石油工程采油

1、采油完井完井 8.1 概述 8.2常見完井方法 8.3 完井方法分析完井完井8.1 概述概述8.1.1 完井的概念完井的概念l廣義的完井指從鉆開產(chǎn)層、實施完井方法、廣義的完井指從鉆開產(chǎn)層、實施完井方法、安裝井口裝置、到測試油氣的整個過程。安裝井口裝置、到測試油氣的整個過程。l狹義的完井通常是指實施完井方法時的油狹義的完井通常是指實施完井方法時的油氣井完成階段。氣井完成階段。完井完井8.1 概述8.1.2 選擇完井方法的要求選擇完井方法的要求l盡量保證井眼與儲層的聯(lián)通性及盡可能大的滲盡量保證井眼與儲層的聯(lián)通性及盡可能大的滲流面積；流面積；l能有效封隔油、氣、水層，防止層間干擾，有能有效封隔油、氣

2、、水層，防止層間干擾，有利于分層開采；利于分層開采；l能有效地控制油層出砂，防止井壁垮塌，確保能有效地控制油層出砂，防止井壁垮塌，確保油井長期生產(chǎn)；油井長期生產(chǎn)；l稠油油藏開采能滿足注蒸汽熱采的要求；稠油油藏開采能滿足注蒸汽熱采的要求；l施工工藝簡便，成本較低。施工工藝簡便，成本較低。完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法8.2.1 裸眼完井裸眼完井l產(chǎn)層直接裸露，滲流面產(chǎn)層直接裸露，滲流面積大，產(chǎn)量高；積大，產(chǎn)量高；l可分為先期裸眼完井和可分為先期裸眼完井和后期裸眼完井兩種；后期裸眼完井兩種；l只適用于巖性穩(wěn)定的單只適用于巖性穩(wěn)定的單一產(chǎn)層。一產(chǎn)層。完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法

3、8.2.2 射孔完井射孔完井l鉆開產(chǎn)層，下套管后射鉆開產(chǎn)層，下套管后射孔完成；孔完成；l能有效分隔油、氣、水能有效分隔油、氣、水層，防止層間干擾，可層，防止層間干擾，可實施分層開采；實施分層開采；l連通性有限，存在固井連通性有限，存在固井和射孔過程的損害。和射孔過程的損害。常見完井方法常見完井方法8.2.3 防砂完井防砂完井l地層出砂的危害地層出砂的危害l設(shè)備磨損加劇，增加維護(hù)成本；設(shè)備磨損加劇，增加維護(hù)成本；l造成油井堵塞，導(dǎo)致停產(chǎn)；造成油井堵塞，導(dǎo)致停產(chǎn)；l引起井壁坍塌、套管擠毀、油井報廢。引起井壁坍塌、套管擠毀、油井報廢。2 常見完井方法常見完井方法3 防砂完井防砂完井l最常見的有最常見

4、的有篩管篩管防防砂和砂和襯管礫石充填襯管礫石充填防砂兩種；防砂兩種；l可用于膠結(jié)疏松、可用于膠結(jié)疏松、易出砂的砂巖油藏。易出砂的砂巖油藏。 完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法8.2.3 防砂完井防砂完井l篩管防砂篩管防砂完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法8.2.3 防砂完井防砂完井l篩管防砂篩管防砂完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法8.2.3 防砂完井防砂完井l襯管礫石充填防砂；襯管礫石充填防砂；完井完井8.2 常見完井方法常見完井方法8.2.3 防砂完井防砂完井l襯管礫石充填防砂；襯管礫石充填防砂；預(yù)充填篩管預(yù)充填篩管完井完井8.3 完井方法分析完井方法分析8.3.1 選擇

5、完井方法應(yīng)考慮的因素選擇完井方法應(yīng)考慮的因素l油氣藏類型（有無層間差異、氣頂、底水油氣藏類型（有無層間差異、氣頂、底水等）；等）；l油氣層特性（巖層穩(wěn)定性、出砂與否、層油氣層特性（巖層穩(wěn)定性、出砂與否、層間壓差、原油性質(zhì)等）；間壓差、原油性質(zhì)等）；l工程技術(shù)及措施要求（是否分層開采、是工程技術(shù)及措施要求（是否分層開采、是否壓裂、是否注蒸汽等）否壓裂、是否注蒸汽等）。完井完井8.3 完井方法分析完井方法分析8.3.2 射孔完井方法分析射孔完井方法分析l為了盡量提高井筒與地層的聯(lián)通性，需為了盡量提高井筒與地層的聯(lián)通性，需優(yōu)選射孔相位角、孔徑、孔密等參數(shù)。優(yōu)選射孔相位角、孔徑、孔密等參數(shù)。同時還需優(yōu)

6、選射孔壓差、射孔方式和射同時還需優(yōu)選射孔壓差、射孔方式和射孔液；孔液；l射孔方式分正壓射孔和負(fù)壓射孔兩種；射孔方式分正壓射孔和負(fù)壓射孔兩種；l負(fù)壓射孔負(fù)壓差過大的風(fēng)險負(fù)壓射孔負(fù)壓差過大的風(fēng)險。完井完井8.4 試油試油（氣氣）工藝工藝8.4.1 井口裝置井口裝置l套管頭與油管頭；套管頭與油管頭；l采油（氣）樹；采油（氣）樹；l管匯等管匯等。完井完井8.4 試油試油（氣氣）工藝工藝8.4.2 誘導(dǎo)油氣流誘導(dǎo)油氣流l清水替噴；清水替噴；l氣舉替噴氣舉替噴。完井完井8.4 試油試油（氣氣）工藝工藝8.4.3 油氣測試油氣測試l主要參數(shù)測定：壓力、流量、溫度；主要參數(shù)測定：壓力、流量、溫度；l油氣組分及

7、物化性能測定油氣組分及物化性能測定。主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：油藏驅(qū)動能量油藏驅(qū)動能量自噴井采油自噴井采油機(jī)械采油機(jī)械采油采氣工藝采氣工藝1油藏驅(qū)動能量油藏驅(qū)動能量采油采油 是指將流到井底的原是指將流到井底的原油采到地面所用的方法。油采到地面所用的方法。l采油的兩大主題：采油的兩大主題：如何使地層中的原油流向井底？如何使地層中的原油流向井底？ 油藏驅(qū)動能量油藏驅(qū)動能量如何將井下的原油提升到地面并向如何將井下的原油提升到地面并向外輸送？外輸送？ 采油方法采油方法1油藏驅(qū)動能量油藏驅(qū)動能量在地下某一深處，取一巖石單元。如果將巖在地下某一深處，取一巖石單元。如果將巖石單元分為兩部分：石單元分為兩部分：骨架

8、骨架和和骨架所包含的流體骨架所包含的流體。一、油藏壓力一、油藏壓力l骨架所受的的壓力骨架所受的的壓力l流體中的壓力流體中的壓力1. 有關(guān)有關(guān)“地層壓力地層壓力”的概念的概念 上覆巖層壓力 油層壓力地靜壓力地靜壓力：指上覆巖石骨架和孔隙空間流體的總指上覆巖石骨架和孔隙空間流體的總重量所產(chǎn)生的壓力。重量所產(chǎn)生的壓力。 上覆巖層壓力（地靜壓力）上覆巖層壓力（地靜壓力）隨上覆巖層骨架的增厚而加大，也與巖層及其孔隙空隨上覆巖層骨架的增厚而加大，也與巖層及其孔隙空間流體的密度大小有關(guān)。間流體的密度大小有關(guān)。 靜水柱壓力靜水柱壓力靜水柱壓力靜水柱壓力 ：指由靜水柱造成的壓力。與水柱的高度有指由靜水柱造成的壓

9、力。與水柱的高度有關(guān)，而與液柱形狀無關(guān)。其計算公式為：關(guān)，而與液柱形狀無關(guān)。其計算公式為： 式中：式中： pH 靜水柱壓力，靜水柱壓力，Mpa； w流體密度，流體密度，Kg/m3 h靜水柱高度，靜水柱高度，m。如，如，1000m深處的靜水柱壓力為：深處的靜水柱壓力為：9.8MPa100大氣壓。大氣壓。 地層地層壓力壓力指地層巖石孔隙空中流體所承受的壓力，常用指地層巖石孔隙空中流體所承受的壓力，常用Pi（Pe）表示。）表示。在含油、氣區(qū)域內(nèi)的在含油、氣區(qū)域內(nèi)的“地層壓力地層壓力”又叫又叫“油（氣）層壓力油（氣）層壓力”。地層壓力指作用在流體上的壓力，又稱地層壓力指作用在流體上的壓力，又稱“孔隙流

10、體壓力孔隙流體壓力”。h 0.0098 wHpl“油層壓力油層壓力”或或“孔隙流體壓力孔隙流體壓力”是地層流體流動的是地層流體流動的驅(qū)動能量，直接關(guān)系到油藏的開發(fā)與開采。驅(qū)動能量，直接關(guān)系到油藏的開發(fā)與開采。l在油氣藏未開發(fā)之前，油氣層內(nèi)各處的壓力保持相在油氣藏未開發(fā)之前，油氣層內(nèi)各處的壓力保持相對平衡狀態(tài)，一旦油氣層被鉆開并投入開采，原油、對平衡狀態(tài)，一旦油氣層被鉆開并投入開采，原油、氣層內(nèi)壓力的相對平衡狀態(tài)就被打破。當(dāng)在油、氣氣層內(nèi)壓力的相對平衡狀態(tài)就被打破。當(dāng)在油、氣層的壓力大于井筒的液柱壓力時，油氣層內(nèi)的流體層的壓力大于井筒的液柱壓力時，油氣層內(nèi)的流體就會噴出地面。就會噴出地面。l清楚

11、認(rèn)識油藏壓力的分布及變化特征對油藏的合理、清楚認(rèn)識油藏壓力的分布及變化特征對油藏的合理、高效開發(fā)至關(guān)重要。高效開發(fā)至關(guān)重要。原始油層壓力：原始油層壓力：指油氣層尚未鉆開時（原始狀態(tài)下）指油氣層尚未鉆開時（原始狀態(tài)下）所具有的壓力。通?？梢杂玫谝豢诰虻谝慌膶嵥哂械膲毫?。通?？梢杂玫谝豢诰虻谝慌膶崪y壓力來表示。測壓力來表示。目前油層壓力：目前油層壓力：指油藏投入開發(fā)后某一時期的地層壓力。指油藏投入開發(fā)后某一時期的地層壓力。根據(jù)每一時期油層內(nèi)部的壓力分布及其變化，可以對油田地根據(jù)每一時期油層內(nèi)部的壓力分布及其變化，可以對油田地下的許多重大問題作出判斷。下的許多重大問題作出判斷。井底流動

12、壓力（井底流壓）：井底流動壓力（井底流壓）：油井生產(chǎn)時測得的井底壓力油井生產(chǎn)時測得的井底壓力稱為井底流壓。它代表井口剩余壓力與井筒內(nèi)液柱重量對井稱為井底流壓。它代表井口剩余壓力與井筒內(nèi)液柱重量對井底產(chǎn)生的回壓。底產(chǎn)生的回壓。在正常壓實條件下，或者地層中孔隙流體與地表水處在正常壓實條件下，或者地層中孔隙流體與地表水處于連通狀況地狀況下，地層壓力（作于孔隙流體的壓力）于連通狀況地狀況下，地層壓力（作于孔隙流體的壓力）等于或相當(dāng)于其埋深的靜水柱壓力。等于或相當(dāng)于其埋深的靜水柱壓力。但是，漫長地史過程中各種因素的影響，常常使作用但是，漫長地史過程中各種因素的影響，常常使作用于地層孔隙流體的壓力發(fā)生變化

13、而不等于靜水柱壓力。于地層孔隙流體的壓力發(fā)生變化而不等于靜水柱壓力。2. 壓力梯度和壓力系數(shù)壓力梯度和壓力系數(shù)通常把偏離靜水柱壓力的地層孔隙流體壓力稱之為通常把偏離靜水柱壓力的地層孔隙流體壓力稱之為“異常異常地層壓力地層壓力”，或稱為，或稱為“壓力異常壓力異?！?。在研究異常地層壓力時，常用在研究異常地層壓力時，常用壓力系數(shù)壓力系數(shù)或或壓力梯度壓力梯度來表示來表示異常地層壓力的大小。異常地層壓力的大小。 l壓力梯度壓力梯度：壓力梯度是指每增加單位高度所增加的：壓力梯度是指每增加單位高度所增加的 壓力值，（壓力值，（MPa）。）。l壓力系數(shù)壓力系數(shù)(ap)：指實測地層壓力（：指實測地層壓力（Pi）

14、與同一深度靜）與同一深度靜 水柱壓力（水柱壓力（PH）的之比。）的之比。 lap 1 時，時，實測地層壓力與靜水柱壓力相等，稱其為實測地層壓力與靜水柱壓力相等，稱其為 “正常地層壓力正常地層壓力”；lap 時，時，則為則為“異常地層壓力異常地層壓力”。lap 1時，稱為高異常地層壓力，或稱時，稱為高異常地層壓力，或稱異常高壓異常高壓；lap 1時，稱低異常地層壓力，或稱時，稱低異常地層壓力，或稱異常低壓異常低壓。l異常高壓油藏：壓力系數(shù)異常高壓油藏：壓力系數(shù) 1.2 的油氣藏；的油氣藏；l異常低壓油氣藏：壓力系數(shù)異常低壓油氣藏：壓力系數(shù)0.8 的油氣藏；的油氣藏；l異常高壓氣藏：壓力系數(shù)異常高

15、壓氣藏：壓力系數(shù) 1.5 的油氣藏；的油氣藏；一般情況下，油氣藏的壓力系數(shù)在一般情況下，油氣藏的壓力系數(shù)在0.91.1之間，這樣的油之間，這樣的油氣藏稱為正常油氣藏；氣藏稱為正常油氣藏； 國內(nèi)外研究表明，從新生界到古生界的地層中，碎屑巖國內(nèi)外研究表明，從新生界到古生界的地層中，碎屑巖和碳酸鹽巖地層中都存在異常壓力油氣藏。和碳酸鹽巖地層中都存在異常壓力油氣藏。 異常地層壓力是普遍存在的。在自然界中，異常高壓油藏異常地層壓力是普遍存在的。在自然界中，異常高壓油藏常見，但異常低壓力油藏不多常見，但異常低壓力油藏不多 。 油氣井完井之后，就可以進(jìn)行油氣生產(chǎn)。油氣井完井之后，就可以進(jìn)行油氣生產(chǎn)。油氣藏一

16、旦投入開發(fā)生產(chǎn)，油氣藏中的油氣就油氣藏一旦投入開發(fā)生產(chǎn)，油氣藏中的油氣就會發(fā)生流動，從油層中流至井底，再從井底流會發(fā)生流動，從油層中流至井底，再從井底流到地面。到地面。二、油氣藏驅(qū)動能量和驅(qū)動方式二、油氣藏驅(qū)動能量和驅(qū)動方式油氣藏驅(qū)動能量：在油氣藏或油氣井生產(chǎn)過程中，促使油油氣藏驅(qū)動能量：在油氣藏或油氣井生產(chǎn)過程中，促使油氣流體流動的能量。氣流體流動的能量。l天然能量天然能量：油氣藏自身天然具有的能量：油氣藏自身天然具有的能量.l人工能量人工能量：人為向油氣藏中注入流體提高油氣藏壓力：人為向油氣藏中注入流體提高油氣藏壓力 而補(bǔ)充的油藏能量。而補(bǔ)充的油藏能量。1. 油氣藏驅(qū)動能量油氣藏驅(qū)動能量天

17、然驅(qū)動能量天然驅(qū)動能量：靜水壓頭靜水壓頭氣頂膨脹氣頂膨脹油層彈性油層彈性溶解氣的膨脹力：溶解氣的膨脹力：指油藏指油藏中溶解天然氣膨脹所釋放的能量。中溶解天然氣膨脹所釋放的能量。原油重力：原油重力：指原油自身重量指原油自身重量產(chǎn)生的勢能。產(chǎn)生的勢能。 靜水壓頭靜水壓頭 即與油層相連的地層水所具即與油層相連的地層水所具有的靜水柱壓力。有的靜水柱壓力。根據(jù)地層水與油層的連通情況，有根據(jù)地層水與油層的連通情況，有邊水驅(qū)動邊水驅(qū)動與與底水驅(qū)動底水驅(qū)動之分之分。 邊水驅(qū)動邊水驅(qū)動 底水驅(qū)動底水驅(qū)動1-油井油井 2-供水區(qū)供水區(qū) 3 - 邊邊/底水底水 4 -不滲透層不滲透層氣頂壓縮氣體的膨脹力氣頂壓縮氣體

18、的膨脹力 在油井生產(chǎn)時，隨著在油井生產(chǎn)時，隨著油層壓力的降低，處于高油層壓力的降低，處于高度壓縮狀態(tài)的頂部氣體膨度壓縮狀態(tài)的頂部氣體膨脹，推動原油流向井筒并脹，推動原油流向井筒并噴出，氣頂驅(qū)油能量的大噴出，氣頂驅(qū)油能量的大小與氣頂?shù)捏w積和氣體的小與氣頂?shù)捏w積和氣體的壓縮性等有關(guān)。壓縮性等有關(guān)。l注水注水 ：從油藏某些部位的注水井中人為地向油藏中注：從油藏某些部位的注水井中人為地向油藏中注入一定數(shù)量的水體，維持油藏能量或減緩油藏壓降速度。入一定數(shù)量的水體，維持油藏能量或減緩油藏壓降速度。l注氣：注氣：從油藏頂部注入一定數(shù)量的氣體，補(bǔ)充氣頂能量。從油藏頂部注入一定數(shù)量的氣體，補(bǔ)充氣頂能量。 l人工

19、補(bǔ)充能量人工補(bǔ)充能量自噴自噴采油采油機(jī)械機(jī)械采油采油有桿泵有桿泵采油方法采油方法常規(guī)（抽油機(jī)）常規(guī)（抽油機(jī)）螺桿泵螺桿泵無桿泵無桿泵潛油電泵潛油電泵水力泵水力泵水力活塞泵水力活塞泵水力射流泵水力射流泵氣舉氣舉連續(xù)氣舉連續(xù)氣舉間歇氣舉間歇氣舉潛油電動離心泵潛油電動離心泵潛油電動螺桿泵潛油電動螺桿泵采油方法采油方法l自噴采油：自噴采油：油層具有的能量足油層具有的能量足以自噴。以自噴。自噴井的地面設(shè)備自噴井的地面設(shè)備簡單、容易管理、簡單、容易管理、產(chǎn)量較高。產(chǎn)量較高。.2 自噴井采油自噴井采油.2 自噴井采油自噴井采油5.2.1自噴原理：自噴原理：驅(qū)動力驅(qū)動力地層中的各種地層中的各種壓力。壓力。驅(qū)動

20、過程驅(qū)動過程先將原油從先將原油從地層內(nèi)推向井筒，若還地層內(nèi)推向井筒，若還有剩余的能量，再將原有剩余的能量，再將原油舉升到地面。油舉升到地面。l自噴采油前的誘噴作業(yè)自噴采油前的誘噴作業(yè) 完井時井內(nèi)液柱壓力一般大于油、氣層完井時井內(nèi)液柱壓力一般大于油、氣層壓力，加上鉆井和射孔過程中污染物的堵塞壓力，加上鉆井和射孔過程中污染物的堵塞和阻礙，油、氣一般不能流入井筒內(nèi)，更不和阻礙，油、氣一般不能流入井筒內(nèi)，更不能自動噴到地面。能自動噴到地面。 因此，采油之前一般要降低井簡內(nèi)的液因此，采油之前一般要降低井簡內(nèi)的液性壓力，清除堵塞油層的污物，使油、氣能性壓力，清除堵塞油層的污物，使油、氣能夠暢流到地面。這種

21、誘導(dǎo)作業(yè)過程稱作夠暢流到地面。這種誘導(dǎo)作業(yè)過程稱作誘噴誘噴或或誘流誘流。.2 自噴采油自噴采油l誘噴的方法誘噴的方法 清水替噴法清水替噴法 抽汲提撈法抽汲提撈法氣舉法氣舉法 井下泵排法井下泵排法 2 自噴采油自噴采油垂直管流垂直管流地層滲流地層滲流嘴流嘴流水平管流水平管流自噴采油的四種自噴采油的四種流動過程：流動過程：5.2 自噴采油自噴采油地層滲流地層滲流垂直管流垂直管流嘴流嘴流水平管流水平管流l流動方式：在遠(yuǎn)離井底的地方，一般情況下為單相流；流動方式：在遠(yuǎn)離井底的地方，一般情況下為單相流； 井底附近：井底附近：Pf Pb單相流（液或氣）；單相流（液或氣）； PfPb多相流（氣、液）；多相流

22、（氣、液）；l能量耗損：占能量耗損：占總壓降總壓降的的1015。l 地層滲流地層滲流：指原油從油層：指原油從油層井底的流動過程；井底的流動過程；（從地層到分離器壓力之差）（從地層到分離器壓力之差）l影響壓力損耗的因素影響壓力損耗的因素：地層特性：地層特性：K； 流體性質(zhì)：流體性質(zhì)：； 井底附近有無污染等。井底附近有無污染等。l流動方式：一般情況下，垂直管流大多為多相流。流動方式：一般情況下，垂直管流大多為多相流。 l能量耗損：最大，可達(dá)總壓降能量耗損：最大，可達(dá)總壓降3080。l流動結(jié)構(gòu)：垂直管柱中流體流動時氣、液的流動流動結(jié)構(gòu)：垂直管柱中流體流動時氣、液的流動 狀態(tài)和分布形式。狀態(tài)和分布形式

23、。 純液流、泡流、段塞流、環(huán)狀流、霧流純液流、泡流、段塞流、環(huán)狀流、霧流l垂直管流垂直管流l流動方式：一般情況下，井口的流動方式：一般情況下，井口的PtPb，呈多相流。，呈多相流。l能量耗損：一般為總壓降能量耗損：一般為總壓降530。l油嘴的作用：有不同的大小，可控制油井產(chǎn)量，油嘴的作用：有不同的大小，可控制油井產(chǎn)量， 調(diào)整壓力，保證油井穩(wěn)定生產(chǎn)。調(diào)整壓力，保證油井穩(wěn)定生產(chǎn)。l流動方式：一般為多相水平管流，或多相傾斜管流。流動方式：一般為多相水平管流，或多相傾斜管流。l能量耗損：最小，一般為總壓降能量耗損：最小，一般為總壓降510。l出油管線流動出油管線流動（水平管流）（水平管流）l嘴嘴流流l

24、自噴井采油裝置自噴井采油裝置 5.2.2井下管柱井下管柱二、自噴采油二、自噴采油(1) (1) 油層；油層；(2) (2) 活動油管頭；活動油管頭；(3) (3) 油管堵塞器；油管堵塞器；(4) (4) 偏心配產(chǎn)器；偏心配產(chǎn)器；(5) (5) 封隔器；封隔器；(6) (6) 支撐卡瓦；支撐卡瓦；(7) (7) 撞擊筒；撞擊筒；(8) (8) 絲堵絲堵自自噴噴并并分分層層采采油油管管柱柱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖1、 自噴采油自噴采油l自噴井采油裝置自噴井采油裝置 5.2.2井下管柱井下管柱 (4)配產(chǎn)器配產(chǎn)器 用于控制各油層的回壓，適當(dāng)降用于控制各油層的回壓，適當(dāng)降低高滲透油層的采油量，相對加大中低

25、低高滲透油層的采油量，相對加大中低滲透層的采油量，實現(xiàn)分層配產(chǎn)或不壓滲透層的采油量，實現(xiàn)分層配產(chǎn)或不壓井起下作業(yè)。井起下作業(yè)。 (5)油井分隔器油井分隔器 作用是分隔油層，是實行分層開作用是分隔油層，是實行分層開采的主要工具。采的主要工具。 自自噴噴并并分分層層采采油油管管柱柱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖l自噴井采油裝置自噴井采油裝置 5.2.2井下管柱井下管柱 (6)錨類或支撐卡瓦錨類或支撐卡瓦 連接在封隔器的下部作為管連接在封隔器的下部作為管柱的支點。用于座封封隔器，克柱的支點。用于座封封隔器，克服封隔器因受上部壓力所產(chǎn)生的服封隔器因受上部壓力所產(chǎn)生的向下推力，防止管柱向下移動。向下推力，防止管柱

26、向下移動。自自噴噴并并分分層層采采油油管管柱柱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖5.2.3 井口裝置井口裝置 自噴采油自噴采油套管頭套管頭油管頭油管頭采油樹采油樹 自噴采油自噴采油套管頭套管頭 作用：作用： 連接井下各層套管連接井下各層套管柱，使各層套管間的環(huán)柱，使各層套管間的環(huán)形空間相互密封。形空間相互密封。 安裝井口裝置。安裝井口裝置。 5.2.3 井口裝置井口裝置 自噴采油自噴采油5.2.3 井口裝置井口裝置油管頭油管頭 安裝在套管頭之上。安裝在套管頭之上。 作用：作用： 懸掛油管柱；懸掛油管柱； 密封油管與生產(chǎn)套管之密封油管與生產(chǎn)套管之間的環(huán)形空間；間的環(huán)形空間； 并可通過油、套管空間并可通過油、套

27、管空間進(jìn)行各種工藝作業(yè)。進(jìn)行各種工藝作業(yè)。 自噴采油自噴采油5.2.3 井口裝置井口裝置采油樹采油樹 安裝在套管頭之上。安裝在套管頭之上。 作用：作用： 引導(dǎo)油井噴出的油氣通引導(dǎo)油井噴出的油氣通向地面的輸油管線，控制和向地面的輸油管線，控制和調(diào)節(jié)油井的流量和井口壓力，調(diào)節(jié)油井的流量和井口壓力，必要時可關(guān)閉油井。必要時可關(guān)閉油井。 機(jī)械采油機(jī)械采油l用專門的抽油裝置，將油井中的油液舉升到地用專門的抽油裝置，將油井中的油液舉升到地面，以便保持井底和油層之間油液流動的壓力面，以便保持井底和油層之間油液流動的壓力差，保證油氣源源不斷地流向井底。這種采油差，保證油氣源源不斷地流向井底。這種采油方式稱作機(jī)

28、械采油或人工舉升采油。方式稱作機(jī)械采油或人工舉升采油。l用于在低滲透、低壓力油層地區(qū)的采油。用于在低滲透、低壓力油層地區(qū)的采油。 l目前，我國的機(jī)械采油量占總采油量的目前，我國的機(jī)械采油量占總采油量的8080以以上。上。3 機(jī)械采油機(jī)械采油3 機(jī)械采油機(jī)械采油分類分類潛油電動離心泵潛油電動離心泵潛油電動螺桿泵潛油電動螺桿泵機(jī)械機(jī)械采油采油有桿泵有桿泵常規(guī)（抽油機(jī)）常規(guī)（抽油機(jī)）螺桿泵螺桿泵無桿泵無桿泵潛油電泵潛油電泵水力泵水力泵水力活塞泵水力活塞泵水力射流泵水力射流泵氣舉氣舉連續(xù)氣舉連續(xù)氣舉間歇氣舉間歇氣舉（1 1）常規(guī)抽油機(jī)）常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油（2 2）地面驅(qū)動井下螺桿泵采油）地

29、面驅(qū)動井下螺桿泵采油3 機(jī)械采油機(jī)械采油.1 有桿泵采油有桿泵采油.2 無桿泵采油無桿泵采油（1 1）水力活塞泵采油）水力活塞泵采油（2 2）電動潛油離心泵采油）電動潛油離心泵采油（3 3）電動潛油螺桿泵采油）電動潛油螺桿泵采油5.3 氣舉采油氣舉采油 有桿泵抽油或稱泵抽法是目前世界范圍內(nèi)有桿泵抽油或稱泵抽法是目前世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣的的一種采油方法一種采油方法. . 當(dāng)今當(dāng)今, ,世界上有世界上有80%80%以上的油井用抽油方式以上的油井用抽油方式進(jìn)行生產(chǎn)進(jìn)行生產(chǎn); ;在國內(nèi)也有在國內(nèi)也有60-70%60-70%的生產(chǎn)井為抽油井的生產(chǎn)井為抽油井. . 適用范圍廣適用范圍廣：它能適應(yīng)任何

30、油藏壓力：它能適應(yīng)任何油藏壓力, ,既能適應(yīng)日產(chǎn)千既能適應(yīng)日產(chǎn)千噸以上的高產(chǎn)井噸以上的高產(chǎn)井, ,也能適應(yīng)日產(chǎn)幾噸的低產(chǎn)井也能適應(yīng)日產(chǎn)幾噸的低產(chǎn)井. .而且傳統(tǒng)的而且傳統(tǒng)的桿式抽油裝置結(jié)構(gòu)簡單桿式抽油裝置結(jié)構(gòu)簡單, ,維修工作量小維修工作量小, ,因而得到了廣泛的因而得到了廣泛的應(yīng)用應(yīng)用. . 5.3.1 有桿泵采油有桿泵采油有桿泵采油占主導(dǎo)地位，占人工舉升方式的有桿泵采油占主導(dǎo)地位，占人工舉升方式的9090l發(fā)展時間長發(fā)展時間長l技術(shù)較成熟技術(shù)較成熟l工藝比較配套工藝比較配套 l設(shè)備裝置耐用，故障率低設(shè)備裝置耐用，故障率低l抽深和排量能夠覆蓋大多數(shù)井抽深和排量能夠覆蓋大多數(shù)井 目前油田上采用

31、的有游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽目前油田上采用的有游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)（鏈條式抽油機(jī)和塔架式抽油機(jī)）。油機(jī)（鏈條式抽油機(jī)和塔架式抽油機(jī)）。典型桿驅(qū)往復(fù)泵抽油系統(tǒng)典型桿驅(qū)往復(fù)泵抽油系統(tǒng) 典型桿驅(qū)螺桿泵抽油系統(tǒng)典型桿驅(qū)螺桿泵抽油系統(tǒng)l地面部分地面部分抽油機(jī)：抽油機(jī)：提供動力。地面主要提供動力。地面主要設(shè)備；設(shè)備； l井下部分井下部分抽油泵抽油泵(又稱深井泵又稱深井泵)；井下設(shè)備。主要部件：泵筒、活井下設(shè)備。主要部件：泵筒、活塞、游動凡爾、固定凡爾。塞、游動凡爾、固定凡爾。抽油桿。抽油桿。l傳遞動力。連接地面、井下設(shè)傳遞動力。連接地面、井下設(shè)備的部件。備的部件。 有桿泵采油有桿泵采油(1) 常規(guī)

32、抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油有桿泵采油有桿泵采油工作原理工作原理(1) 常規(guī)抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油工作原理：工作原理：在抽油的過程中，抽油機(jī)在抽油的過程中，抽油機(jī)驢頭驢頭將帶將帶動動抽油桿及活塞抽油桿及活塞上下運(yùn)動，每上下運(yùn)上下運(yùn)動，每上下運(yùn)動一次，稱為動一次，稱為“一個沖程一個沖程”, ,也稱也稱“一個抽汲周期一個抽汲周期”。在一個沖程中，。在一個沖程中，深井泵完成一次深井泵完成一次井筒進(jìn)油井筒進(jìn)油和和井口排油井口排油的全過程。的全過程。l在上沖程中：抽油桿帶動活塞上行時，游動凡在上沖程中：抽油桿帶動活塞上行時，游動凡爾關(guān)閉（活塞上部液柱壓力作用），固定凡爾爾關(guān)閉（活塞

33、上部液柱壓力作用），固定凡爾打開（泵筒內(nèi)部壓力降低的作用），泵內(nèi)吸液打開（泵筒內(nèi)部壓力降低的作用），泵內(nèi)吸液（井筒中），井口排液；（井筒中），井口排液； l在下沖程中：抽油桿帶動活塞下行時，在下沖程中：抽油桿帶動活塞下行時，固定凡爾關(guān)閉（泵筒內(nèi)液柱受壓，壓力固定凡爾關(guān)閉（泵筒內(nèi)液柱受壓，壓力增高），游動凡爾打開（泵筒內(nèi)液柱壓增高），游動凡爾打開（泵筒內(nèi)液柱壓力泵外油管中液柱壓力），泵排液力泵外油管中液柱壓力），泵排液（泵內(nèi)液體進(jìn)入油管）。（泵內(nèi)液體進(jìn)入油管）。如此，抽油機(jī)帶動活塞不斷的上下運(yùn)如此，抽油機(jī)帶動活塞不斷的上下運(yùn)動，深井泵就完成了將油從井下舉升到地動，深井泵就完成了將油從井下舉升到地

34、面的抽油工作。面的抽油工作。有桿泵采油有桿泵采油常規(guī)游梁式抽油機(jī)常規(guī)游梁式抽油機(jī)(1) 常規(guī)抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油有桿泵采油有桿泵采油曲柄連桿式抽油機(jī)曲柄連桿式抽油機(jī)鏈條式抽油機(jī)鏈條式抽油機(jī)(1) 常規(guī)抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油有桿泵采油有桿泵采油抽油泵抽油泵(1) 常規(guī)抽油機(jī)常規(guī)抽油機(jī)深井泵采油深井泵采油有桿泵采油有桿泵采油(2) 地面驅(qū)動井下螺桿泵采油地面驅(qū)動井下螺桿泵采油l地面設(shè)備部分地面設(shè)備部分防爆電動機(jī)、皮帶輪、減防爆電動機(jī)、皮帶輪、減速箱和光桿密封等；速箱和光桿密封等；l井下設(shè)備部分井下設(shè)備部分抽油桿、接頭、轉(zhuǎn)子、定抽油桿、接頭、轉(zhuǎn)子、定子、定位襯套、扶正器

35、、子、定位襯套、扶正器、封隔器或油管錨等；封隔器或油管錨等；有桿泵采油有桿泵采油(2) 地面驅(qū)動井下螺桿泵采油地面驅(qū)動井下螺桿泵采油螺桿泵采油技術(shù)螺桿泵采油技術(shù)防轉(zhuǎn)裝置防轉(zhuǎn)裝置l(1) 水力活塞泵采油水力活塞泵采油 水力活塞泵能用于稠油井、水力活塞泵能用于稠油井、高含蠟井、深井和定向井，高含蠟井、深井和定向井，且效率較高。且效率較高。裝置包括裝置包括3 3大部分：大部分：井下部分井下部分地面部分地面部分中間部分中間部分 機(jī)械采油機(jī)械采油5.3.2 無桿泵采油無桿泵采油無桿泵采油無桿泵采油(1) 水力活塞泵采油水力活塞泵采油l井下部分井下部分 是水力活塞泵系統(tǒng)的是水力活塞泵系統(tǒng)的主要機(jī)組，由井下

36、液馬達(dá)、主要機(jī)組，由井下液馬達(dá)、往復(fù)容積式抽油泵、控制往復(fù)容積式抽油泵、控制滑閥等組成，完成抽油的滑閥等組成，完成抽油的主要動作。主要動作。無桿泵采油無桿泵采油(1) 水力活塞泵采油水力活塞泵采油l地面部分地面部分 由柱塞泵組、由柱塞泵組、井口裝置、井口四井口裝置、井口四通、控制閥及動力通、控制閥及動力液系統(tǒng)，起著向井液系統(tǒng)，起著向井下機(jī)組供給高壓動下機(jī)組供給高壓動力液及處理動力液力液及處理動力液的作用。的作用。 無桿泵采油無桿泵采油(1) 水力活塞泵采油水力活塞泵采油l中間部分中間部分 各種專用管道及油各種專用管道及油管。起著將動力液從地管。起著將動力液從地面送至井下機(jī)組，以及面送至井下機(jī)組

37、，以及將抽出的地層液和工作將抽出的地層液和工作過的乏動力液排出地面過的乏動力液排出地面的作用。的作用。無桿泵采油無桿泵采油(1) 水力活塞泵采油水力活塞泵采油l工作原理工作原理 地面動力液地面動力液中心油管中心油管井下液馬達(dá)井下液馬達(dá)帶動抽油泵的柱帶動抽油泵的柱塞作往復(fù)運(yùn)動塞作往復(fù)運(yùn)動固定閥和游動固定閥和游動閥交替打開和關(guān)閉，實現(xiàn)吸油閥交替打開和關(guān)閉，實現(xiàn)吸油和排油動作和排油動作廢動力液和抽吸廢動力液和抽吸的原油，一起從油、套管環(huán)形的原油，一起從油、套管環(huán)形空間排到地面，通過井口四通空間排到地面，通過井口四通閥進(jìn)入地面輸油管道。閥進(jìn)入地面輸油管道。 機(jī)械采油機(jī)械采油2 無桿泵采油無桿泵采油(2

38、) 電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油是一種比較經(jīng)濟(jì)有是一種比較經(jīng)濟(jì)有效、特別適用于海上油效、特別適用于海上油井和高產(chǎn)油井的機(jī)械采井和高產(chǎn)油井的機(jī)械采油方法，可以從較深的油方法，可以從較深的不同狀況的油井中大量不同狀況的油井中大量提取地層液。提取地層液。機(jī)械采油機(jī)械采油2無桿泵采油無桿泵采油(2)(2) 電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油l主要設(shè)備主要設(shè)備 由電動機(jī)、保護(hù)器、由電動機(jī)、保護(hù)器、吸入口吸入口( (或氣體分離器或氣體分離器) )、多級沉沒式離心泵、電纜、多級沉沒式離心泵、電纜、控制柜和變壓器等組成?？刂乒窈妥儔浩鞯冉M成。l潛油電動機(jī)潛油電動機(jī) 為離心泵為離心泵提供動力；提供動力

39、； 無桿泵采油無桿泵采油(2) (2) 電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油l多級離心泵多級離心泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)換將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液能，提高為液能，提高油井液的壓頭，油井液的壓頭，并將其舉升到并將其舉升到地面；地面；無桿泵采油無桿泵采油(2) (2) 電動潛油離心泵采油電動潛油離心泵采油無桿泵采油無桿泵采油l保護(hù)器保護(hù)器起著補(bǔ)償漏油起著補(bǔ)償漏油和電機(jī)平衡室和電機(jī)平衡室的作用；的作用；無桿泵采油無桿泵采油l油氣分離器油氣分離器 用于分離井用于分離井液中的游離氣體，液中的游離氣體，并使游離氣體進(jìn)并使游離氣體進(jìn)入油、套管環(huán)形入油、套管環(huán)形空間?？臻g。機(jī)械采油機(jī)械采油無桿泵采油無桿泵采油(3)(3) 潛油電

40、動螺桿泵采油潛油電動螺桿泵采油l主要設(shè)備主要設(shè)備 螺桿泵、保護(hù)器和螺桿泵、保護(hù)器和潛油電機(jī)等。潛油電機(jī)等。 適用于含砂、含蠟、適用于含砂、含蠟、稠油的油井開采。稠油的油井開采。無桿泵采油無桿泵采油(3) (3) 潛油電動螺桿泵采油潛油電動螺桿泵采油l結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 機(jī)械采油機(jī)械采油氣舉采油氣舉采油 氣舉法采氣舉法采油是應(yīng)用壓縮油是應(yīng)用壓縮機(jī)等機(jī)械手段，機(jī)等機(jī)械手段，將經(jīng)脫氧的空將經(jīng)脫氧的空氣、氮氣或二氣、氮氣或二氧化碳?xì)獾茸⒀趸細(xì)獾茸⑷胗凸芑蛴汀⑷胗凸芑蛴?、套管環(huán)形空間，套管環(huán)形空間，并經(jīng)過油管將并經(jīng)過油管將井液舉升到地井液舉升到地面的一種采油面的一種采油方法。方法。氣舉采油系統(tǒng)示意圖氣舉

41、采油系統(tǒng)示意圖 依靠從地面注依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在與油層產(chǎn)出流體在井筒中混合，井筒中混合，利用利用氣體的膨脹使井筒氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降中的混合液密度降低低，將流到井內(nèi)的，將流到井內(nèi)的原油舉升到地面。原油舉升到地面。氣舉采油原理氣舉采油原理向井筒周期性地注入氣體，推動停注向井筒周期性地注入氣體，推動停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升至地面，從而排出井中液體。主要用至地面，從而排出井中液體。主要用于油層供給能力差，產(chǎn)量低的油井。于油層供給能力差，產(chǎn)量低的油井。氣舉分類（按注氣方式分）氣舉分類（按注氣方式分）氣舉氣舉

42、連續(xù)氣舉連續(xù)氣舉將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出井筒中液體。適應(yīng)于供液能力較好、井筒中液體。適應(yīng)于供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井。產(chǎn)量較高的油井。間歇氣舉間歇氣舉 氣舉方式示意圖氣舉方式示意圖 (a)單層管環(huán)空進(jìn)氣方式；單層管環(huán)空進(jìn)氣方式； (b)單層管中心進(jìn)氣方式；單層管中心進(jìn)氣方式； 環(huán)形空間進(jìn)氣方式和中心進(jìn)氣方式環(huán)形空間進(jìn)氣方式和中心進(jìn)氣方式4 采氣工程采氣工程1 采氣工程內(nèi)容采氣工程內(nèi)容 采氣工程是從氣井完井投產(chǎn)到集輸處理的整個氣田開采氣工程是從氣井完井投產(chǎn)到集輸處理的整個氣田開發(fā)的采氣工藝方案設(shè)計和工藝技術(shù)的總稱。主要任務(wù)是：發(fā)的采氣工藝方案設(shè)計和工藝技術(shù)的總稱。主要任務(wù)是：l完井及試油作業(yè)完井及試油作業(yè)l天然氣生產(chǎn)天然氣生產(chǎn)l增產(chǎn)措施及作業(yè)增產(chǎn)措施及作業(yè)l井下作業(yè)與修井井下作業(yè)與修井l地面集輸與處理地面集輸與處理采氣工程采氣工程氣井完井方法氣井完井方法l裸眼完井裸眼完井l襯管完井襯管完井l套管射孔完井套管射孔完井l尾管射孔完井尾管射孔完井5.4 采氣工程采氣工程5.4.3 氣井完井裝置氣井完井裝置l井口裝置井口裝置 采氣樹采氣樹采氣樹采氣樹采油樹采油樹5.4 采氣工程采氣工程5.4.4 合理產(chǎn)量的確定合理產(chǎn)量的確定