采油工程基礎(chǔ)知識(shí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上采油工程基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié) 完井基礎(chǔ)知識(shí)一、 完井基礎(chǔ)還是簡介 完井：是指一口井按照地質(zhì)設(shè)計(jì)的要求鉆達(dá)目的層和設(shè)計(jì)井深后，直到交井之前所進(jìn)行的工作。（一） 完井方法我國主要的完井方法是以套管射孔為主的方法，約占完井井?dāng)?shù)的80%以上，個(gè)別灰?guī)r產(chǎn)能用裸眼完井，少數(shù)熱采式出砂油田用礫石充填完井。套管完井：套管射孔完井、尾管射孔完井；裸眼完井：先期裸眼完井、后期裸眼完井、篩管完井和篩管礫石充填完井。1、 套管射孔完井1）、在鉆穿油層后，下入油層套管并在環(huán)形空間注入水泥，用射孔器射穿套管、水泥環(huán)，并射入生產(chǎn)層內(nèi)一定深度，構(gòu)成井筒與產(chǎn)層的通道，這種完井方法稱套管射孔完井。2）、套管射

2、孔井筒與產(chǎn)能的連通參數(shù)：（1）射孔孔徑：正常探井和開發(fā)井為10mm，特殊作業(yè)井不大于25mm；（2）射孔孔眼幾何形狀：短軸與長軸之比不小于0.8；（3）射孔孔眼軌跡：沿套管表面螺旋狀分布；（4）射孔密度：正常探井和開發(fā)井1020孔/m，特殊作業(yè)井可根據(jù)確定，一般不超過30孔/m；（5）射孔深度：射孔深度除要求穿透套管和水泥環(huán)外，還要盡量通過油層損害區(qū)進(jìn)入無損害區(qū)。（二） 固井向井內(nèi)下入一定尺寸的套管串后，在井壁和套管間的環(huán)形空間內(nèi)注入水泥的工作較固井。固井的目的（三） 射孔用聚能射孔彈將套管、水泥環(huán)和油層彈開，使油層中的油氣流入井筒內(nèi)，再借助油層的壓力流（或抽汲）到地面，達(dá)到出油的目的。影響因

3、素：孔深、孔密、孔位、相位角。二、 油水井井身結(jié)構(gòu)1、 井身中下入的套管：導(dǎo)管、表層套管、技術(shù)套管、油層套管。2、 采油需要掌握的完井?dāng)?shù)據(jù)完鉆井井深：裸眼井井底至方補(bǔ)心上平面的舉例；方補(bǔ)心：鉆機(jī)正常鉆井時(shí)，安裝在鉆臺(tái)上的轉(zhuǎn)盤能卡住方鉆桿，使方鉆桿與鉆盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，簡稱補(bǔ)心；套補(bǔ)距：鉆井時(shí)的方補(bǔ)心上平面與套管頭短節(jié)法蘭平面的距離；油補(bǔ)距：帶套管四通的采油樹，其油補(bǔ)距為四通上法蘭平面至補(bǔ)心上平面的距離，不帶套管四通的采油樹，其油補(bǔ)距是指有關(guān)掛平面至方補(bǔ)心上平面的距離；套管深度：套補(bǔ)距、法蘭短節(jié)與套管總長之和；油管深度：油補(bǔ)距、油管頭長與油管總長之和；水泥返高：古井是油層套管與井壁之間環(huán)形空間內(nèi)

4、水泥上升高度，具體指水泥環(huán)上端至補(bǔ)心上平面的距離；水泥帽：古井是從井口到地下40m左右處，套管與井壁之間封固的水泥環(huán)；沉砂口袋：從人工井底到所射油層底部（射孔底界）的一段套管內(nèi)的容積；人工井底：固井完成后，留在套管內(nèi)最下部的一段水泥凝固后的頂面；水泥塞：從完井井底到人工井底這段水泥柱的高度；射孔頂界：射開油層頂部深度，m；射孔底界：射開油層底部深度，m；3、 注水井結(jié)構(gòu)注水井結(jié)構(gòu)是在完鉆井井身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，井筒套管內(nèi)下入油管及配水管柱與井口裝置組成的。注水井生產(chǎn)原理：能量傳遞過程P油層=P井口+H*r-P損失P油層住入油層中的壓力，Mpa；P井口注水井井口注水壓力，Mpa；H注水井油層中部深度

5、，m；r注水井相對(duì)密度；P損失注水井管損與水壓力損失，Mpa。4、 采油井結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)原理自噴井結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)原理、抽油機(jī)井結(jié)構(gòu)及采油原理（井口裝置（采油樹）、地面抽油機(jī)設(shè)備、井下抽油泵設(shè)備、抽油吸入口（篩管）、機(jī)械動(dòng)力傳遞裝置（抽油桿）、油管、套管）、電動(dòng)潛油泵井結(jié)構(gòu)及采油原理。第二節(jié) 采油井設(shè)備及其性能一、 油水井井口設(shè)備（一）自噴井井口設(shè)置1、采油樹采油樹是控制和調(diào)節(jié)油井生產(chǎn)的主要設(shè)備。主要作用是：（1） 懸掛油管，承托井內(nèi)全部油管柱重量；（2） 密封油管與套管間的環(huán)形空間；（3） 控制和調(diào)節(jié)油井的生產(chǎn)，引導(dǎo)井筒中的油氣進(jìn)入出油線；（4） 保證各項(xiàng)井下作業(yè)施工的順利進(jìn)行；錄取油、套壓力資料，便

6、于測(cè)壓、清蠟等日常管理。2、 采油樹的結(jié)構(gòu)主要由總閘門、生產(chǎn)閘門、清蠟閘門和其他各種閘門，三通、四通、法蘭，短節(jié)等組成。（二）抽油井井口裝置抽油井井口裝置是由套管三通、油管三通、盤根盒組成。二、 井場(chǎng)設(shè)備（一） 分離器分離器主要是用來分離油和氣，計(jì)算油氣的產(chǎn)量、沉水、沉砂等，其次用它來控制井口出油管線的回壓。分離器的種類：按外形：立式、臥式、球形；按用途：生產(chǎn)分離器、計(jì)量分離器、三相分離器；按壓力大?。赫婵?、低壓、中壓、高壓；按內(nèi)部結(jié)構(gòu)：傘狀、箱傘狀。（二） 常用分流器1） 立式分流器2） 臥室油氣分離器（三） 油氣分離器的基本原理1） 重力沉降原理2） 離心分離原理3） 碰撞分離原理三、 輔

7、助設(shè)備（一） 加熱爐在油田原油集輸過程中，需要將原油溫度升高，粘度降低，便于輸送。加熱爐就是用于完成這個(gè)過程的設(shè)備。加熱爐的加熱方式可分為直接加熱（火筒式加熱爐）和間接加熱（水套爐）。類型：管式加熱爐、火筒式加熱爐、水套式加熱爐、立式圓筒爐。（二） 壓力表壓力表是油水井觀察和錄取壓力資料的必備設(shè)備。常用的壓力表是扁曲彈簧管（包氏管）式壓力表，其工作原理是：扁曲彈簧管固定的一端與壓力表的表把聯(lián)通，另一端通過連桿、扇形齒輪機(jī)構(gòu)、心軸和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，在表盤刻度上顯出壓力值。（三） 安全閥單彈簧微啟動(dòng)式安全閥，作用一是發(fā)出鳴叫聲，起到警示的作用；二是氣體沖出，致使分離器內(nèi)壓力暫時(shí)降低，從而達(dá)到安全生產(chǎn)。原

8、理：分離器內(nèi)壓力較低時(shí)，壓縮的彈簧具有彈性能量使閥關(guān)閉，。當(dāng)分離器中氣體作用在閥芯上，其壓力大于彈簧對(duì)閥芯的壓力時(shí)，安全閥被頂開，氣體沖出，安全閥發(fā)出鳴叫聲，致使分離器內(nèi)壓力降低額從而達(dá)到安全工作壓力，以防止由于分離器蹩壓超過安全壓力而損壞。第三節(jié) 深井泵深井泵分有桿泵和無桿泵，它們是抽油井裝置中的重要組成部分，其中有桿泵又稱抽油泵。一、 抽油泵（一） 抽油泵的分類按結(jié)構(gòu)不同分：管式泵、桿式泵。1、 管式泵管式泵是把外筒和襯套在地面組裝好后，接在油管下不下入井內(nèi)，然后投入固定閥，最后把活塞接在抽油桿柱下端，下入泵筒內(nèi)。雙閥、三閥管式泵。2、 桿式泵桿式泵是把活塞。閥及工作筒裝配成一個(gè)整體，在地

9、面組裝好后，接在抽油桿柱的下端，整體通過油管下入井內(nèi)，由預(yù)先安裝在油管預(yù)定位置上的卡簧固定在油管上。（二） 抽油泵的結(jié)構(gòu)組成：工作筒（外筒和襯套）、柱塞及游動(dòng)閥（排除閥）和固定閥。（三） 抽油泵型號(hào)的表示方法（四） 抽油泵工作原理抽油泵是依靠抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿使活塞在襯套內(nèi)部做往復(fù)運(yùn)動(dòng)來抽油的。（五） 抽油桿）抽油桿是有桿泵抽油裝置中的一個(gè)重要組成部分。通過臭又給你將抽油機(jī)的動(dòng)力傳遞到抽油泵活塞上，使抽油泵活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（六）抽汲參數(shù)及泵小1、抽油機(jī)井的工作原理：由電動(dòng)機(jī)供給動(dòng)力，經(jīng)減速箱裝置及四連桿機(jī)構(gòu)，將高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能變?yōu)槌橛蜋C(jī)驢頭低速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的力，從而帶動(dòng)深井泵工作，進(jìn)而不斷地把井筒里的

10、液體舉升到地面。2、抽油機(jī)井抽油參數(shù)（1）沖程（S）：抽油機(jī)工作時(shí)，光桿在驢頭的帶動(dòng)下做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，光桿運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的距離成為沖程，單位m。（2）沖數(shù)（n）：指抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿每分鐘上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)，單位次/min。（3）泵徑(D):指抽油泵工作筒內(nèi)直徑的尺寸，單位mm。（4）抽油泵理論排量：抽油泵在理想的情況下，活塞一個(gè)沖程可排出的液量叫抽油泵的理論排量。Q理=1440S*n*(*D24)（5）抽油機(jī)泵效：抽油機(jī)的實(shí)際產(chǎn)液量與抽油泵的理論排量的比值叫做泵效。視泵效。=【Q實(shí)/(液*Q理)】*100%（6）沉沒度：抽油機(jī)生產(chǎn)時(shí)，抽油泵的固定閥到油井動(dòng)液面之間的距離稱為沉沒度。h

11、=H泵-H動(dòng)（7）動(dòng)液面：抽油機(jī)井正常生產(chǎn)時(shí)，油管和套管環(huán)形空間的頁面高度。（8）靜液面：抽油機(jī)井關(guān)井停產(chǎn)后，油套管環(huán)形空間的液面就要上升，經(jīng)過一段時(shí)間后，頁面上升到一定位置，并且穩(wěn)定下來，這時(shí)的頁面叫靜液面。（9）抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷：由于抽油機(jī)工作時(shí)驢頭懸點(diǎn)始終承受著上下往復(fù)交變?cè)诤停鶕?jù)其性質(zhì)，懸點(diǎn)的承受載荷分為靜載荷。動(dòng)載荷及其他載荷，而理論和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐都已證明其他載荷與靜載荷、動(dòng)載荷相比可以忽略不計(jì)，所以就只討論靜載荷和動(dòng)載荷。靜載荷：通常指抽油桿和液柱所受的重力以及液柱對(duì)抽油桿柱的浮力 所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷。抽油桿（柱）重力：Wr=frsL活塞上的液柱載荷：W1=(f -fr)L懸點(diǎn)所受靜載荷

12、為抽油桿9柱）在液體中的重力：W=fr（s-）L動(dòng)載荷（慣性載荷）：慣性載荷是由于抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)驢頭帶著抽油桿柱和液柱做變速運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生桿柱和液柱的慣性力。W慣=Wr*SN2/1440驢頭懸點(diǎn)最大、最小載荷：根據(jù)抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，抽油機(jī)在上、下沖程中懸點(diǎn)載荷是不同的，上沖程是為最大載荷，下沖程時(shí)為最小載荷。W大=Wr+W1+W慣;W小=W-W慣二、 潛游電泵（一） 潛油電泵概述1、潛油電泵的概念潛油電泵全稱是潛油電動(dòng)離心泵，是在井下工作的多級(jí)離心泵，同油管一起下入井內(nèi)，地面電源通過潛油泵專用電纜輸入井下電機(jī)，使電機(jī)帶動(dòng)多級(jí)離心泵旋轉(zhuǎn)，將井內(nèi)的原油舉升到地面。2、電動(dòng)潛油泵裝置的組成（1）井下部

13、分：包括多級(jí)離心泵、潛油電動(dòng)機(jī)、保護(hù)器、油氣分離器；（2）中間部分：包括電纜；（3）地面部分：包括變壓器、控制屏、接線盒。3、潛油電泵各裝置作用潛油電動(dòng)機(jī)、多級(jí)離心泵、保護(hù)器、油氣分離器、控制屏、接線盒、電纜、其他輔助裝置。4、電動(dòng)潛油泵井工作原理地面控制屏把符合標(biāo)準(zhǔn)電壓要求的電能通過接線盒及電纜輸給井下潛油電動(dòng)機(jī)，潛油電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)換成高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給多級(jí)離心泵，從而使經(jīng)油氣分離器進(jìn)入多級(jí)離心泵內(nèi)的液體被加壓舉升到地面；與此同時(shí)井底壓力（流壓）降低，油層液進(jìn)入井底。包括兩大流程：（1） 潛游電泵的供電流程：地面電源-變壓器-控制屏-潛油電纜-潛油電機(jī)。（2） 潛油電泵的抽油工作流程：油

14、氣分離器-多級(jí)離心泵-單流閥-泄油閥-井口。5、電動(dòng)潛油泵型號(hào)及參數(shù)三、清蠟與防蠟（一）影響結(jié)蠟因素的分析（二）油井防蠟（三）油井清蠟機(jī)械清蠟、熱力清蠟第四節(jié) 油水井站生產(chǎn)工藝流程一、 井間注水系統(tǒng)生產(chǎn)流程及其裝置（一） 配水間注水系統(tǒng)生產(chǎn)流程1、 單井配水間生產(chǎn)流程2、 多井配水間注水流程（二） 注水井井口生產(chǎn)流程注水井井口流程裝置1、 注水方式正注：來水閘閥通過注水總閘閥由油管向油層注水；反注：由直通閘閥通過套管想油層注水；合注：上三個(gè)閘閥均打開，油管和套管一起向油層注水。2、 正常注水流程3、 關(guān)井（降壓）流程4、 注水井的投注注水井從完鉆到正常注水，一般要經(jīng)過排液、洗井、試注之后才能轉(zhuǎn)

15、入正常的注水。吸水指數(shù)：注水井在單位注水壓差作用下的日注水量叫油層吸水指數(shù)，m3/(d·Mpa),吸水指數(shù)=日注水量/（注水井流壓-注水井靜壓）二、 井站（間）集油系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程（一） 井站（間）集油系統(tǒng)生產(chǎn)流程圖單管流程、雙管流程和三關(guān)流程（二） 其他生產(chǎn)流程量油流程、測(cè)氣流程（三） 抽油機(jī)井生產(chǎn)流程1、 油、水井開關(guān)的概念2、 抽油機(jī)井生產(chǎn)流程正常生產(chǎn)流程、雙管生產(chǎn)流程、熱洗流程。3、 電動(dòng)潛油泵井生產(chǎn)流程正常生產(chǎn)流程、摻水伴熱流程。三、 油氣水的計(jì)量第五節(jié) 油水井作業(yè)及挖潛改造一、 油水井作業(yè)（一） 油水井作業(yè)的內(nèi)容1、 檢泵1） 檢泵的原因；2） 檢泵的依據(jù)。2、 換封3、

16、 沖砂1） 對(duì)沖砂液的要求；2） 沖砂的方法：正沖法、反沖法、正反混沖法。4、 井下事故的處理1） 小修：是指維護(hù)油水井正常生產(chǎn)的施工和一些簡單的解卡和打撈，如抽油桿、油管層、補(bǔ)貼加固套管、更換套管及側(cè)鉆等；2） 油水井大修：是指油井的復(fù)雜事故處理，如井下工具的解卡、水泥卡鉆、封堵漏層、補(bǔ)貼加固套管、更換套管及側(cè)鉆等；（二） 油水井主要作業(yè)設(shè)計(jì)及效果統(tǒng)計(jì)1、 油水井作業(yè)設(shè)計(jì)1） 電泵井施工設(shè)計(jì)內(nèi)容；2） 一般油井作業(yè)地質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容；3） 注水井作業(yè)地質(zhì)設(shè)計(jì)內(nèi)容2、 井下作業(yè)增產(chǎn)（注）效果設(shè)計(jì)1） 平均每井次日增產(chǎn)（注）量；2） 累積增產(chǎn)（注）量。（三） 油水井作業(yè)質(zhì)量要求1、 油井投產(chǎn)質(zhì)量要求2

17、、 注水井投注施工質(zhì)量要求3、 上抽轉(zhuǎn)軸施工質(zhì)量要求二、 分層開采常用井下工具分層開采井下工藝是由各種叫做封隔器、配產(chǎn)器、配水器等工具組成的。（一） 常用井下工具1、 封隔器封隔器是裝在油管某部位，用來局部密封井筒中一定位置上油管套管環(huán)形空間，隔開上下相鄰油層，為消除在同一井筒內(nèi)各油層之間相互干擾而設(shè)置的工具。1） 封隔器的編號(hào)；2） 封隔器代號(hào)的意義分類代號(hào)+支撐方式代號(hào)+坐封方式代號(hào)+解封方式代號(hào)+性能代號(hào)外徑直徑數(shù)值。2、 控制工具1） 配水器：配水器是分層注水管柱中重要的配水工具。按其結(jié)構(gòu)分為空心配水器和偏心配水器，主要是由固定部分的工作筒和活動(dòng)部分的配水芯子（或堵塞器）組成。2） 配

18、產(chǎn)器：按結(jié)構(gòu)分為空心配產(chǎn)器和偏心配產(chǎn)器，主要由固定部分的工作筒和活動(dòng)部分堵塞器組成。（二） 分層注水井下工具分層注水主要是針對(duì)多油層、非均質(zhì)、層間差異大等特點(diǎn)實(shí)行的一種注水方法。各油田普遍采用：Y341-114H-偏心式可洗分層注水井管柱和Y141-114偏心式分層注水井管柱。（三） 分層采油井下工具1、 自噴井分層采油井下工具2、 抽油機(jī)井分層采油井下工具3、 電動(dòng)潛油泵井分層采油井下工具三、 油水井挖潛改造（一） 多油層油井的層間接替（二） 油井堵水1、 油井堵水的作用2、 堵水井選井選層原則3、 高含水井堵井時(shí)應(yīng)注意的問題4、 堵水工藝的選擇1） 機(jī)械堵水機(jī)械堵水使用封隔器及其配套的井下

19、工具來封堵高含水目的層，解決各油層間的干擾或者調(diào)整注入水的平面驅(qū)油方向，以達(dá)到提高注入水驅(qū)油效率，增加產(chǎn)油量減少產(chǎn)水量的目的。抽油機(jī)井堵水管柱（平衡丟手管柱）、電泵井堵水管柱（懸掛式丟手管柱）、電泵井無卡瓦堵水管柱。2） 化學(xué)堵水油田化學(xué)堵水就是利用化學(xué)堵劑的膨脹和固化特性封堵高含水層的通道。非選擇性化學(xué)堵水和選擇性化學(xué)堵水。（三） 油、水井壓裂1、 水力壓裂的原理和施工1） 油水井水力壓裂的基本原理水力壓裂是油井增產(chǎn)、水井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。其要點(diǎn)是利用水力作用，人為在地層中造出足夠長、有一定寬度及高度的填砂裂縫，從而改善井筒附近油層液體的流動(dòng)通道。增強(qiáng)液體流動(dòng)面積，降低液體滲流阻力，使

20、油層獲得增產(chǎn)、增注的效果。油層壓裂就是在近井地帶形成一條或幾條人為的裂縫，使液體在向井筒流動(dòng)時(shí)，首先通過裂縫的側(cè)壁進(jìn)入裂縫，然后再從滲透性很高的裂縫很快進(jìn)入井筒，從而增大流動(dòng)面積，減少滲流阻力，提高油井的產(chǎn)液能力。2） 水力壓裂施工過程試擠加砂替擠2、 壓裂工藝及管柱結(jié)構(gòu)簡介主要工藝：普通壓裂工藝、選擇性壓裂工藝、多裂縫壓裂工藝、限流法壓裂工藝、平衡限流法壓裂工藝3、 影響壓裂增產(chǎn)效果的因素4、 油井壓裂選井選層原則5、 壓裂層段及壓裂時(shí)機(jī)的確定6、 壓裂井壓裂前后的管理7、 油水井壓裂生產(chǎn)管理（四） 油、水酸化用高壓泵將酸液在低于油層破裂壓力的條件下擠入油層，使之與油層中的礦物、膠結(jié)物或雜質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到提高油層滲透流能力或者解除油層堵塞物的施工技術(shù)稱為酸化。1、 適合用酸化