流壓降流壓) )， 將引起油井含水量的上升；將引起油井含水量的上升； 當(dāng)水層壓力高于油層壓力時(shí)，加大總采液量，將使油井含當(dāng)水層壓力高于

13、油層壓力時(shí)，加大總采液量，將使油井含 水量下降。水量下降。 確定含水井工作制度時(shí)：確定含水井工作制度時(shí)： 對(duì)油水層壓力相同及水層壓力高于油層壓力的井，把產(chǎn)液量對(duì)油水層壓力相同及水層壓力高于油層壓力的井，把產(chǎn)液量 增大到設(shè)備允許的抽汲量是合理的。增大到設(shè)備允許的抽汲量是合理的。 利用油井在不同工作制度下產(chǎn)液量與含水的變化情況來判斷利用油井在不同工作制度下產(chǎn)液量與含水的變化情況來判斷 油水層的壓力關(guān)系。油水層的壓力關(guān)系。 二、地面示功圖分析二、地面示功圖分析 示功圖：示功圖：載荷隨位移的變化關(guān)系曲線所構(gòu)成的封閉曲線圖。載荷隨位移的變化關(guān)系曲線所構(gòu)成的封閉曲線圖。 地面示功圖或光桿示功圖：地面示功圖

14、或光桿示功圖：懸點(diǎn)載荷與位移關(guān)系的示功圖。懸點(diǎn)載荷與位移關(guān)系的示功圖。 示功圖測(cè)試儀器：示功圖測(cè)試儀器：動(dòng)力儀。動(dòng)力儀。 二、地面示功圖分析二、地面示功圖分析 ( (一一) )理論示功圖及其分析理論示功圖及其分析 1.1.靜載荷作用下的理論示功圖靜載荷作用下的理論示功圖 循環(huán)過程：下死點(diǎn)循環(huán)過程：下死點(diǎn)a a加載完成加載完成b b上上 死點(diǎn)死點(diǎn)c c卸載完成卸載完成d d下死點(diǎn)下死點(diǎn)a a 靜載理論示功圖靜載理論示功圖 abcabc為上沖程靜載荷變化線。為上沖程靜載荷變化線。abab為為 加載過程，加載過程中，游動(dòng)閥加載過程，加載過程中，游動(dòng)閥 和固定閥處于關(guān)閉狀態(tài)；在和固定閥處于關(guān)閉狀態(tài)；在

15、b b點(diǎn)加點(diǎn)加 載完畢，變形結(jié)束，柱塞與泵筒載完畢，變形結(jié)束，柱塞與泵筒 開始發(fā)生相對(duì)位移，固定閥打開開始發(fā)生相對(duì)位移，固定閥打開 而吸入液體。而吸入液體。bcbc為吸入過程為吸入過程 （bc=sbc=sp p為泵的沖程），游動(dòng)閥處為泵的沖程），游動(dòng)閥處 于關(guān)閉狀態(tài)。于關(guān)閉狀態(tài)。 cdacda為下沖程靜載荷變化線。為下沖程靜載荷變化線。cdcd 為卸載過程，游動(dòng)閥和固定閥處為卸載過程，游動(dòng)閥和固定閥處 于關(guān)閉狀態(tài)；在于關(guān)閉狀態(tài)；在d d點(diǎn)卸載完畢，點(diǎn)卸載完畢， 變形結(jié)束，柱塞與泵筒發(fā)生向下變形結(jié)束，柱塞與泵筒發(fā)生向下 相對(duì)位移，游動(dòng)閥被頂開、排出相對(duì)位移，游動(dòng)閥被頂開、排出 液體。液體。dad

16、a為排出過程，固定閥處為排出過程，固定閥處 于關(guān)閉狀態(tài)。于關(guān)閉狀態(tài)。 2.2.考慮慣性載荷后的理論示功圖考慮慣性載荷后的理論示功圖 考慮慣性和振動(dòng)后的理論示功圖考慮慣性和振動(dòng)后的理論示功圖 s/2s/2 ( (一一) )理論示功圖及其分析理論示功圖及其分析 ( (二二) )典型示功圖分析典型示功圖分析 典型示功圖：某一因素的影響十分明顯，其形狀代表了該典型示功圖：某一因素的影響十分明顯，其形狀代表了該 因素影響下的基本特征的示功圖。因素影響下的基本特征的示功圖。 1.1.氣體和充不滿對(duì)示功圖的影響氣體和充不滿對(duì)示功圖的影響 有氣體影響的示功圖有氣體影響的示功圖 氣體影響示功圖氣體影響示功圖 s

17、 dd g ad d a 充滿系數(shù)：充滿系數(shù)： 氣鎖氣鎖 充不滿影響的示功圖充不滿影響的示功圖 充不滿現(xiàn)象：地層產(chǎn)液在上沖程末未充滿泵筒的現(xiàn)象。充不滿現(xiàn)象：地層產(chǎn)液在上沖程末未充滿泵筒的現(xiàn)象。 液擊現(xiàn)象：液擊現(xiàn)象：泵充不滿生產(chǎn)時(shí)，柱塞與泵內(nèi)液面撞擊引泵充不滿生產(chǎn)時(shí)，柱塞與泵內(nèi)液面撞擊引 起抽油設(shè)備受力急劇變化的現(xiàn)象。起抽油設(shè)備受力急劇變化的現(xiàn)象。 充不滿的示功圖充不滿的示功圖 2.2.漏失對(duì)示功圖的影響漏失對(duì)示功圖的影響 排出部分的漏失排出部分的漏失 泵排出部分漏失泵排出部分漏失 cbs pu 柱塞的有效吸入行程：柱塞的有效吸入行程： scb / 泵效：泵效： 吸入部分漏失吸入部分漏失 吸入閥

18、漏失吸入閥漏失 ads ped 柱塞的有效吸入行程：柱塞的有效吸入行程： sad / 泵泵 效：效： 吸入閥嚴(yán)重漏失吸入閥嚴(yán)重漏失 吸入部分漏失吸入部分漏失 吸入部分和排出部分同時(shí)漏失吸入部分和排出部分同時(shí)漏失 吸入閥和排出閥同時(shí)漏失吸入閥和排出閥同時(shí)漏失 3.3.柱塞遇卡的示功圖柱塞遇卡的示功圖 柱塞在泵筒內(nèi)被卡死在某一位置時(shí)，在抽汲過程中柱塞柱塞在泵筒內(nèi)被卡死在某一位置時(shí)，在抽汲過程中柱塞 無法移動(dòng)而只有抽油桿的伸縮變形，圖形形狀與被卡位置有無法移動(dòng)而只有抽油桿的伸縮變形，圖形形狀與被卡位置有 關(guān)。關(guān)。 活塞卡在泵筒中部活塞卡在泵筒中部 4.4.帶噴井的示功圖帶噴井的示功圖 在抽汲過程中，

19、游動(dòng)閥和固定閥處于同時(shí)打開狀態(tài)，液在抽汲過程中，游動(dòng)閥和固定閥處于同時(shí)打開狀態(tài)，液 柱載荷基本加不到懸點(diǎn)。示功圖的位置和載荷變化的大小取柱載荷基本加不到懸點(diǎn)。示功圖的位置和載荷變化的大小取 決于噴勢(shì)的強(qiáng)弱及抽汲液體的粘度。決于噴勢(shì)的強(qiáng)弱及抽汲液體的粘度。 噴勢(shì)強(qiáng)、油稀帶噴噴勢(shì)強(qiáng)、油稀帶噴 噴勢(shì)弱、油稠帶噴噴勢(shì)弱、油稠帶噴 gqb hc l r 5.5.抽油桿斷脫抽油桿斷脫 抽油桿斷脫后的懸點(diǎn)載荷實(shí)際上是斷脫點(diǎn)以上的抽油桿抽油桿斷脫后的懸點(diǎn)載荷實(shí)際上是斷脫點(diǎn)以上的抽油桿 柱重量，只是由于摩擦力，才使上下載荷線不重合。圖形的柱重量，只是由于摩擦力，才使上下載荷線不重合。圖形的 位置取決于斷脫點(diǎn)的位

20、置。位置取決于斷脫點(diǎn)的位置。 抽油桿柱的斷脫位置可抽油桿柱的斷脫位置可 根據(jù)下式來估算：根據(jù)下式來估算： 抽油桿斷脫抽油桿斷脫 出砂井出砂井 6.6.其它情況其它情況 結(jié)蠟井結(jié)蠟井 管式泵活塞脫出工作筒管式泵活塞脫出工作筒 防沖距過小活塞碰防沖距過小活塞碰 固定閥的示功圖固定閥的示功圖 三、抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)三、抽油機(jī)井工況診斷技術(shù) 抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)：抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)： 光桿示光桿示 功圖功圖 數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 井下示井下示 功圖功圖 抽油設(shè)抽油設(shè) 備工況備工況 三、抽油機(jī)井工況診斷技術(shù)三、抽油機(jī)井工況診斷技術(shù) 計(jì)算抽油桿柱斷面上的應(yīng)力分布和示功圖；計(jì)算抽油桿柱斷面上的

21、應(yīng)力分布和示功圖； 估算泵口壓力；估算泵口壓力； 判斷油井潛能；判斷油井潛能； 計(jì)算活塞沖程和泵效；計(jì)算活塞沖程和泵效； 檢驗(yàn)泵及油管錨的機(jī)械狀況；檢驗(yàn)泵及油管錨的機(jī)械狀況； 計(jì)算和繪制扭矩曲線，并進(jìn)行平衡和功率的計(jì)算與分析。計(jì)算和繪制扭矩曲線，并進(jìn)行平衡和功率的計(jì)算與分析。 抽油井計(jì)算機(jī)診斷的內(nèi)容：抽油井計(jì)算機(jī)診斷的內(nèi)容： ( (一一) )診斷技術(shù)的理論基礎(chǔ)診斷技術(shù)的理論基礎(chǔ) 抽抽油油泵泵 動(dòng)動(dòng)力力儀儀 抽抽油油桿桿 信號(hào)發(fā)送器信號(hào)發(fā)送器 信號(hào)接收器信號(hào)接收器 井下動(dòng)態(tài)信井下動(dòng)態(tài)信 號(hào)的傳導(dǎo)線號(hào)的傳導(dǎo)線 應(yīng)應(yīng) 力力 波波 設(shè)備工況設(shè)備工況 信號(hào)記錄信號(hào)記錄 ( (三三) )診斷技術(shù)的應(yīng)用診斷

22、技術(shù)的應(yīng)用 1.1.判斷泵的工作狀況及計(jì)算泵排量判斷泵的工作狀況及計(jì)算泵排量 2.2.計(jì)算各級(jí)桿柱的應(yīng)力和分析桿柱組合的合理性計(jì)算各級(jí)桿柱的應(yīng)力和分析桿柱組合的合理性 3.3.計(jì)算和分析抽油機(jī)扭矩、平衡及功率計(jì)算和分析抽油機(jī)扭矩、平衡及功率 4.4.估算泵口壓力及預(yù)測(cè)油井產(chǎn)量估算泵口壓力及預(yù)測(cè)油井產(chǎn)量 5.5.判斷油管錨或封隔器固定油管的有效性判斷油管錨或封隔器固定油管的有效性 二、基本示功圖二、基本示功圖 最大載荷最大載荷 靜載示功圖靜載示功圖 考慮動(dòng)載的考慮動(dòng)載的 示功圖示功圖 最小載荷系最小載荷系 數(shù)數(shù) 最大載荷系最大載荷系 數(shù)數(shù) 最小載荷最小載荷 第二節(jié)第二節(jié) 防蠟與清蠟防蠟與清蠟 石

23、蠟：石蠟：1616到到6464的烷烴的烷烴(c(c16 16h h3434 c c64 64h h130130) )。純石蠟為白色，略帶透 。純石蠟為白色，略帶透 明的結(jié)晶體，密度明的結(jié)晶體，密度880880905kg/m905kg/m3 3，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為49496060。 結(jié)蠟現(xiàn)象：結(jié)蠟現(xiàn)象：當(dāng)溫度降到析蠟點(diǎn)以下時(shí)，蠟以晶體形式從原油中析當(dāng)溫度降到析蠟點(diǎn)以下時(shí)，蠟以晶體形式從原油中析 出，隨著溫度、壓力的降低和氣體的析出，結(jié)晶析出的蠟聚集長(zhǎng)出，隨著溫度、壓力的降低和氣體的析出，結(jié)晶析出的蠟聚集長(zhǎng) 大形成蠟晶體沉積在管壁等固相表面上，稱為所謂的大形成蠟晶體沉積在管壁等固相表面上，稱為所謂的結(jié)

24、蠟現(xiàn)象結(jié)蠟現(xiàn)象。 油井結(jié)蠟的危害：油井結(jié)蠟的危害： （1 1）影響著流體舉升的過流斷面，增加了流動(dòng)阻力；）影響著流體舉升的過流斷面，增加了流動(dòng)阻力； （2 2）影響著抽油設(shè)備的正常工作。）影響著抽油設(shè)備的正常工作。 一、油井防蠟機(jī)理一、油井防蠟機(jī)理 ( (一一) )油井結(jié)蠟的過程油井結(jié)蠟的過程 （1 1）當(dāng)溫度降至析蠟點(diǎn)以下時(shí)，蠟以結(jié)晶形式從原油中析出）當(dāng)溫度降至析蠟點(diǎn)以下時(shí)，蠟以結(jié)晶形式從原油中析出； （2 2）溫度、壓力繼續(xù)降低和氣體析出，結(jié)晶析出的蠟聚集長(zhǎng)大）溫度、壓力繼續(xù)降低和氣體析出，結(jié)晶析出的蠟聚集長(zhǎng)大 形成蠟晶體；形成蠟晶體； （3 3）蠟晶體沉積于管道和設(shè)備等的表面上。）蠟晶體

25、沉積于管道和設(shè)備等的表面上。 蠟的初始結(jié)晶溫度或析蠟點(diǎn)：蠟的初始結(jié)晶溫度或析蠟點(diǎn)： 當(dāng)溫度降低到某一值時(shí)，原油中溶解的蠟便開始當(dāng)溫度降低到某一值時(shí)，原油中溶解的蠟便開始 析出，蠟開始析出的溫度。析出，蠟開始析出的溫度。 ( (二二) )影響結(jié)蠟的因素影響結(jié)蠟的因素 1. 1. 原油的性質(zhì)及含蠟量原油的性質(zhì)及含蠟量 2. 2. 原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì) 原油中含蠟量越高，油井就越容易結(jié)蠟。原油中含蠟量越高，油井就越容易結(jié)蠟。 原油中所含輕質(zhì)餾分越多，則蠟的初始結(jié)晶溫度就越低，原油中所含輕質(zhì)餾分越多，則蠟的初始結(jié)晶溫度就越低， 保持溶解狀態(tài)的蠟就越多，即蠟不易出。保持溶解狀態(tài)的蠟就

26、越多，即蠟不易出。 l膠質(zhì)含量增加，蠟的初始結(jié)晶溫度降低膠質(zhì)含量增加，蠟的初始結(jié)晶溫度降低； l瀝青質(zhì)對(duì)石蠟結(jié)晶起到良好的分散作用，且使沉積蠟瀝青質(zhì)對(duì)石蠟結(jié)晶起到良好的分散作用，且使沉積蠟 的強(qiáng)度將明顯增加，而不易被油流沖走。的強(qiáng)度將明顯增加，而不易被油流沖走。 3. 3. 壓力和溶解氣油比壓力和溶解氣油比 蠟的初始結(jié)晶溫度與壓力、氣油比的關(guān)系 曲線1油層油；曲線2脫氣油；r溶解氣油比； 條件：油層油飽和壓力9.8mpa；含蠟量4.51%； 含膠質(zhì)2.85% 當(dāng)ppb時(shí), p,t蠟初始結(jié)晶溫度,ba 當(dāng)ppb時(shí), p,t蠟初始結(jié)晶溫度,ac 4.4.原油中的水和機(jī)械雜質(zhì)原油中的水和機(jī)械雜質(zhì) 油

27、井含水量增加，結(jié)蠟程度有所減輕。油井含水量增加，結(jié)蠟程度有所減輕。 5.5.液流速度、管壁粗糙度及液流速度、管壁粗糙度及 表面性質(zhì)表面性質(zhì) 水和機(jī)械雜質(zhì)對(duì)蠟的初始結(jié)晶溫度影響不大。水和機(jī)械雜質(zhì)對(duì)蠟的初始結(jié)晶溫度影響不大。 原油中的細(xì)小砂粒及機(jī)械雜質(zhì)將成為石蠟析出的結(jié)晶原油中的細(xì)小砂粒及機(jī)械雜質(zhì)將成為石蠟析出的結(jié)晶 核心，而促使石蠟結(jié)晶的析出，加劇了結(jié)蠟過程核心，而促使石蠟結(jié)晶的析出，加劇了結(jié)蠟過程。 ( (二二) )影響結(jié)蠟的因素影響結(jié)蠟的因素 液流速度對(duì)結(jié)蠟的影響有正反兩個(gè)方面的作用 管壁越光滑，蠟越不容易沉積 表面親水性越強(qiáng)，越不易結(jié)蠟。 流速與結(jié)蠟量的關(guān)系 1鋼管； 2,3塑料管 自噴井

28、結(jié)蠟規(guī)律 自噴井主要是油管結(jié)蠟和地 面油嘴結(jié)蠟。規(guī)律如圖，一 般油管下部不結(jié)蠟，因?yàn)橄?部油t高，p高，溶解氣多， 石油對(duì)蠟的溶解能力強(qiáng)。從 某一位置開始，由于tp油 溶蠟?zāi)芰?。越往上結(jié)蠟越嚴(yán) 重，但接近井口時(shí)，結(jié)蠟減 少，因?yàn)関大，部分蠟被帶 走。 結(jié)蠟規(guī)律 二、油井防蠟方法二、油井防蠟方法 （1 1）阻止蠟晶的析出：）阻止蠟晶的析出：在原油開采過程中，采用某些措施在原油開采過程中，采用某些措施( (如提如提 高井筒流體的溫度等高井筒流體的溫度等) )，使得油流溫度高于蠟的初始結(jié)晶溫度，從，使得油流溫度高于蠟的初始結(jié)晶溫度，從 而阻止蠟晶的析出。而阻止蠟晶的析出。 （2 2）抑制石蠟結(jié)晶的聚

29、集：）抑制石蠟結(jié)晶的聚集：在石蠟結(jié)晶已析出的情況下，控制在石蠟結(jié)晶已析出的情況下，控制 蠟晶長(zhǎng)大和聚集的過程。如在含蠟原油中加入防止和減少石蠟聚集蠟晶長(zhǎng)大和聚集的過程。如在含蠟原油中加入防止和減少石蠟聚集 的某些化學(xué)劑的某些化學(xué)劑抑制劑，使蠟晶處于分散狀態(tài)而不會(huì)大量聚集。抑制劑，使蠟晶處于分散狀態(tài)而不會(huì)大量聚集。 （3 3）創(chuàng)造不利于石蠟沉積的條件：）創(chuàng)造不利于石蠟沉積的條件：如提高表面光滑度、改善表如提高表面光滑度、改善表 面潤(rùn)濕性、提高井筒流體速度等。面潤(rùn)濕性、提高井筒流體速度等。 1.1.油管內(nèi)襯和涂層防蠟油管內(nèi)襯和涂層防蠟 作用：通過表面光滑和改善管壁表面的潤(rùn)濕性，使蠟不易作用：通過表

30、面光滑和改善管壁表面的潤(rùn)濕性，使蠟不易 在表面上沉積，以達(dá)到防蠟的目的。在表面上沉積，以達(dá)到防蠟的目的。 （1 1）玻璃襯里油管防蠟原理）玻璃襯里油管防蠟原理 油管表面具有親水憎油特性；油管表面具有親水憎油特性； 玻璃表面十分光滑；玻璃表面十分光滑； 玻璃具有良好的絕熱性能。玻璃具有良好的絕熱性能。 （2 2） 涂料油管防蠟原理涂料油管防蠟原理 在油管內(nèi)壁涂一層固化后表面光滑且親水性強(qiáng)的物質(zhì)。在油管內(nèi)壁涂一層固化后表面光滑且親水性強(qiáng)的物質(zhì)。 二、油井防蠟方法二、油井防蠟方法 自噴井用得多,抽油井用得少.原因1.襯管易壞不好修. 2.刮掉的渣子使抽油泵閥關(guān)不嚴(yán). 2.2.化學(xué)防蠟化學(xué)防蠟 向井筒

31、中加入液體化學(xué)防蠟劑或在抽油管柱上裝有固體化學(xué)防向井筒中加入液體化學(xué)防蠟劑或在抽油管柱上裝有固體化學(xué)防 蠟劑，防蠟劑在井筒流體中溶解混合后達(dá)到防蠟?zāi)康?。蠟劑，防蠟劑在井筒流體中溶解混合后達(dá)到防蠟?zāi)康摹?（1 1）活性劑型防蠟劑：）活性劑型防蠟劑：通過在蠟結(jié)晶表面上的吸附，形成不利于石通過在蠟結(jié)晶表面上的吸附，形成不利于石 蠟繼續(xù)長(zhǎng)大的極性表面，使蠟晶以微粒狀態(tài)分散在油中易被油流帶蠟繼續(xù)長(zhǎng)大的極性表面，使蠟晶以微粒狀態(tài)分散在油中易被油流帶 走；還可吸附于固體表面上形成極性表面，阻止石蠟的沉積。走；還可吸附于固體表面上形成極性表面，阻止石蠟的沉積。 （2 2）高分子型防蠟劑：）高分子型防蠟劑：油溶

32、性的，具有石蠟結(jié)構(gòu)鏈節(jié)的支鏈線性高油溶性的，具有石蠟結(jié)構(gòu)鏈節(jié)的支鏈線性高 分子，在濃度很小的情況下能夠形成遍及整個(gè)原油的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而分子，在濃度很小的情況下能夠形成遍及整個(gè)原油的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而 石蠟就可在這網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上析出，因而彼此分散，不能聚集長(zhǎng)大，也石蠟就可在這網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)上析出，因而彼此分散，不能聚集長(zhǎng)大，也 不易在固體表面沉積，而易被液流帶走。不易在固體表面沉積，而易被液流帶走。 二、油井防蠟方法二、油井防蠟方法 圖547抽油機(jī)井井口加藥裝置 1一加藥漏斗；2一加藥閥；3一加 藥放空閥； 4一加藥罐；5套管加藥閥；6一 套管人口； 7一平衡閥；8一壓力表 (一一)關(guān)套管加藥閥5和平衡閥7，開加

33、藥放空 閥3，把加藥罐內(nèi)的壓力放凈； (二二)再打開加藥閥2，即可把事先按 比例濃度配好的藥劑倒人加藥罐內(nèi)， 待加入量夠(注意加藥量不許超過罐 容積的90)時(shí)，關(guān)閉加藥放空閥3和 加藥閥2； (三三)緩慢打開平衡閥7，使套管氣進(jìn)入加藥 罐內(nèi)，并達(dá)到平衡后； (四四)再打開套管加藥閥5，藥就會(huì)自動(dòng)(自重和 套壓作用)從套管流人井內(nèi)；并在油套環(huán)空的 液體(油)中繼續(xù)下降，最后到油管的吸人口隨 液體一起沿著油管內(nèi)被舉升到井口，在這過 程中藥不斷地吸附在油管內(nèi)壁表面起到防蠟 作用。 操作程序操作程序 有的油田還把磁防蠟技術(shù)應(yīng)用在抽 油機(jī)井的抽油桿上 進(jìn)行防蠟，即把特制的磁防蠟器裝 在井內(nèi)易結(jié)蠟井段的抽

34、油桿 上，一般是每隔50m或100m裝一 個(gè)，這也是其防蠟的一特點(diǎn)， 它還有可以扶正抽油桿，減少桿管 的摩擦的雙重作用；生產(chǎn)實(shí)踐 證明這種防蠟效果是很好的。 當(dāng)井底原油從篩管進(jìn)入泵 前，流過磁防蠟器處就會(huì)被強(qiáng) 磁場(chǎng)磁化，使其在進(jìn)入泵時(shí)不易 結(jié) 蠟，這樣就達(dá)到了防蠟的目的。 防蠟過程為防蠟過程為 防氣防氣 裝氣錨裝氣錨 裝套管放氣閥裝套管放氣閥 定套壓調(diào)彈簧定套壓調(diào)彈簧 3.3.熱力防蠟：熱力防蠟：提高流體溫度；采油成本高。提高流體溫度；采油成本高。 4.4.磁防蠟技術(shù)磁防蠟技術(shù) （1 1）原油通過強(qiáng)磁防蠟器時(shí)，石蠟分子在磁場(chǎng)作用下定向排列）原油通過強(qiáng)磁防蠟器時(shí)，石蠟分子在磁場(chǎng)作用下定向排列 作

35、有序流動(dòng)，克服了石蠟分子之間的作用力，不能按結(jié)晶的要作有序流動(dòng)，克服了石蠟分子之間的作用力，不能按結(jié)晶的要 求形成石蠟晶體；求形成石蠟晶體； （2 2）對(duì)于已形成蠟晶的微粒通過磁場(chǎng)后，石蠟晶體細(xì)小分散，）對(duì)于已形成蠟晶的微粒通過磁場(chǎng)后，石蠟晶體細(xì)小分散， 并且有效地削弱了蠟晶之間、蠟晶與膠體分子之間的粘附力，并且有效地削弱了蠟晶之間、蠟晶與膠體分子之間的粘附力， 抑制了蠟晶的聚集長(zhǎng)大；抑制了蠟晶的聚集長(zhǎng)大； （3 3）磁場(chǎng)處理后還能改變井筒中結(jié)蠟狀態(tài)，使蠟質(zhì)變軟，易于）磁場(chǎng)處理后還能改變井筒中結(jié)蠟狀態(tài)，使蠟質(zhì)變軟，易于 清除。清除。 二、油井防蠟方法二、油井防蠟方法 三、油井清蠟方法三、油井清

36、蠟方法 (1)(1)機(jī)械清蠟機(jī)械清蠟 常用的工具主要有刮蠟常用的工具主要有刮蠟 片和清蠟鉆頭等。片和清蠟鉆頭等。 (2)(2)熱力清蠟熱力清蠟 熱流體循環(huán)清蠟法熱流體循環(huán)清蠟法 電熱清蠟法電熱清蠟法 熱化學(xué)清蠟法熱化學(xué)清蠟法 機(jī)械清蠟示意圖 1絞車；2鋼絲；3防噴管；4采油樹； 5套管；6油管；7刮蠟片 應(yīng)根據(jù)油井的結(jié)蠟規(guī)律定出清蠟制 度,包括:清蠟周期、清蠟深度、操 作規(guī)程及使用的刮蠟片的規(guī)格等。 熱油循環(huán)清蠟流程圖 熱油循環(huán)清蠟流程圖 熱油循環(huán)清蠟流程圖熱油循環(huán)清蠟流程圖 1水套加熱爐 2分油包 3回油閥 4油嘴 5分離器 （3）微生物清蠟 它是近年來發(fā)展的，在我國(guó)已逐步推廣應(yīng)用的一種技

37、術(shù)。用于清蠟的微生物主要有食蠟性微生物和食膠質(zhì) 和瀝青質(zhì)性微生物。油井清蠟的微生物其形狀為長(zhǎng)條 螺旋狀體長(zhǎng)度為14m，寬度為0.10.3m。它能 降低原油凝固點(diǎn)和含蠟量，以石蠟為食物。微生物注 入油井后，它主動(dòng)向石蠟方向游去，獵取食物，使蠟 和瀝青降解，微生物中的硫酸鹽還原菌的增殖，產(chǎn)生 表面活性劑，降低油水界面張力，同時(shí)微生物中的產(chǎn) 氣菌還可以生成溶于油的氣體，如co2、n2、h2， 使原油膨脹降粘，由此達(dá)到清蠟的目的。 第四節(jié)第四節(jié) 稠油及高凝油開采技術(shù)稠油及高凝油開采技術(shù) 一、稠油及高凝油開采特征一、稠油及高凝油開采特征 ( (一一) )稠油的基本特點(diǎn)稠油的基本特點(diǎn) 中國(guó)稠油分類標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)

38、稠油分類標(biāo)準(zhǔn) 注:帶*指油藏條件下原油的粘度，其它指油藏溫度下脫氣油的粘度 一、稠油及高凝油開采特征一、稠油及高凝油開采特征 ( (一一) )稠油的基本特點(diǎn)稠油的基本特點(diǎn) (2)(2)稠油的粘度對(duì)溫度敏感稠油的粘度對(duì)溫度敏感 (1)(1)粘度高、密度大、流動(dòng)性差粘度高、密度大、流動(dòng)性差 (3)(3)稠油中輕質(zhì)組分含量低，而稠油中輕質(zhì)組分含量低，而 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高 粘度/mpa.s 溫度/ 溫度,原油粘度顯著 （4）我國(guó)大多數(shù)稠油含硫、石蠟，我國(guó)大多數(shù)稠油含硫、石蠟， 金屬元素較低。金屬元素較低。 （5 5）稠油油藏大多數(shù)地層疏松，易出砂。）稠油油藏大多數(shù)地層疏松，易出砂。

39、 一、稠油及高凝油開采特征一、稠油及高凝油開采特征 ( (二二) )高凝油的基本特點(diǎn)高凝油的基本特點(diǎn) 1 1）高凝油是指蠟含量高、凝固點(diǎn)高的原油。）高凝油是指蠟含量高、凝固點(diǎn)高的原油。 凝固點(diǎn)：在一定條件下原油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。凝固點(diǎn)：在一定條件下原油失去流動(dòng)性時(shí)的最高溫度。 3 3）大多數(shù)高凝油油藏埋藏較深，油層溫度較高。）大多數(shù)高凝油油藏埋藏較深，油層溫度較高。 2 2）高凝油地層的原始飽和壓力低，體積系數(shù)、溶解系數(shù)、）高凝油地層的原始飽和壓力低，體積系數(shù)、溶解系數(shù)、 原始油氣比相對(duì)較低。原始油氣比相對(duì)較低。 4 4）開采技術(shù)難度大，成本高，管理難度大，工藝要求高。）開采技術(shù)難度大，

40、成本高，管理難度大，工藝要求高。 高凝油開采的關(guān)鍵在于提高井筒中流體的溫度高凝油開采的關(guān)鍵在于提高井筒中流體的溫度凝固點(diǎn)凝固點(diǎn) 三、井筒降粘技術(shù)三、井筒降粘技術(shù) 井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學(xué)、稀釋等措施使得井筒井筒降粘技術(shù)是指通過熱力、化學(xué)、稀釋等措施使得井筒 中的流體保持低粘度，從而達(dá)到改善井筒流體的流動(dòng)條件，緩解中的流體保持低粘度，從而達(dá)到改善井筒流體的流動(dòng)條件，緩解 抽油設(shè)備的不適應(yīng)性，提高稠油及高凝油的開發(fā)效果等目的的采抽油設(shè)備的不適應(yīng)性，提高稠油及高凝油的開發(fā)效果等目的的采 油工藝技術(shù)。油工藝技術(shù)。 目前常用的井筒降粘技術(shù)：目前常用的井筒降粘技術(shù)： 化學(xué)降粘化學(xué)降粘 摻輕烴或水稀釋摻輕烴或水稀釋( (與化學(xué)降粘類似與化學(xué)降粘類似) ) 熱力降粘技術(shù)熱力降粘技術(shù) （一）化學(xué)降粘技術(shù)（一）化學(xué)降粘技術(shù) 化學(xué)降粘：通過向井筒流體中摻入化學(xué)藥劑，從而使化學(xué)降粘：通過向井筒流體中摻入化學(xué)藥劑，從而使 流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。流體粘度降低的開采稠油及高凝油的技術(shù)。 作用機(jī)理：作用機(jī)理：在井筒流體中加入一定量的水溶性表面活在井筒流體中加入一定