自喷与气举采油技术.ppt

石油天然气工程学院 1 采油方法采油方法是指将流入井底的原油采到地面所采用的工艺方法和方式 概述 2 采油方法分类 人工举升采油 自喷采油 采油方法分类 人工给井筒流体增加能量将井底原油举升至地面的采油方式 利用油层自身能量将原油举升到地面的采油方式 石油天然气工程学院 第一节自喷采油 1 自喷采油的定义 利用油层本身的能量将油举升到地面的方式 2 自喷采油的特点 井筒和地面设备简单 油井自喷的条件 产量 取决于地层中的石油所具有的能量是否大于自喷井中流动过程的能量损失之和 地层能量与能量损失之和的差值越大 产量越大 石油天然气工程学院 一 油井流入动态 1 从油层到井底的地下渗流 2 从井底到井口的垂直管流 3 经油嘴流出井口的嘴流 4 通过井口地面出油管线流至集油站分离器的水平管流 第一节自喷采油 1 自喷井生成过程中 原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程 石油天然气工程学院 2 油井流入动态油井产量与井底流动压力的关系 它反映了油藏向油井的供油能力 反映了油藏压力 油层物性 流体物性 完井质量等对油层渗流规律的影响 是采油工程与油藏工程的衔接点 通过油井流入动态研究 可以为油藏工程提供检验资料 为采油工程的下一步工作提供依据 第一节自喷采油 3 油井流入动态曲线 IPR曲线 表示产量与井底流压关系的曲线 简称IPR曲线 石油天然气工程学院 4 采油 液 指数 J J的确定 改变油井工作制度 当油井稳定生产后 测定一系列流压与产量值绘成一条直线 该直线斜率的负倒数即为采油指数J 单位生产压差下的油井产油 液 量 反映油层性质 厚度 流体物性 完井条件及泄油面积等与产量有关的综合指标 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 1 流动型态 流动结构 流型 流动过程中油 气的分布状态 纯液流当井筒压力大于饱和压力时 天然气溶解在原油中 产液呈单相液流 影响流型的因素 气液体积比 流速 气液界面性质等 第一节自喷采油 二 多相垂直管流 石油天然气工程学院 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 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 不影响摩擦阻力 滑脱现象比较严重 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 泡流 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 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 特点 气体呈分散相 液体呈连续相 一段气一段液交替出现 气体膨胀能得到较好的利用 滑脱损失变小 摩擦损失变大 段塞流 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 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 摩擦损失变大 滑脱损失变小 气体举油作用主要是靠摩擦携带 环流 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 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 特点 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 液之间的相对运动速度很小 气相是整个流动的控制因素 雾流 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 油井生产中可能出现的流型自下而上依次为 纯油 液 流 泡流 段塞流 环流和雾流 实际上 在同一口井内 一般不会出现完整的流型变化 油气沿井筒喷出时的流型变化示意图 纯油流 泡流 段塞流 环流 雾流 小结 第一节自喷采油 石油天然气工程学院 第二节气举采油原理 必须有足够的气源 需要压缩机组和地面高压气管线 地面设备系统复杂 一次性投资较大 系统效率较低 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 气举定义 优点 井口和井下设备比较简单 缺点 高产量的深井 气油 液 比高的油井 定向井和水平井等 适用条件 石油天然气工程学院 一 气举采油原理 依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合 利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低 将流到井内的原油举升到地面 第二节气举采油原理 石油天然气工程学院 向井筒周期性地注入气体 推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面 从而排出井中液体 气举分类 按注气方式分 连续气举 将高压气体连续地注入井内 排出井筒中液体 间歇气举 第二节气举采油原理 适用条件 供液能力较好 产量较高的油井 适用条件 油层供给能力差 产量低的油井 石油天然气工程学院 当油井停产时 油管和套管内的液面处于同一高度 当启动压缩机向油套环形空间注入高压气体时 环空液面将被挤压下降 1 启动过程 二 气举启动 第二节气举采油原理 石油天然气工程学院 如不考虑液体被挤入地层 环空中的液体将全部进入油管 油管内液面上升 随着压缩机压力的不断提高 最终达到启动压力 气举井 无阀 的启动过程b 环形液面到达管鞋 气举启动压力 当环形空间内的液面达到管鞋 注气点 时的井口注入压力 第二节气举采油原理 石油天然气工程学院 当高压气体进入油管后 由于油管内混合液密度降低 液面不断升高 最终 液流喷出地面 井底流压随着高压气体的进一步注入 也将不断降低 最后达到一个协调稳定状态 气举井 无阀 的启动过程c 气体进入油管 第二节气举采油原理 石油天然气工程学院 当高压气体进入油管后 由于油管内混合液密度降低 井底流压将不断降低 2 气举过程中压缩机压力变化 压缩机向油套环形空间注入高压气体 随着压缩机压力的不断提高 环形空间内的液面将最终达到管鞋 注气点 处 此时的井口注入压力为启动压力 当井底流压低于油层压力时 液流则从油层中流出 这时混合液密度又有所增加 压缩机的注入压力也随之增加 经过一段时间后趋于稳定 气举工作压力 第二节气举采油原理 石油天然气工程学院 一 自喷井生成过程中 原油流至地面分离器一般要经过四个流动过程 1 从油层到井底的地下渗流 2 从井底到井口的垂直管流 3 经油嘴流出井口的嘴流 4 通过井口地面出油管线流至集油站分离器的水平管流 二 多相垂直管流油井生产中可能出现的流型自下而上依次为 纯油 液 流 泡流 段塞流 环流和雾流 复习提要 三 IPR曲线 产油 液 指数1 表示产量与井底流压关系的曲线 2 单位生产压差下的油井产油 液 量 石油天然气工程学院 复习