采油工程复习资料1225

1 泡流 井筒压力稍低于饱和压力时 溶解气开始从油中分离出来 气体都以小气泡分散泡流 井筒压力稍低于饱和压力时 溶解气开始从油中分离出来 气体都以小气泡分散 在液相中 在液相中 特点 气体是分散相 液体是连续相 气体主要影响混合物密度 对摩擦阻力影响不大 滑脱现象比较严重 段塞流 当混合物继续向上流动 压力逐渐降低 气体不断膨胀 小气泡将合并成大气泡 当混合物继续向上流动 压力逐渐降低 气体不断膨胀 小气泡将合并成大气泡 直到能够占据整个油管断面时 井筒内将形成一段液一段气的结构 直到能够占据整个油管断面时 井筒内将形成一段液一段气的结构 特点 气体呈分散相 液体呈连续相 气体呈分散相 液体呈连续相 一段气一段液交替出现 一段气一段液交替出现 气体膨胀能得到较好的利用 气体膨胀能得到较好的利用 滑脱损失变小 滑脱损失变小 摩擦损失变大 摩擦损失变大 环流 油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构 油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构 特点 气液两相都是连续相 气液两相都是连续相 气体举油作用主要是靠摩擦携带 气体举油作用主要是靠摩擦携带 摩擦损失变大 摩擦损失变大 雾流 气体的体积流量增加到足够大时 油管中内流动的气流芯子将变得很粗 沿管壁流气体的体积流量增加到足够大时 油管中内流动的气流芯子将变得很粗 沿管壁流 动的油环变得很薄 绝大部分油以小油滴分散在气流中 动的油环变得很薄 绝大部分油以小油滴分散在气流中 特点 气体是连续相 液体是分散相 气体是连续相 液体是分散相 气体以很高的速度携带液滴喷出井口 气体以很高的速度携带液滴喷出井口 气 液之间的相对运动速度很小 气 液之间的相对运动速度很小 气相是整个流动的控制因素 气相是整个流动的控制因素 2 滑脱现象 混合流体流动过程中 由于流体间的密度差异 引起的小密度流体流速大于 大密度流体流速的现象 滑脱速度 气相流速与液相流速之差 3 由于多相管流中每相流体影响流动的物理参数物理参数 密度 粘度等密度 粘度等 及混合物密度和流速都随压及混合物密度和流速都随压 力和温度而变 沿程压力梯度并不是常数 力和温度而变 沿程压力梯度并不是常数 因此 多相管流需要分段分段计算 同时 要先求 得相应段的流体性质参数 然而 这些参数又是压力和温度的函数 压力却又是计算中需 要求得的未知数 所以 多相管流通常采用迭代法迭代法进行计算 4 按深度增量迭代的步骤 已知任一点 井口或井底 的压力作为起点 任选一个合适的压力降作为计算的压力间隔 p 0 5 1 0MPa 估计一个对应的深度增量 h 估计 计算与之对应的温度 计算该管段的平均温度及平均压力 并确定流体性质参数 计算该段的压力梯度 dp dh 计算对应于的该段管长 深度差 h 计算 重复 的计算 直至 估计计算 hh 计算该段下端对应的深度及压力 以计算段下端压力为起点 重复 步 计算下一段的深 度和压力 直到各段的累加深度等于管长为止 5 井底为求解点 节点 井底 流入曲线 油藏中流动的 IPR 曲线 节点 井底 流出曲线 以分离器压力为起点通过水平或倾斜管流计算得井口油压 再通 过井筒多相流计算得油管入口压力与流量的关系曲线 选取井底为求解点的目的 预测油藏压力降低后的未来油井产量 研究油井由于污染或采取增产措施对完善性的影响 2 井口为求解点 流入曲线 油藏压力为起点计算不同流量下的井口压力 即油管及油藏的动态曲线 流出曲线 以分离器压力为起点计算水平管流动态曲线 6 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 7 气举定义 气举定义 利用从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举升方式 利用从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一种人工举升方式 8 在给定产量和井口压力下确定注气点深度和注气量 1 根据要求的产量 Qo 由 IPR 曲线确定相应的井底流压 pwf 2 根据产量 Qo 油层气液比 RP 等以 pwf 为起点 按多相垂直管流向上计算注气点以下的 压力分布曲线 A 3 由工作压力 pso 计算环形空间气柱压力曲线 B 此线与注气点以下的压力分布曲线 A 的 交点即为平衡点 4 由平衡点沿注气点以下的压力分布曲线上移 p 平衡点气体压力与注气点油管内压力之 差 一般取 0 5 0 7Mpa 所得的点即为注气点 对应的深度和压力即为注气点深度 L 和工作阀所在位置的油管压力 5 注气点以上的总气液比为油层生产气液比与注入气液比之和 假设一组总气液比 对每 一个总气液比都以注气点油管压力为起点 利用多相管流向上计算油管压力分布曲线 D1 D2 及确定井口油管压力 6 绘制总气液比与井口压力关系曲线 找出与规定井口油管压力相对应的总气液比 TGLR 7 总气液比减去油层生产气液比得到注入气液比 根据注入气液比和规定的产量计算需要 的注入气量 8 根据最后确定的气液比 TGLR 和其它已知数据计算注气点以上的油管压力分布曲线 可 用它来确定启动阀的安装位置 9 定井口压力和限定注气量的条件下确定注气点深度和产量 1 假定一组产量 根据提供的注气量和地层生产气液比计算出每个产量所对应的总气液比 TGLR 2 根据地面注入压力 pso 计算环形空间气柱压力分布线 B 用注入压力减 p 作 B 线的平 行线 即为注气点深度线 3 以定井口压力为起点 计算每个产量下的油管压力分布曲线 D1 D2 D3 它们与注 气点深度线的交点 即为各个产量所对应的注气点 a1 a2 a3 和注气深度 L1 L2 L3 4 计算每个产量对应的注气点以下的压力分布曲线 A1 A2 A3 及井底流压 pwf1 pwf2 pwf3 5 绘制油管工作曲线 与 IPR 曲线的交点为协调产量和流压 根据给定的注气量和协调产 量 Q 计算出相应的注入气液比 总气液比 TGLR 6 注气点以下的压力分布曲线 A 与注气点深度线 C 的交点 a 即为可能获得的最大产量 的注气点 其深度 L 即为工作阀的安装深度 7 根据最后确定的产量 Q 和总气液比 TGLR 计算注气点以上的油管压力分布曲线 D 它 可用来确定启动阀的位置 10 抽油泵 工作筒工作筒 外筒和衬套外筒和衬套 柱塞及游动阀 柱塞及游动阀 排出阀排出阀 和固定阀和固定阀 吸入阀吸入阀 11 1 1 上冲程 上冲程 抽油杆柱带着柱塞向上运动 柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭 泵抽油杆柱带着柱塞向上运动 柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭 泵 内压力降低 固定阀在环形空间液柱压力内压力降低 固定阀在环形空间液柱压力 沉没压力沉没压力 与泵内压力之差的作用下被打开 泵与泵内压力之差的作用下被打开 泵 内吸入液体 井口排出液体 泵吸入的条件 泵内压力内吸入液体 井口排出液体 泵吸入的条件 泵内压力 吸入压力吸入压力 低于沉没压力 低于沉没压力 2 下冲程 柱塞下行 固定阀在重力作用下关闭 泵内压力增加 当泵内压力大于柱塞以下冲程 柱塞下行 固定阀在重力作用下关闭 泵内压力增加 当泵内压力大于柱塞以 上液柱压力时 游动阀被顶开 上液柱压力时 游动阀被顶开 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部 使泵排出柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部 使泵排出 液体 泵排出的条件 液体 泵排出的条件 泵内压力泵内压力 排出压力排出压力 高于柱塞以上的液柱压力 高于柱塞以上的液柱压力 11 光杆冲程光杆冲程 光杆从上死点到下死点的距离 光杆从上死点到下死点的距离 12 最大载荷发生在上冲程最小载荷发生在下冲程其值为 最大载荷发生在上冲程最小载荷发生在下冲程其值为 在下泵深度及沉没度不很大 井口回压及冲数不高的稀油直井内 在计算最大和最小载荷在下泵深度及沉没度不很大 井口回压及冲数不高的稀油直井内 在计算最大和最小载荷 时 通常可以忽略时 通常可以忽略 Pv F Pi Ph 及液柱惯性载荷及液柱惯性载荷 13 抽油机平衡检验方法抽油机平衡检验方法 1 测量驴头上 下冲程的时间测量驴头上 下冲程的时间 平衡条件下上 下冲程所用的时间基本相等 平衡条件下上 下冲程所用的时间基本相等 如果上冲程快 下冲程慢 说明平衡过量 如果上冲程快 下冲程慢 说明平衡过量 2 测量上 下冲程中的电流测量上 下冲程中的电流 平衡条件下上 下冲程的电流峰值相等 平衡条件下上 下冲程的电流峰值相等 如果上冲程的电流峰值大于下冲程的电流峰值 说明平衡不够 如果上冲程的电流峰值大于下冲程的电流峰值 说明平衡不够 14 扭矩曲线的应用扭矩曲线的应用 1 检查是否超扭矩及判断是否发生检查是否超扭矩及判断是否发生 背面冲突背面冲突 2 判断及计算平衡判断及计算平衡 3 功率分析功率分析 15 水力功率 水力功率 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 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 16 光杆功率 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 通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率 17 影响泵效的因素影响泵效的因素 1 抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩抽油杆柱和油管柱的弹性伸缩 2 气体和充不满的影响气体和充不满的影响 3 漏失影响漏失影响 4 体积系数的影响体积系数的影响 18 气锁气锁 抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀 吸入和排出阀无法打开 出现抽不出油的 抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀 吸入和排出阀无法打开 出现抽不出油的 现象 现象 19 提高泵效的措施提高泵效的措施 1 选择合理的工作方式选择合理的工作方式 2 确定合理沉没度 确定合理沉没度 ivuhuulr PPFPIWWP max vdhddr PFPIWP min 3 改善泵的结构 提高泵的抗磨 抗腐蚀性能改善泵的结构 提高泵的抗磨 抗腐蚀性能 4 使用油管锚减少冲程损失使用油管锚减少冲程损失 5 合理利用气体能量及减少气体影响合理利用气体能量及减少气体影响 20 示功图 载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图 示功图 载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图 地面示功图或光杆示功图 悬点载荷与位移关系的示功图 地面示功图或光杆示功图 悬点载荷与位移关系的示功图 21 充不满影响的示功图充不满影响的示功图 图3 31 充不满的示功图 气体影响示功图气体影响示功图 图3 30 有气体影响的示功图 排出部分的漏失排出部分的漏失 图3 32 泵排出部分漏失 图3 33 吸入凡尔漏失 22 注水井指示曲线 注水井指示曲线 稳定流动条件下 注入压力与注水量之间的关系曲线 稳定流动条件下 注入压力与注水量之间的关系曲线 吸水指数 单位注水压差下的日注水量 吸水指数 单位注水压差下的日注水量 比吸水指数或每米吸水指数 地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值 比吸水指数或每米吸水指数 地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值 视吸水指数 日注水量除以井口压力视吸水指数 日注水量除以井口压力 23 影响吸水能力的因素影响吸水能力的因素 1 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 2 与水质有关的因素与水质有关的因素 3 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀 4 注水井地层压力上升注水井地层压力上升 24 嘴损曲线 配水嘴尺寸 配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线嘴损曲线 配水嘴尺寸 配水量和通过配水嘴的节流损失三者之间的定量关系曲线 25 注水井调剖注水井调剖 为了调整注水井的吸水剖面 提高注入水的波及系数 改善水驱效果 向地层中的高渗透为了调整注水井的吸水剖面 提高注入水的波及系数 改善水驱效果 向地层中的高渗透 层注入化学药剂 药剂凝固或膨胀后 降低油层的渗透率 迫使注入水增加对低含水部位层注入化学药剂 药剂凝固或膨胀后 降低油层的渗透率 迫使注入水增加对低含水部位 的驱油作用的工艺措施 的驱油作用的工艺措施 26 水力压裂 水力压裂 利用地面高压泵组 将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中 在井利用地面高压泵组 将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中 在井 底憋起高压 当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时 在井底附近地层产底憋起高压 当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时 在井底附近地层产 生裂缝 继续注入带有支撑剂的携砂液 裂缝向前延伸并填以支撑剂 关井后裂缝闭合在生裂缝 继续注入带有支撑剂的携砂液 裂缝向前延伸并填以支撑剂 关井后裂缝闭合在 支撑剂上 从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝 使井达支撑剂上 从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝 使井达 到增产增注目的工艺措施 到增产增注目的工艺措施 水力压裂增产增注的原理水力压裂增产增注的原理 1 改变流体的渗流状态 使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井改变流体的渗流状态 使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井 筒间的单向流动 消除了径向节流损失 降低了能量消耗 筒间的单向流动 消除了径向节流损失 降低了能量消耗 2 降低了井底附近地层中流体的渗流阻力 裂缝内流体流动阻力小 降低了井底附近地层中流体的渗流阻力 裂缝内流体流动阻力小 27 形成垂直裂缝的条件形成垂直裂缝的条件 当井壁上存在的周向应力超过井壁岩石的水平方向的抗拉强度时 岩石将在垂直于水当井壁上存在的周向应力超过井壁岩石的水平方向的抗拉强度时 岩石将在垂直于水 平应力的方向上产生脆性破裂 即在与周向应力相垂直的方向上产生垂直裂缝 平应力的方向上产生脆性破裂 即在与周向应力相垂直的方向上产生垂直裂缝 形成水平裂缝的条件形成水平裂缝的条件 当井壁上存在的垂向应力超过井壁岩石的垂向的抗张强度时 岩石将在垂直于垂向应力当井壁上存在的垂向应力超过井壁岩石的垂向的抗张强度时 岩石将在垂直于垂向应力 的方向上产生脆性破裂 即在与垂向应力相垂直的方向上产生水平裂缝的方向上产生脆性破裂 即在与垂向应力相垂直的方向上产生水平裂缝 28 破裂梯度 地层破裂压力与地层深度的比值 破裂梯度 地层破裂压力与地层深度的比值 29 压裂液任务压裂液任务 前置液 破裂地层 造缝 降温作用 一般用未交联的溶胶 前置液 破裂地层 造缝 降温作用 一般用未交联的溶胶 携砂液携砂液 携带支撑剂 充填裂缝 造缝及冷却地层作用 必须使用交联的压裂液携带支撑剂 充填裂缝 造缝及冷却地层作用 必须使用交联的压裂液 如冻胶等如冻胶等 顶替液顶替液 中间顶替液 携砂液 防砂卡 末尾顶替液 替液入缝 提高携砂液效率和防止中间顶替液 携砂液 防砂卡 末尾顶替液 替液入缝 提高携砂液效率和防止 井筒沉砂 井筒沉砂 30 压裂液的性能要求 压裂液的性能要求 滤失少滤失少 悬砂能力强 悬砂能力强 摩阻低 摩阻低 稳定性好 稳定性好 配伍性好 配伍性好 低残渣 低残渣 易返排 易返排 货源广 便于配制 价钱便宜 货源广 便于配制 价钱便宜 31 压裂液滤失到地层受三种机理控制 压裂液滤失到地层受三种机理控制 压裂液的粘度 油藏岩石和流体的压缩性 压裂液的造壁性压裂液的粘度 油藏岩石和流体的压缩性 压裂液的造壁性 32 支撑剂的性能要求支撑剂的性能要求 1 粒径均匀 密度小粒径均匀 密度小 2 强度大 破碎率小强度大 破碎率小 3 园度和球度高园度和球度高 4 杂质含量少杂质含量少 5 来源广 价廉来源广 价廉 33 低渗油藏低渗油藏 增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利高渗油藏增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利高渗油藏 应以增加导流应以增加导流 能力为主能力为主 对一定的裂缝长度 存在一个最佳的裂缝导流能力对一定的裂缝长度 存在一个最佳的裂缝导流能力 34 酸化原理 酸化原理 通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙 裂缝裂缝 内堵塞物等的溶解和溶蚀作用 恢复或提高内堵塞物等的溶解和溶蚀作用 恢复或提高 地层孔隙和裂缝的渗透性 地层孔隙和裂缝的渗透性 35 酸岩复相反应过程 酸岩复相反应过程 酸液中的酸液中的 H 传递到碳酸盐岩表面 传递到碳酸盐岩表面 H 在岩面与碳酸盐进行反应 在岩面与碳酸盐进行反应 反应生成物反应生成物 Ca2 Mg2 和和 C