自噴與氣舉采油技術(shù)

自噴與氣舉采油技術(shù)第1頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、采油方法

采油方法是指將流入井底的原油采到地面所采用的工藝方法和方式。概述2、采油方法分類人工舉升采油自噴采油采油方法分類人工給井筒流體增加能量將井底原油舉升至地面的采油方式。利用油層自身能量將原油舉升到地面的采油方式。石油天然氣工程學(xué)院第2頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)自噴采油

1、自噴采油的定義利用油層本身的能量將油舉升到地面的方式。2、自噴采油的特點(diǎn)井筒和地面設(shè)備簡(jiǎn)單。油井自噴的條件、產(chǎn)量取決于地層中的石油所具有的能量是否大于自噴井中流動(dòng)過(guò)程的能量損失之和。地層能量>能量損失之和自噴地層能量與能量損失之和的差值越大，產(chǎn)量越大石油天然氣工程學(xué)院第3頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、油井流入動(dòng)態(tài)：（1）從油層到井底的地下滲流；（2）從井底到井口的垂直管流；（3）經(jīng)油嘴流出井口的嘴流；（4）通過(guò)井口地面出油管線流至集油站分離器的水平管流。第一節(jié)自噴采油

1、自噴井生成過(guò)程中，原油流至地面分離器一般要經(jīng)過(guò)四個(gè)流動(dòng)過(guò)程：石油天然氣工程學(xué)院第4頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、油井流入動(dòng)態(tài)

油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系。它反映了油藏向油井的供油能力，反映了油藏壓力、油層物性、流體物性、完井質(zhì)量等對(duì)油層滲流規(guī)律的影響，是采油工程與油藏工程的銜接點(diǎn)。通過(guò)油井流入動(dòng)態(tài)研究，可以為油藏工程提供檢驗(yàn)資料；為采油工程的下一步工作提供依據(jù)。第一節(jié)自噴采油3、油井流入動(dòng)態(tài)曲線（IPR曲線）表示產(chǎn)量與井底流壓關(guān)系的曲線，簡(jiǎn)稱IPR曲線。石油天然氣工程學(xué)院第5頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、采油(液)指數(shù)（J)J的確定改變油井工作制度，當(dāng)油井穩(wěn)定生產(chǎn)后，測(cè)定一系列流壓與產(chǎn)量值繪成一條直線，該直線斜率的負(fù)倒數(shù)即為采油指數(shù)J。單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油(液)量，反映油層性質(zhì)、厚度、流體物性、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量有關(guān)的綜合指標(biāo)。第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第6頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、流動(dòng)型態(tài)（流動(dòng)結(jié)構(gòu)、流型）：

流動(dòng)過(guò)程中油、氣的分布狀態(tài)。①純液流

當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時(shí)，天然氣溶解在原油中，產(chǎn)液呈單相液流。影響流型的因素：

氣液體積比、流速、氣液界面性質(zhì)等。第一節(jié)自噴采油二、多相垂直管流石油天然氣工程學(xué)院第7頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滑脫現(xiàn)象：

混合流體流動(dòng)過(guò)程中，由于流體間的密度差異，引起的小密度流體流速大于大密度流體流速的現(xiàn)象。特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物密度，不影響摩擦阻力；滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。井筒壓力稍低于飽和壓力時(shí)，溶解氣開始從油中分離出來(lái)，氣體都以小氣泡分散在液相中。②泡流第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第8頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動(dòng)，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡將合并成大氣泡，直到能夠占據(jù)整個(gè)油管斷面時(shí)，井筒內(nèi)將形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變小,摩擦損失變大。③段塞流第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第9頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油管中心是連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣液兩相都是連續(xù)相；摩擦損失變大；滑脫損失變??；氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶。④環(huán)流第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第10頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月氣體的體積流量增加到足夠大時(shí)，油管中內(nèi)流動(dòng)的氣流芯子將變得很粗，沿管壁流動(dòng)的油環(huán)變得很薄，絕大部分油以小油滴分散在氣流中。特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口；氣、液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很?。粴庀嗍钦麄€(gè)流動(dòng)的控制因素。⑤霧流第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第11頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。實(shí)際上，在同一口井內(nèi)，一般不會(huì)出現(xiàn)完整的流型變化。油氣沿井筒噴出時(shí)的流型變化示意圖Ⅰ—純油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流；Ⅳ—環(huán)流；Ⅴ—霧流小結(jié)：第一節(jié)自噴采油石油天然氣工程學(xué)院第12頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)氣舉采油原理①必須有足夠的氣源；②需要壓縮機(jī)組和地面高壓氣管線，地面設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜；③一次性投資較大；④系統(tǒng)效率較低。利用從地面向井筒注入高壓氣體,將原油舉升至地面的一種人工舉升方式。氣舉定義：優(yōu)點(diǎn)：井口和井下設(shè)備比較簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：高產(chǎn)量的深井；氣油(液)比高的油井；定向井和水平井等。適用條件：石油天然氣工程學(xué)院第13頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、氣舉采油原理

依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流到井內(nèi)的原油舉升到地面。第二節(jié)氣舉采油原理石油天然氣工程學(xué)院第14頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月向井筒周期性地注入氣體，推動(dòng)停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升至地面，從而排出井中液體。氣舉分類（按注氣方式分）氣舉連續(xù)氣舉將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出井筒中液體。間歇?dú)馀e第二節(jié)氣舉采油原理適用條件：供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井。適用條件：油層供給能力差，產(chǎn)量低的油井。石油天然氣工程學(xué)院第15頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月①當(dāng)油井停產(chǎn)時(shí)，油管和套管內(nèi)的液面處于同一高度，當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體時(shí)，環(huán)空液面將被擠壓下降。(1)啟動(dòng)過(guò)程二、氣舉啟動(dòng)第二節(jié)氣舉采油原理氣舉井（無(wú)凡爾）的啟動(dòng)過(guò)程a—停產(chǎn)時(shí)石油天然氣工程學(xué)院第16頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)液面上升。隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，最終達(dá)到啟動(dòng)壓力。氣舉井（無(wú)閥）的啟動(dòng)過(guò)程

b—環(huán)形液面到達(dá)管鞋氣舉啟動(dòng)壓力:當(dāng)環(huán)形空間內(nèi)的液面達(dá)到管鞋(注氣點(diǎn))時(shí)的井口注入壓力。第二節(jié)氣舉采油原理石油天然氣工程學(xué)院第17頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升高。最終，液流噴出地面，井底流壓隨著高壓氣體的進(jìn)一步注入，也將不斷降低，最后達(dá)到一個(gè)協(xié)調(diào)穩(wěn)定狀態(tài)。氣舉井（無(wú)閥）的啟動(dòng)過(guò)程

c—?dú)怏w進(jìn)入油管第二節(jié)氣舉采油原理石油天然氣工程學(xué)院第18頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月②當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，井底流壓將不斷降低。(2)氣舉過(guò)程中壓縮機(jī)壓力變化①壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體，隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面將最終達(dá)到管鞋（注氣點(diǎn)）處，此時(shí)的井口注入壓力為啟動(dòng)壓力。③當(dāng)井底流壓低于油層壓力時(shí)，液流則從油層中流出，這時(shí)混合液密度又有所增加，壓縮機(jī)的注入壓力也隨之增加，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后趨于穩(wěn)定(氣舉工作壓力)。第二節(jié)氣舉采油原理石油天然氣工程學(xué)院第19頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、自噴井生成過(guò)程中，原油流至地面分離器一般要經(jīng)過(guò)四個(gè)流動(dòng)過(guò)程：（1）從油層到井底的地下滲流；（2）從井底到井口的垂直管流；（3）經(jīng)油嘴流出井口的嘴流；（4）通過(guò)井口地面出油管線流至集油站分離器的水平管流。二、多相垂直管流油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：

純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。復(fù)習(xí)提要三、IPR曲線，產(chǎn)油（液）指數(shù)

1、表示產(chǎn)量與井底流壓關(guān)系的曲線；

2、單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油(液)量。石油天然氣工程學(xué)院第20頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)提要a—停產(chǎn)時(shí)；b—環(huán)形液面