采油工程与工艺

通过勘探、钻井、试油之后，将具有工业开采价值的油（气）井交给采油队，那么采油的基本任务是什么呢？采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下，最大限度地将地下原油开采到地面上来，并实现合理、高产、稳产。采油方法自喷采油法（FlowingProduction

）人工举升法（ArtificalLift

）游梁式深井泵采油（BeamPumping）有杆泵采油

螺杆泵（ScrewPumping）

气举（GasLift）无杆泵采油

电潜泵（ESP）

水力活塞泵（HydraulicPumping）

射流泵（JetPumping）

采油方法采油方法(一)自喷采油法

利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法称为自喷采油法。

自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压力的降低分离出来而发生的膨胀。

在整个生产系统中，原油依靠油层所提供的压能克服重力及流动阻力自行流动，不需人为补充能量，因此自喷采油是最简单、最方便、最经济的采油方法。

1.自喷井生产系统的基本流动过程（1）地层中的渗流：10-15%

（2）井筒中的流动：30-80%

（3）嘴流：5-30%

（4）地面管线流动：5-10%

采油方法—自喷采油法2.气液混合物在油管中的流动规律（1）纯液流（netliquidflow）（2）泡流（bubbleflow）（3）段塞流（slugflow）（4）环流/过渡流（annular/transitionflow）（5）雾流（mistflow）采油方法—自喷采油法采油方法—自喷采油法泡流特点：气体是分散相，液体是连续相；存在滑脱，滑脱损失最大；摩擦损失小段塞流特点：气体是分散相，液体是连续相；存在滑脱，但滑脱损失小；举油效率高，压降小环流/过渡流特点：气液均为连续相；滑脱很小；举油主要靠摩擦携带，摩擦损失大雾流特点：液体为分散相，气体为连续相；混合物速度很高，无滑脱；摩擦损失最大采油方法—自喷采油法3.气液混合物通过油嘴的流动规律（chokeflow）

油嘴是调节和控制自喷井产量的装置。一般情况下，在选择井口的油嘴大小时，除要求保证油井高产稳产外，还要求油井的生产能够稳定，即地面管线的压力波动不影响油井的产量。当气液混合物通过油嘴时，由于直径较小，流速极高，所以有可能达到临界状态。

临界状态：油气混合物的流速达到压力波在该介质中的传播速度（声速）时的流动状态。

采油方法—自喷采油法采油方法(二)有杆泵采油有杆泵采油的优点：

设备简单；结构牢固；性能可靠；管理经验比较完善有杆泵采油的缺点：

设备笨重；仅适用于浅井、中深井；对特殊井（斜井、弯井、海上油井）有困难；对砂、蜡、盐、水、稠的适应性差一、深井泵采油（“三抽”设备）（一）抽油机1、分类：游梁式和无游梁式2、组成：四大部分游粱－连杆－曲柄机构、减速装置、动力设备和辅助装置采油方法(二)有杆泵采油结构特点：曲柄连杆机构和驴头均位于支架的前边，曲柄连杆机构存在一定的相位夹角（15度左右）和平衡相位角（20度左右）。前置型游梁式抽油机优点：

动载较小；悬点最大载荷较小；减速箱峰值扭矩降低；扭矩变化均匀；电动机动力降低，有明显的节能效果。主要适用于悬点载荷大于120kN、冲程大于3.6m的油井。前置型游梁式抽油机缺点：

结构不平衡大大增加；工作时间前冲力较大，影响基架的稳定性。因此，在我国前置型游梁式抽油机应用尚不广泛。一、深井泵采油（“三抽”设备）（一）抽油机3、平衡方式：机械平衡和气动平衡机械平衡又分为曲柄、游粱和复合平衡4、型号说明：（CYJ10--3--48(H)B）CYJ－游粱式抽油机系列代号；10－悬点最大载荷(10KN)；3－光杆最大冲程(m)；48－减速箱输出轴最大扭矩(KN•m)；H－减速箱齿轮齿形代号；B－平衡方式代号(B－曲柄平衡；Y－游梁平衡；F－复合平衡；Q－气动平衡)CYJ－常规型；CYJQ－前置型；CYJY－异相型采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（二）抽油杆1、分类：常用的主要有钢制抽油杆、玻璃纤维抽油杆、空心抽油杆三种类型。此外，还有连续抽油杆、钢丝绳抽油杆、不锈钢抽油杆、非金属带状抽油杆等特殊用途的抽油杆。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）普通杆特点：结构简单、制造容易、成本低；直径小，有利于在油管中运行玻璃钢杆特点：耐腐蚀、有利于延长寿命；重量轻、有利于降低抽油机悬点载荷和节约能量；弹性模量小，可实现超行程，有利于提高泵效。空心杆特点：成本高，可用于热油循环和热电缆加热，也可通过空心通道向井内添加化学剂，适用于高含蜡、高凝固点的稠油井。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（二）抽油杆2、符号说明：CYG25/120C(B)CYG－抽油杆代号；25－抽油杆直径(mm)；120－短抽油杆长度(mm)；C－杆材强度代号(C－40号、45号钢正火处理；B－20CrMo钢调质处理)根据需要可下入单级杆和多级杆。常用的杆体直径有13mm、16mm、19mm、22mm、25mm和29mm采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（二）抽油杆3、新型抽油杆的发展：为满足大泵强采、小泵深抽、稠油井、高含蜡井、腐蚀井和斜井采油的需要，以增加杆的承载、耐腐蚀、耐磨损，提高杆的使用可靠性与寿命，已开发出多种特殊抽油杆，如加高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、铝合金抽油杆、不锈钢抽油杆、喷涂保护处理抽油杆、空心抽油杆、连续抽油杆、钢丝绳抽油杆等。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵1、分类：普通抽油泵和特殊用途抽油泵为满足开采复杂条件的要求，近年来，国内外研制出了具有特殊用途的抽油泵。国内推广的主要有：防砂卡泵、长柱塞泵、环阀式防气抽油泵、浸入式抽稠油泵、流线型抽油泵、流压反馈抽稠油泵、双向进油抽稠油泵等。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵普通式抽油泵主要由工作筒、柱塞、游动凡尔和固定凡尔组成。根据其结构不同可分为管式泵和杆式泵。管式泵特点：泵径较大、排量大，适用于产量高、油井较浅、含砂较少的井使用。杆式泵特点：泵径较小、排量低，适用于产量低的深井使用。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵2、型号说明：CYB/56/T/H/A/C/5/1.8/0.7CYB－抽油泵代号；56－泵径(mm)；T－泵型式；H－泵筒型式；A－定位部位；C－定位部件型式；5－泵筒长度(m)，1.8－柱塞长度(m)；0.7－加长短节长度(m)采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵3、工作原理：深井泵是依靠抽油机带动抽油杆使活塞在衬套内部做往复运动来实现抽油的。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵3、工作原理：

上冲程下冲程凡尔状态游动凡尔关闭打开固定凡尔打开关闭泵吸（排）液吸液排液抽油杆工况加载（伸长）卸载（缩短）油管工况卸载（缩短）加载（伸长）井口排液排S(Ap-Ar)排SAr

采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵4、泵效：实际排量/理论排量

1）泵工作的三个基本环节：活塞让出体积原油进泵原油从泵内排出采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵4、泵效：

2）影响泵效的因素：杆柱和管柱的弹性伸缩气体和充不满漏失（排出、吸入、其它）采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（“三抽”设备）（三）抽油泵4、泵效：

3）提高泵效的措施：选择合理的工作方式确定合理的沉没度改善泵结构合理利用气体能量、减少气体影响采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（四）抽油机悬点运动规律及悬点载荷

1、抽油机悬点运动规律

：掌握抽油机悬点的位移、速度和加速度的变化规律是研究抽油装置动力学、进行抽油设计和分析其工作状况的基础。作为一般计算分析，可简化为简谐运动和曲柄滑块运动两种形式分别进行研究。但做精确的分析计算和抽油机结构设计时，则必须按四连杆机构来研究抽油机的实际运动规律，可用图解法或根据解析式用计算机来精确计算每种抽油机的位移、速度和加速度。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（四）抽油机悬点运动规律及悬点载荷

2、抽油机悬点载荷：抽油机在不同抽汲参数下工作时，悬点所承受的载荷是选择抽油设备和分析设备工作状况的重要依据。因此必须了解悬点承受了哪些载荷和如何计算这些载荷。

采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（四）抽油机悬点运动规律及悬点载荷

2、抽油机悬点载荷：悬点承受的载荷静载（杆柱、液柱）惯性载荷（杆柱、液柱）动载摩擦载荷（固—固、液—固）其它载荷（沉没压力、井口回压、振动、冲击）采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率1、定义：将液体举升至地面的有效功率与系统输入功率的比值。

有效功率：在一定的扬程下，将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率。也叫水功率。

输入功率：驱动抽油机的电动机的输入功率即为抽油机的输入功率。

光杆功率：光杆提升液体和克服井下各种阻力所消耗的功率为抽油机的光杆功率。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率2、系统效率的分解：根据抽油机系统工作的特点，可将抽油机系统的效率分为两部分：地面效率和井下效率。以光杆悬绳器为界，悬绳器以上的机械传动效率和电机运行效率的乘积为地面效率。悬绳器以下从抽油泵到井口（包括回压）的效率为井下效率。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率3、提高系统效率的措施：据有关资料介绍及我们的研究表明，在我国有杆抽油系统效率不足20%。提高有杆泵抽油系统效率的措施主要包括：采用节能型机采设备、加强管理、抽汲参数优选等。具体应从以下几方面考虑：采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率1）应用系统效率控制图一区、二区：设计合理、抽汲参数匹配，管理较好，系统效率较高（正常）三区：设备选择较大，或抽汲参数不匹配，或供液不足，造成系统效率过低（不正常）采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率1）应用系统效率控制图调整区：设备选择过小；或抽汲参数设计不合理；或供液能力强，造成泵吸入口压力过高，系统效率过低（不正常）控制区：系统效率较高，但泵吸入口压力过高（基本正常）采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率2）解决“大马拉小车”

“大马”指的是电气设备的能力（容量、功率）大；“小车”则指负载（各种工作机）量小，即所需的功率较小。大家常提到的“大马”主要是指最常用的电动机，当它与被拖动的机械不配套而容量过大时，即“大马拉小车”。

“大马拉小车”的结果是使电机电能利用率变差，对提高有杆泵抽油系统效率极为不利。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率3）推广异相型曲柄平衡抽油机与前置型抽油机国内外的研究与实践都表明，异相曲柄平衡抽油机与前置型抽油机节能幅度大，适应范围广，应积极推广。一般来讲，悬点载荷在120kN以下的，可选择异相曲柄平衡抽油机；悬点载荷在120kN以上的，可考虑选择前置型抽油机。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率4）保持适当的举升高度有杆泵抽油系统效率随有效扬程的增加而增加。对于正常抽油机井，有效举升高度基本相当于举升高度，为使抽油机在高效率下运行，要保持适当的举升高度。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（五）系统效率5）严防非正常漏失对油田低效率井的分析表明，漏失（特别是非正常漏失）严重影响井下效率。主要包括油管漏失、游动凡尔漏失和固定凡尔漏失。采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（六）抽油系统工况

“五指法”

“光杆动力仪”或“地面示功仪”

“井下动力仪”

“计算机诊断技术”采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（六）抽油系统工况采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（六）抽油系统工况采油方法－有杆泵采油一、深井泵采油（六）抽油系统工况采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油

螺杆泵是一种新型的机械采油设备。苏联于1973年首先研制成功采油用井下单螺杆泵，之后，美国、加拿大、法国等一些国家也相继研制和应用了螺杆泵采油。我国从1986年开始引进和使用螺杆泵采油。采油螺杆泵，就其驱动方式来讲，可分为地面驱动和井下驱动两类。目前广泛应用的是地面驱动单螺杆泵。采油方法－有杆泵采油（一）系统组成

螺杆泵主要由地面驱动和井下泵两部分组成。驱动部分由防爆电机、皮带轮、减速箱和光杆密封器组成。井下泵由接头、转子、定子、定位衬套和扶正器等组成。二、螺杆泵采油采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（二）工作原理

螺杆泵是靠空腔排油（即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室），当转子转动时，封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失，空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时，又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样，封闭空腔不断地形成、运移和消失，原油便不断地充满、挤压和排出，从而把井中的原油不断地吸入，通过油管举升到井口。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（三）特点1）结构简单，占地面积小，有利于海上平台和丛式井组采油；2）只有一个运动件（转子），适合稠油井和出砂井应用；3）无脉动排油特征；4）阀内无阀件和复杂的流道，水力损失小；5）泵实际扬程受液体粘度影响大，粘度上升，泵杨程下降较大。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（四）国内技术现状1）螺杆泵采油技术应用领域比较宽广，不仅在高粘、含气、含砂的油井上得到应用，而且在高含水、海上油井上也得到了应用。在发挥螺杆泵解决高粘度、高含气、高含砂油井井液抽汲难的优越性的同时，配合各种防砂措施和电加热空心抽油杆，使螺杆泵的应用领域不断拓宽。2）通过开发一系列专用配套装置，解决了驱动系统调控、管柱防脱与扶正、杆柱防脱与扶正、泵与抽油杆的对接、抽空保护、清防蜡解堵、工况诊断等技术难题。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（四）国内技术现状3）通过研究螺杆泵系统所受作用力和力矩，建立了描述系统工作状况的数学模型，为螺杆泵采油系统的分析诊断奠定了基础。4）通过开展螺杆泵工况诊断和优化技术的研究，可以帮助人们正确判断油井工作状况，提供地面驱动系统、井筒内杆柱设计和泵型等方面的优化设计方案，提出调参的依据。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（四）国内技术现状5）螺杆泵实验室已初具规模，可以检测螺杆泵水力特性、定子橡胶耐油气浸特性、螺杆泵结构参数等，在不同工况条件下模拟螺杆泵工作特性，进行综合评价。6）开展了潜油电机驱动螺杆泵的试验，在电机变极降速、井下机械降速、变频降速等方面进行了有益的探索。设计试验了地面驱动、油管传动扭矩带动井下定子转动螺杆泵，取得了良好的生产效果。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（五）发展趋势1）为提高排量和扬程，国外各公司在单螺杆泵结构优化的同时，积极研究多头螺杆泵。2）为提高螺杆泵的综合性能和使用寿命，国外各公司在优化定子橡胶的配方和增强转子的耐磨、抗腐蚀的同时，还探索使用金属定子、非金属转子。采油方法－有杆泵采油二、螺杆泵采油（五）发展趋势3）为降低螺杆泵的制造成本，以提高经济效益，国外各公司在普遍从采用圆钢毛坯加工成型转子向采用热轧成型转子方向发展的同时，积极发展钢管热轧成型转子。4）为避免杆、管磨损和抽油杆断脱问题，以减少井下事故，国外各公司不断改进井下驱动的螺杆泵系统，应用规模日益扩大。采油方法－有杆泵采油一、气举采油（GasLift）

当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时，人为地把气体（天然气或空气）压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油法。1、原理

1）气体的膨胀能

2）降低混气液的密度和井底回压采油方法－无杆泵采油一、气举采油（GasLift）2、气举方法分类

根据根据井况、注气方式及井口生产方式的不同，可将气举采油分为：

1）连续气举：适用于采油指数较大、井底流压较高的井

2）间歇气举：适用于采油指数较大、井底流压较低的井；适用于采油指数和井底流压都低的井采油方法－无杆泵采油项目连续气举间歇气举常规间歇气举腔室气举柱塞气举使用条件用于产液指数高井底压力高的中高产量井用于中低产量井，按产量分20t/d,21/2"油管低于20～30t/d,3"油管低于30～40t/d的油井使用间歇气举用于井底压力低产液指数较高的油井除用于低产井外还可用于严重乳化的气举井，并可用于自喷井及气井清除油管的结蜡、垢与积水井下管柱一般采用半闭式气举管柱一般采用闭式气举管柱包括封闭的腔室和腔室举升装置包括柱塞、卡定器及防震器等注入方式连续注入靠地面控制器间歇注入，井下靠间歇阀注入同左可以利用自身气和外供气间歇注入各类气举采油方式对比表项目连续气举间歇气举常规间歇气举腔室气举柱塞气举影响因素影响连续气举的因素有井口回压、注入压力、油管尺寸、地面出油管线尺寸及地面油嘴等主要有油管尺寸、举升深度、注气压力、井口回压、气体通过气举阀的能力、气体突进和液体下落量、井底压力恢复速度和液体特性等同左，但对井底压力恢复特性有所改善同左，对气体突进和液体回落量有明显改进优缺点优点：（1）油井生产能稳定（2）系统生产稳定（3）举升井液消耗的能量较少缺点：必须有一定的产能，低产井不能连续气举优点：（1）注气点可以接近井底（2）可以产生较大的生产压差缺点：由于间断注气，给系统管理带来困难

优点：（1）可以从接近井底进行注气（2）适用于长射孔段及高采油指数低压井（3）可以防止水在产层积聚缺点：出砂井和泡沫乳化井有效性差优点：（1）柱塞上下移动可防止结蜡、积垢及积水（2）尤其适用于高气液比井和气井排除各液缺点：（1）不能将井的回压降低到管线压力（2）循环性能对管线压力的改变敏感各类气举采油方式对比表（续）一、气举采油（GasLift）3、气举装置的类型4、气举凡尔

气举凡尔可分为卸载凡尔、工作凡尔和备用凡尔。其作用为：

1）卸掉油井的液体载荷，使气体从最合适的部位注入；

2）控制注气量采油方法－无杆泵采油一、气举采油（GasLift）4、气举凡尔

气举凡尔的类型与特性：1）气压控制凡尔：靠环形空间气体压力来实现凡尔的关闭或打开。套压升高，凡尔打开；套压降低，凡尔关闭。2）液压控制凡尔：靠油管液柱压力来实现凡尔的打开与关闭。油压升高，凡尔打开；油压降低，凡尔关闭。3）节流式凡尔：套压升高，凡尔打开；油压或套压降低，凡尔关闭。4）综合式凡尔：油压升高，凡尔打开；套压或油压降低，凡尔关闭。5）弹簧凡尔采油方法－无杆泵采油一、气举采油（GasLift）5、气举采油的优点1）气举井井下设备一次性投资低，维修工作量小2）能延长油田开采期限，增加油井产量3）不受开采液体中腐蚀性物质和高温的影响4）井下无摩擦件，适宜于含砂、蜡、水的井5）易于在斜井、拐弯井、海上平台上使用6）容易实现集中管理和控制7）可用于诱导油气流和压裂酸化后的排液采油方法－无杆泵采油一、气举采油（GasLift）6、气举采油的局限性1）必须有充足的气源；2）压缩机的操作和维护费用高；3）使用腐蚀性气体气举时，需增加气体的处理费用和防腐措施费用；4）连续气举在高压下工作，安全性较差；5）套管损坏了的高产井不宜采用气举；6）不宜用于结蜡井和稠油井；7）单独用于小油田和单井的效果差采油方法－无杆泵采油一、气举采油（GasLift）7、国内外发展趋势及动态目前国际上正在兴起混合的人工举升法，即将有杆泵和电潜泵作为一次系统，和气举联合使用作为二次系统。这种设计采用了一个较宽的操作范围，即允许单独或联合使用一次系统和二次系统，从而在混合系统的运行中达到最佳技术经济条件和经济性能。这种混合的人工举升方法与单一的气举方法相比能更好地提高油井产量。采油方法－无杆泵采油二、电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）1、工作原理

潜油电泵是井下工作的多级离心泵，同油管一起下入井内，地面电源通过变压器、控制屏和潜油电缆将电能输送给井下潜油电机，使电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把油井的井液举升到地面。采油方法－无杆泵采油二、电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）2、组成井下部分：是ESP的主要机组，包括潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵，起抽油的主要作用中间部分：由特殊结构的电缆和油管组成地面部分：包括控制屏、变压器和辅助设备采油方法－无杆泵采油二、电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）3、工作流程

动力电缆将地面电力送到电机→保护器防止井液进入电机→电机带动离心泵工作→井液经气体分离器进入离心泵→泵给井液加速，使井液具有动能→动能转变为压头，井液经油管被举升到地面采油方法－无杆泵采油２.电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）4、适用范围及特点

使用电泵的实践表明，对于强水淹井，高产井、浅井和中深井、深井以及方向井、多砂和多蜡井，电泵的使用效果都很好。其排量范围为16m3/d－14310m3/d；最大下泵深度可达4600m，井下最高工作温度可达230℃。采油方法－无杆泵采油２.电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）5、潜油电泵新技术发展1）潜油电泵新产品

水平电泵——用于高压注液井（Reda公司制造，排量4769m3/d，排出压力27.6MPa

低排量高泵效电泵——外径101.6mm、400级

用于水平井的电泵——美国ODI公司制造出可使电泵通过12º/30m弯曲段的专用装置，并已成功应用采油方法－无杆泵采油２.电潜泵采油（ElectricalSubmersiblePumping）5、潜油电泵新技术发展2）潜油电泵机组改进

电泵轴套——减少磨损

电泵动力油管——为电机提供动力

串联双级旋转式分离器——提高分离效率采油方法－无杆泵采油三、水力活塞泵采油（HydraulicPumping）1、工作原理

井下水力活塞泵由紧密组合成一体的马达和泵组成。高压动力液经动力液管柱泵入井内，驱动马达，而乏动力液和油井采出液则由生产管柱返出地面。所依据的基本原理就是帕斯卡定律。采油方法－无杆泵采油三、水力活塞泵采油（HydraulicPumping）2、组成井下部分：由工作筒、滑阀、拉杆、排出筒、吸入阀、固定阀、换向槽、封隔器等组成，起抽油的主要作用地面部分：包括地面动力泵、各种控制阀及动力液处理设备，担负提供动力的任务中间部分：动力液由地面→井下机组的中心油管，乏动力液和产出液排至地面的专门通道。采油方法－无杆泵采油三、水力活塞泵采油（HydraulicPumping）3、分类按系统井数分：单井流程系统、多井集中泵站系统、大型集中泵站系统按动力液循环分：闭式循环和开式循环按动力液性质分：原油动力液和水基动力液采油方法－无杆泵采油三、水力活塞泵采油（HydraulicPumping）4、特点水力活塞泵对油层深度、含蜡、稠油、斜井及水平井具有较强的适应性。其主要缺点是机组结构复杂，加工精度要求高，动力液计量困难。1）泵排量范围较大（16-1600m3/d）；2）可用于斜井；3）便于加化学剂；4）适宜抽重质油；5）可用于单井或多井；6）可在温度相对较高的井内工作采油方法－无杆泵采油项

目适用性应用范围或工艺条件举升高度强不受限制产液量范围宽140mm（51/2in）套管油井可达320m3/d以上，178mm（7in）套管油井可达640m3/d以上高气液化有条件适应气体经单独通道返出时不受限制；气体经泵采出时，震保证沉没度井斜或弯曲强不受限制结

垢较强动力液携带防垢剂，或使用磁防垢器出

砂差动力液含砂<0.01%高凝油井强动力液流量，温度须保证稠油井较强动力液须用稀原油或水基动力液，并保证其流量、温度腐

蚀较强须用动力液携带缓蚀剂分层开采强使用分层开采的泵及管柱5、应用范围及工艺条件

四、射流泵采油（JetPumping）1、系统组成

分为地面部分、中间部分和井下部分。其中地面部分和中间部分与水力活塞泵相同，所不同的是水力喷射泵只能安装成开式动力液循环系统。井下部分是射流泵，由喷嘴、喉管和扩散管三部分组成。采油方法－无杆泵采油四、射流泵采油（JetPumping）采油方法－无杆泵采油四、射流泵采油（JetPumping）2、工作原理

动力液从油管注入，经射流泵的上部流至喷嘴喷出，进入与地层液相连通的混合室。在喷嘴处，动力液的总压头几乎全部变为速度水头。进入混合室的原油则被动力液抽汲，与动力液混合后流入喉管，在喉管内进行动量和动能转换，然后通过断面逐渐扩大的扩散管，使速度水头转换为压力水头，从而将混合液举升到地面。采油方法－无杆泵采油四、射流泵采油（JetPumping）采油方法－无杆泵采油四、射流泵采油（JetPumping）3、特点（1）井下设备没有动力件（2）射流泵可座入与水力活塞泵相同的工作筒内（3）不受举升高度的限制（4）适于高产液井（5）初期投资高（6）腐蚀和磨损会使喷咀损坏（7）地面设备维修费用相当高采油方法－无杆泵采油采油方法—优选及组合应用1.人工举升方法的优选选择人工举升方法应考虑的因素（1）油藏的驱动类型（2）油藏流体的性质（3）油井的完井状况及生产动态（4）油井生产中出现的问题（5）油井所处的地面环境（6）油田开发中、后期的开采方式（7）各种采油方法的经济效果1.人工举升方法的优选选择人工举升方法的基本模式人工举升方式选择的基本出发点是少井、高产、适用、经济。人工举升方法的优选，应进行以下两方面的研究工作：（1）人工举升方法可行性研究；（2）油井生产动态研究采油方法—优选及组合应用2.人工举升方法的组合应用电潜泵－气举组合射流泵－有杆泵组合射流泵－气举组合采油方法—优选及组合应用2.人工举升方法的组合应用（1）电潜泵——气举组合

气举用作备用采油方式气举用于排液卸载和稳产电潜泵——气举联合举升

采油方法—优选及组合应用2.人工举升方法的组合应用（2）射流泵——有杆泵组合

射流泵——有杆泵组合工艺有杆射流增压泵

采油方法—优选及组合应用2.人工举升方法的组合应用（3）射流泵——气举组合

射流泵——气举组合举升方法是将普通气举阀去掉，在该位置的油管内安装一个特殊设计的射流泵，从而形成喷射气举工艺。采油方法—优选及组合应用主要内容完井方式与试油（气）采油方法增产（注）措施复杂条件下的开采新技术采气工艺

油水井增产增注措施压裂（Fracturing）水力压裂（HydraulicFracturing）高能气体压裂（HighEnergyGasFracturing）酸化（AcidizingorAcidStimulation）

碳酸盐岩地层的盐酸酸化砂岩地层的土酸酸化物理法增产增注技术增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）1.定义利用地面高压泵组，以大大超过地层吸收能力的排量将高粘液体注入井中，使井底憋压，当此压力超过井壁附近地应力及岩石的抗张强度后，在井底附近地层中产生裂缝，继续将带有支撑剂的携砂液注入缝中，此缝向前延伸，这样停泵后即可在地层中形成足够长度、一定宽度及高度的填砂裂缝，整个过程就称为水力压裂。其过程为：地层破裂→裂缝→延伸→支撑剂→填砂裂缝（具有很高的导流能力）

增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）2.目的（1）增产增注（2）封堵大厚层底水（3）提高油气田工业开采价值（勘探阶段）

一、水力压裂（HydraulicFracturing）3.增产增注原理1）改变了地层中流体渗流方式

压前：径向流压后：流体→裂缝→井底（直线流）径向流（压前）→直线流（压后），使压力损失减少10倍。增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）3.增产增注原理2）增加了油水井渗流面积

压前：7.5”套管，20m厚，其渗流面积约12m2

压后：缝高20m，缝长100m（垂直缝），其渗流面积约80000m2，对于水平裂缝，相当于增大了井半径。

增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）3.增产增注原理3）开辟了“新”的产油区

通过压裂，沟通了井底与微裂缝、透镜体的联系，而死油区成了“新”的产油区。

增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）3.增产增注原理4）裂缝使油、水流“绕过”了伤害区钻井时泥浆污染，注水井水质不合格而造成的污染堵塞，这样就限制了油井的产量、水井的注水量。通过压裂，提高了井底附近地层的渗透率，相当于使油（水）流“绕过”了伤害区。

增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）4.地应力状态对造缝的影响水力裂缝的形态取决于地应力的大小和方向。压裂时，在油层中形成何种裂缝，取决于地层中垂向应力何水平应力的相对大小。当σz>σx>σy

时，裂缝面垂直于σy

当σz>σy>σx时，裂缝面垂直于σx当σy>σx>

σz

时，将出现水平缝增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）4.地应力状态对造缝的影响增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）5.压裂液

影响压裂施工的各种因素中，压裂液的性能是其中的主要因素之一。1）压裂液的任务压裂液是一个总称，根据其在施工过程中不同阶段的任务不同，可分为前置液、携砂液和顶替液三种。增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）5.压裂液2）压裂液的性能要求滤失少；悬砂能力强；摩阻低；稳定性好（热稳定性和抗机械剪切）；配伍性好；低残渣；易返排；货源广、便于配制、价格便宜增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）5.压裂液3）压裂液的类型水基压裂液油基压裂液酸基压裂液泡沫压裂液乳状压裂液增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）6.支撑剂1）支撑剂的类型压裂后能否在地层中造出一条高裂缝导流能力、足够长度的填砂裂缝，直接关系到压裂后的增产效果合压裂施工的成败。脆性支撑剂（石英砂、玻璃珠、陶粒）韧性支撑剂（核桃壳、铝球）增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）6.支撑剂2）对支撑剂的要求粒径要均匀强度要高，密度适中杂质含量少砂子园球度要好货源广，价廉。增产（注）措施——压裂一、水力压裂（HydraulicFracturing）7.压裂工艺技术1）选井层2）分层压裂3）深层压裂4）重复压裂增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂（HighEnergyGasFracturing）利用火药或推进剂在油、气、水井中有控制地燃烧，产生大量超过地层最大就地应力值的高温高压气体，以脉冲加载方式作用于地层，使井筒周围地层岩石发生破裂，形成不受地应力控制的多条裂缝。增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

1.增产（注）机理造缝作用热力作用物理化学作用增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

1.增产（注）机理

1）造缝作用井筒附近地层产生多条、多方位随机的径向裂缝，在地层岩石应力作用下产生剪切错位，使缝面凹凸处相错，同时裂缝面处岩石产生少量碎屑也能支撑裂缝，改善了地层的渗流能力。

增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

1.增产（注）机理

2）热力作用

热力作用可清除近井地带的沥青质、胶质、石蜡等沉积物的堵塞和使原油降粘。增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

1.增产（注）机理

3）物理化学作用爆炸所产生的冲击波作用于地层可疏通孔隙通道，降低毛管力，使原油降粘等。化学反应的生成物（如CO，CO2，N2，NO，HCl等气体）进入地层后，前三种气体易溶于原油、降低原油粘度、提高原油溶解石蜡、胶质及沥青质的能力；后两种气体生成物均溶于水生成硝酸和盐酸，在地层中能起到酸化的作用。

增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

高能气体压裂与射孔复合技术高能气体压裂与水力压裂及酸化复合技术液体药高能气体压裂袖套式射孔压裂复合技术增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

1）高能气体压裂与射孔复合技术高能气体压裂与射孔复合技术是一项射孔与高能气体压裂相结合的增加油气产量的新技术。其特点包括：

增加了高温高压气体的能量利用率；简化了施工工艺；增加了高速射流的作用过程；可以实现隔层位同时施工。

增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

1）高能气体压裂与射孔复合技术高能气体压裂与射孔复合的另外一个技术是超正压射孔技术。

超正压射孔技术(简称EOP)是采用井眼压力远高于使地层产生裂缝所需要的压力(即岩层破裂压力)的条件下进行射孔。增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

2）高能气体压裂与水力压裂及酸化复合技术

油气井在开发生产的后期要进行水力压裂或酸化处理，现在有几个油田已成功地把高能气体压裂与水力压裂，高能气体压裂与酸化处理结合在一起，并取得了良好的效果。增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

3）液体药高能气体压裂

固体药高能气体压裂，严格地说，仅是一项近地带解堵技术，它的压裂缝长一般是2～8m。液体药高能气体压裂，缝长可达到25～30m，与水力压裂缝长相近。增产比为2.55。其特点包括：成本低、能量相对较高；地面操作安全可靠；对套管无损坏。

增产（注）措施——压裂二、高能气体压裂(HighEnergyGasFracturing)

2.高能气体压裂技术发展趋势

4）袖套式射孔压裂复合技术

该技术是在射孔枪身外套一个推进剂袖套。射孔弹在井下目的层射孔时，引燃推进剂袖套，推进剂袖套在目的层套管内燃烧形成的高压，对地层实施压裂并形成多条径向裂缝，达到射孔压裂同时完成的目的。其特点包括：

工艺简单，操作方便，射孔压裂一体化；造缝能力强，压裂效果好；排除一些不安全因素；成本低，便于油田推广应用；尤其适用于大井径油气井。

增产（注）措施——压裂三、压裂的发展趋势1.高能气体压裂技术该技术具有工艺简单、周期短、成本低、见效快等优点，是油气层解堵增产的有效措施。增产（注）措施——压裂三、压裂的发展趋势2.泡沫压裂技术该技术具有携砂性好、滤失低、伤害小、摩阻低等优点，对于低渗、低孔、低压、高水敏的油气层尤为适用。增产（注）措施——压裂三、压裂的发展趋势3.大型水力压裂美国发展的大型压裂，最高工作压裂达140MPa，一次用液量达3000-4000m3，用砂量300m3以上，可以形成1000m以上的裂缝。此外还有振动压裂、爆炸压裂、超声压裂等。增产（注）措施——压裂

酸化就是利用酸液的化学溶蚀作用，以及向地层挤酸时的水力作用来溶蚀地层堵塞物和部分地层矿物，扩大、延伸、沟通地层缝洞，或在地层中造成具有较高导流能力的人工裂缝，以恢复和提高地层渗透性，减少油气流入井底的阻力和提高注水井注入能力，从而达到油气井增产、水井增注的目的而对地层所采取的工艺措施。增产（注）措施——酸化1.酸化的分类按作用原理分:解堵酸化和深穿透酸化按施工压力分:基质酸化和压裂酸化按施工所用酸液体系分:常规酸化、降阻酸酸化、胶凝酸酸化、胶联酸酸化、泡沫酸酸化和乳化酸酸化增产（注）措施——酸化2.酸液碳酸盐岩地层酸化主要采用盐酸，有时也用醋酸、甲酸、混合酸和氨基磺酸等，为了满足酸化缓速、提高酸处理效果的需要，有时还采用胶化酸、乳化酸和泡沫酸等。砂岩地层酸化常用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液），若碳酸盐含量高也可单独采用盐酸处理。对于砂岩注水井，除用土酸外，个别油田也用“王水”（盐酸与硝酸的混合液）、废硫酸和酸渣（主要成分为磺酸盐）处理。酸化用酸可分为无机酸、有机酸、多组分酸及缓速酸等类型增产（注）措施——酸化3.酸液添加剂

在酸液中加入能改善酸液性能，使之满足现场施工作业要求和更适合地层处理目的需要的化学物质统称为酸液添加剂。目前酸化中常用的添加剂有缓速剂、表面活性剂、铁离子稳定剂和粘土稳定剂等。增产（注）措施——酸化4.影响酸岩反应速度的因素酸处理的效果很大程度上取决于酸岩反应速度。影响因素包括：面容比（面容比越大，反应速度越快）酸液的流速（流速越大，反应速度越快）酸液的类型（强酸反应速度快）酸液的浓度（酸化处理中常用高浓度的酸）温度（温度升高，反应速度加快）压力（压力增加，反应速度减慢，影响不明显）其它因素（岩石的化学组分、物理化学性质、粘度）增产（注）措施——酸化5.酸处理工艺

1）酸处理井层的选择优先选择钻井过程中油气显示好、试油效果差的井层优先选择邻井高产而本井低产的井层多产层的井，应选择分层处理慎重对待靠近油气、油水边界或含有气水夹层的井对套管损坏、固井质量差的井应修复后再处理增产（注）措施——酸化5.酸处理工艺

2）酸处理方式的选择

酸处理方式分为常规酸化和酸压两种。常规酸化是在低于地层破裂压力下把酸挤入地层，主要清除井底附近地层的堵塞。酸压是在高于地层破裂压力下进行施工，一般用于碳酸盐岩地层，主要是提高酸液的有效作用距离和裂缝的导流能力。增产（注）措施——酸化5.酸处理工艺

3）酸处理井的排液

酸处理后停留在地层中的残酸水已失去其活力，不能继续溶蚀岩石，而且随着PH值的升高，还会产生金属氢氧化物沉淀，因此施工结束后应立即排液。常用的方法有两大类：放喷、抽汲、气举排液增注液态CO2及氮气助喷排液增产（注）措施——酸化

声波法（主要是超声波）水力振荡法电脉冲法人工地震法增产（注）措施——物理法主要机理

作用于近井地带及油层，解除井筒附近的污染及改善油层的孔隙结构与渗透性；作用于地层流体（主要是原油），改善其流变性。增产（注）措施——物理法

1.超声波处理油层技术超声波处理油层技术是利用超声波的振动、空化等作用于油层，解除近井地带的污染和堵塞，以达到增产增注目的的工艺措施。增产（注）措施——物理法1.超声波处理油层技术超声波对油层的作用效应：

解除地层堵塞使地层产生微裂缝提高油层的渗透率降低原油粘度降低水的表面张力和毛细管渗流阻力（注水井）增产（注）措施——物理法2.水力振荡解堵技术是利用液体流过井下振荡器时产生的周期振动，在井底产生水力脉冲波，并直接作用于地层，以解除井底污染，恢复近井地带地层渗透率，达到油、水井增产增注的目的。增产（注）措施——物理法2.水力振荡解堵技术

作用机理包括：1）振动波作用于油层使油层流体及岩石发生振动，减小油-岩石的亲和力；油-水界面形成乳状液；毛细管时大时小，减小了毛管力的影响；使岩石应力时大时小地发生变化而产生疲劳裂缝，即振动波压裂的原理。增产（注）措施——物理法2.水力振荡解堵技术

作用机理包括：2）振动波具有较强的穿透能力，使油层流体发生快速的往复振动，堵塞物如垢等从介质上脱离，从而疏通流道，提高油层渗透性。增产（注）措施——物理法2.水力振荡解堵技术

作用机理包括：3）在振动波场中原油分子结构在剧烈振荡作用下进行周期性的排列组合；空化作用使分子键断裂，从而降低原油的粘度。增产（注）措施——物理法3.井下低频电脉冲处理油层技术是将一对电极置于井中油气层部位，配以相应的工作介质，产生电弧放电，在地层中造成定向传播的压力脉冲。反复放电可在近井地带形成裂缝网络，改善地层渗透性，从而增加油气井产量。增产（注）措施——物理法3.井下低频电脉冲处理油层技术

作用机理包括：1）产生压力波和空化作用，解除油层孔道中的堵塞；2）在油层中产生微裂缝和改造原有裂缝，改善油层流体渗流能力；3）在脉冲作用下，压差交替变换大小和方向，减少了毛管力的影响，使油层流体由滞留区向排液活动区流动，提高原油的采收率。增产（注）措施——物理法

4.人工地震处理油层技术人工地震处理油层技术是利用地面人工震源产生强大的波动场作用于油层进行振动处理，从而提高油层中油相渗透性及毛管渗流和重力渗流速度，促使石油中的原始溶解气及吸附在油层中的天然气进一步分离，以达到提高原油产量及采收率的目的。增产（注）措施——物理法4.人工地震处理油层技术

作用机理包括：1）振动可加速油层中流体的流动；2）振动可降低原油粘度，降低界面张力，从而改善原油流动和降低油水流度比，有利于水驱油过程；3）振动可促使气体从原油或岩石孔隙表面上分离，产生气驱油作用；4）振动使孔隙表面的沉淀污染物脱落分散并被液流携走，起到疏通孔隙通道、解除油层损害的作用。增产（注）措施——物理法主要内容完井方式与试油（气）采油方法增产（注）措施复杂条件下的开采新技术采气工艺

复杂条件下的开采新技术防砂与清砂防蜡与清蜡找水与堵水复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂

油层出砂是砂岩地层开采过程中的常见问题。对于疏松砂岩油藏，出砂是提高采油速度的主要障碍。因此，油井防砂工艺技术的研究和发展对疏松砂岩油藏的开采至关重要。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂1.出砂的危害1）减产或停产作业

油气井出砂，最容易造成油气层砂埋、油管砂堵、地面管汇砂堵及储罐积砂。因此常被迫起油管清除砂堵、冲洗砂埋油气层、清理地面管汇和储罐，造成油气井减产或停产。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂1.出砂的危害2）磨蚀井下和地面设备如果产出流体中含有地层砂，由于地层砂的主要成分是石英，硬度很高，是一种破坏性很强的磨蚀剂。对于自喷井，流体携带砂子磨蚀刺坏油管、油嘴和采油树闸门等地面设备；抽油井出砂将加速柱塞、泵阀、工作筒等部件的磨损，或造成卡泵断脱等事故。使得油气井不得不停产进行设备维修或更换，造成产量下降，成本上升。

复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂1.出砂的危害3）损坏套管和衬管油气层出砂常常伴随着生产层段的套管损坏和井报废。在某些相当坚固的地层，如墨西哥某些承受低压的地层（如老第三系的Frio，Vicksburg和Wilcox），套管损坏是由于不均匀的水平载荷造成，这种不均匀的水平载荷是在岩层出砂，或者是支撑套管的盖层坍塌而形成高轴向压缩力时产生的。在疏松的地层中，地层压实作用使整个套管柱承受异常的负荷。此外，地层大量出砂，对环境造成污染。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂2.出砂的原因油气层出砂首先是由于井底附近地带的岩石结构破坏引起的。一般来说，地层应力超过地层强度就可能出砂。地层强度取决于地层胶结物的胶结力、圈闭内流体的粘着力、地层岩石颗粒物之间的摩擦力以及岩石颗粒本身的重力；地层应力则包括构造应力、上覆压力、流体流动时对地层颗粒的推曳力，还有地层孔隙压力和生产压差形成的作用力。因此，地层出砂是地层强度、地应力状态和开采条件等综合因素决定的。

复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂2.出砂的原因1）应力状态

油层钻开前处于应力平衡状态。钻开后，造成井壁附近岩石的应力集中，岩石发生变形和破坏，引起采油过程中油层出砂。2）岩石的胶结状态

油层出砂与油层岩石胶结物种类、数量和胶结方式有关。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂2.出砂的原因3）渗透率的影响渗透率越高，其胶结强度越低，油层越容易出砂。4）固井质量

固井质量差，易引起串槽，使井壁岩石不断受到冲刷，粘土膨胀，岩石胶结遭到破坏，因而导致油气井出砂。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂2.出砂的原因5）射孔密度如射孔密度过大，有可能使套管破裂和砂岩油层结构遭到破坏，引起油气井出砂。6）生产压差

在其它条件相同时，生产压差越大，流体渗流速度越高，则井壁附近流体对岩石的冲刷力就越大。另外，如井的工作制度突然变化，使得油层岩石受力状况发生变化，也容易引起地层出砂。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂3.防砂的方法

油气井防砂方法很多，最终要以防砂后的经济效果来选择和评价。按防砂时期来分，可分为先期防砂和后期防砂按防砂原理大致可以分成砂拱防砂、机械防砂、化学防砂和热力焦化防砂四大类。

复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂3.防砂的方法1）砂拱防砂

砂拱防砂是指油、气井射孔完井后不再下入任何机械防砂装置或充填物，也不注入任何化学药剂的防砂方法。砂拱防砂的机理如同拱桥承载一样，许多砂粒在炮眼口处形成砂拱，具有一定的承载能力，挡住地层砂随液产出。砂拱防砂成败的关键在于砂拱的稳定性。要想保持砂拱的稳定性必须考虑两个关键问题：一是降低并稳定地层流体产出速度；二是保持或提高井筒周围地层径向应力。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂3.防砂的方法2）机械防砂

机械防砂可分为两类：一类是下入防砂管柱挡砂，如割缝衬管、绕丝筛管、胶结滤砂管、双层或多层筛管等。这类方法工艺简单，具有一定的防砂效果，但效果差、寿命短。另一类是下入防砂管柱加充填物，充填物的种类很多，如砾石、果壳、果核、塑料颗粒、玻璃珠或陶粒等。这种防砂方法能有效地将油层砂限制在油层中，防砂效果好，寿命长。机械防砂对油层的适应能力强、成功率高、成本低，目前应用广泛。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂3.防砂的方法3）化学防砂

化学防砂大致可分三类：一是人工胶结砂层，是指从地面向地层挤入液体胶结剂及增孔剂，然后使胶结剂固化，在油气层层面附近形成胶结砂层，如酚醛树脂溶液及酚醛溶液地下合成等；二是人工井壁，是指从地面将支护剂和未固化的胶结剂按一定的比例拌和均匀，用液体携至井下挤入油层出砂部位，在套管外形成具有一定强度和渗透性的壁面，如水泥砂浆、树脂核桃壳、树脂砂浆、预涂层砾石人工井壁等；三是化学固砂法。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂3.防砂的方法4）焦化防砂

焦化防砂的原理是向地层提供热力学能，促使原油在砂粒表面焦化，形成具有胶结力的焦化薄层。主要有注热空气固砂和短期火烧油层固砂两种方法。复杂条件下的开采新技术——防砂与清砂4.清砂方法

尽管目前已有各种防砂方法，但由于种种原因，不可能完全避免地层出砂。地层出砂后，如果井筒流体上升速度不足以将砂带到地面，则砂粒会在井筒中沉积下来，影响正常生产，因此，必须采取措施清除井筒中的固体砂粒。通常采用的清砂方法有冲砂和捞砂两种。

对于溶有一定量石蜡的原油，在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集和沉积在管壁等固体表面上，即出现所谓的结蜡现象。油井结蜡一方面影响着流体举升的过流断面，增加流动阻力；另一方面影响着抽油设备的正常生产。因此，防蜡和清蜡是含蜡原油开采中必须解决的问题。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.影响结蜡的因素1）原油的性质及含蜡量原油中所含轻质馏分越多，则蜡的初始结晶温度就越低，保持溶解状态的蜡就越多，即蜡不易析出。原油中含蜡量越高，油井越容易结蜡。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.影响结蜡的因素2）原油中的胶质、沥青质随着胶质含量的增加，蜡的初始结晶温度降低。这是因为，胶质为表面活性物质，它可以吸附于石蜡结晶的表面，组织结晶体的长大。但有胶质、沥青质存在时，在管壁上沉积的蜡的强度将明显增加，而不易被油流冲走。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.影响结蜡的因素3）压力和溶解油气比当P>Pb时，无气体脱出，随着压力的降低，蜡的初始结晶温度降低；当P<Pb时，有气体脱出，随着压力的降低，蜡的初始结晶温度升高。在相同压力下，溶解油气比越高，初始结晶温度越低。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.影响结蜡的因素4）原油中的水和机械杂质原油中的水和机械杂质对蜡的初始结晶温度影响不大。但原油中的细小砂粒及机械杂质将成为石蜡析出的结晶核心，从而促使石蜡结晶的析出，并加剧结蜡过程。油井含水量增加，结蜡程度减轻。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.影响结蜡的因素5）液流速度、管壁粗糙度及表面性质高产井结蜡没有低产井严重。这是因为高产井的压力高、脱气少、蜡的初始结晶温度低；管壁越光滑，蜡越不容易沉积；管壁表面亲水性越强，越不易结蜡。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡2.油井防蜡方法1）油管内衬和涂层防蜡这类方法主要是通过光滑表面和改善管壁表面的润湿性，使蜡不易在表面上沉积，以达到防蜡的目的。应用比较多的是玻璃衬里油管及涂料油管。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡2.油井防蜡方法2）化学防蜡是通过向井筒中加入液体化学防蜡剂或在抽油泵下的油管中连接上装有固体化学防蜡剂的短节，防蜡剂在井筒流体中溶解混合后达到防蜡的目的。防蜡剂主要有活性剂型和高分子型两大类。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡2.油井防蜡方法3）磁防蜡技术其基本原理是原油通过强磁防蜡器时，石蜡分子在磁场作用下定向排列做有序流动，克服了石蜡分子之间的作用力，而不能按结晶的要求形成石蜡晶体。此外，磁场处理后还能改变井筒中结蜡状态，使蜡质变软，易于清除。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡2.油井清蜡方法

目前油井常用的清蜡方法根据清蜡原理可分为机械清蜡和热力清蜡两类。机械清蜡是指用专门的工具刮除油管壁上的蜡，并随液流将蜡带至地面的清蜡方法。热力清蜡是利用热力学能提高液流和沉积表面的温度，熔化沉积于井筒中的蜡。根据提高温度的方式可分为热流体循环清蜡、电热清蜡和热化学清蜡三种方法。复杂条件下的开采新技术——防蜡与清蜡1.油井出水的来源油井出水按其来源可分为注入水、边水、底水、上层水、下层水和夹层水。复杂条件下的开采新技术——找水与堵水2.油井出水层位的确定1）综合对比资料判断出水层位2）水化学分析法3）根据地球物理资料判断出水层位4）机械法找水5）找水仪找水复杂条件下的开采新技术——找水与堵水3.油井堵水的方法1）机械堵水（封隔器卡封高含水层）2）油井化学堵水3）底水封堵技术复杂条件下的开采新技术——找水与堵水主要内容完井方式与试油（气）采油方法增产（注）措施复杂条件下的开采新技术采气工艺

采气工艺气井生产系统排水采气工艺特殊气藏的开发采气工艺

——气井生产系统

采气是通过气井来实现的，气井是将天然气从地下开采到地面的通道，对气井进行分析、设计和管理，是采气工程非常重要的内容。

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——气井生产系统

1.气井生产系统气井生产系统是指包括地层、完井、油管、井口、地面气嘴（针形阀）、集输管线、分离器这一完整的生产系统。系统可以简单地归为三部分：（1）气体通过气层孔隙介质或裂缝流入井底；（2）气体通过井筒流至井口；（3）气体通过地面集气管线流到分离器。

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——气井生产系统

1.气井生产系统采气工艺

——气井生产系统2.气井生产工作制度

气井生产工作制度，又称工艺制度，是指适应气井产层地质特征和满足生产需要时产量和压力应遵循的关系。气井的工作制度基本上有5种，如表所示。

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——气井生产系统2.气井生产工作制度

序号工作制度名称适用条件1定产量制度气藏开采初期2定井底渗流速度制度C=const疏松的砂岩地层，防止流速大于某值时砂子从地层中产出3定井壁压力梯度制度气层的岩石不紧密，易坍塌的气井4定井口（井底）压力制度凝析气井，防止井底压力低于某值时油在地层中凝析出来；当输气压力一定时，要求一定的井口压力，以保证输入管网5定井底压差制度气层岩石不紧密、易坍塌的井；有边、底水的井，防止生产压差过大引起水锥采气工艺

——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素自然因素1）产层由非胶结的砂子或胶结很差的砂岩构成时，在不控制产量（或地层压差，或地层压力梯度）时，储层就会遭到破坏，在井周围形成洞穴，产生盖层及上覆岩层的跨塌和破坏，轻者使气井减产，重者使气井停产。采用定压差的生产工作制度时，允许的地层压差应该用气井稳定试井确定，在该值下井底还未遭到破坏和试井过程中没有岩石颗粒带出。采气工艺

——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素自然因素2）在凝析气藏开发中，随着地层压力的降低，会导致凝析油在地层中析出，为了减少凝析油的损失量，常采用注干气保持地层压力的开发方式，此时为了使凝析油的采收率最高，要保持生产井和注气井一定的产气量和注气量。对带油环的凝析气藏，要从保证最大限度地采出所有地层的烃类组分出发，保持各类井的生产工作制度。3）底水锥进为了避免底水锥进，应适当控制生产压差。采气工艺

——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素工艺因素影响气井生产工作制度的工艺因素有很多，如：1）延长无压缩机开采阶段；2）防止气井过早水淹；3）减少输气干线前压缩机站和人工制冷装置的功率；4）地层温度比较低的气井，在井底因气体节流效应降温而存在形成水合物的危险性。此外，也还可能在井筒和井口形成水合物。因此，要确定一个可允许的无水合物形成的产量或采取其它防水合物的措施。采气工艺

——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素工艺因素5）CO2含量高的气井，当气体沿油管流动的速度超过一定值后（约11m/s），对管柱的接头产生强烈的腐蚀作用，若气体有水，则电化学腐蚀作用更强。除了采取相应的材料和防腐蚀措施外，另一种辅助方法是尽可能保持一种腐蚀小的流速。6）当气井井底有积液时，要设法保持能带出液体的流速。7）在恶劣的气候条件或艰苦地区钻井，要求最大限度的缩短钻井周期，而且能在采气量稳定期结束前就钻完开发井，这也会影响到气井生产工作制度的确定。

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——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素经济条件所确定的气井生产工作制度必须与其它生产指标相联。在一般情况下，有决定意义的是经济因素，如：储集层是坚固的，则在产层特点方面没有明显的限制，但不是任何一个产量都是合理的，井产量越大，满足一定采气需要量的井数越少；而从另一个角度讲，增加产量必须增大压差，增加地层、井筒和矿场集输系统的压力损失，结果是压缩机投产时间早，缩短了低温分离装置的时间等等，所以要综合平衡，进行优化、进行技术经济评价、进行综合比较后，再确定一个恰当的气藏产气量和气井产量。

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——气井生产系统3.影响气井生产工作制度的因素其它因素

其它因素有：限制气井井口产量，不使井口装置和地面设施发生强烈的震动；用户的用气量要求保持一定的井口压力和产量等。

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——排水采气工艺

在气井中常有烃类凝析液