井下节流汇报解读PPT课件VIP

.,1,井下节流技术研究与应用,华北油田方园科技开发有限公司,汇报人:杜国梁,.,2,目录,一、油气井井下节流的机理二、新型井下节流油嘴介绍三、井下节流油嘴工作原理四、现场应用五、经济效益分析六、结论,.,3,一油气井井下节流的机理,1.1概述油、气、水混合物从油（气）藏到分离和储存系统过程中，为了控制油、气、水经多孔介质渗流（流入动态）、垂直管流及水平或起伏管流的流动型态，使井按预期的要求生产，必须施加相应的机械条件，这些机械条件是：、从产层到井筒的设备如套管、油管、封隔器、井下油嘴等。其中井下油嘴是自喷井最重要的井下控制器。、从井口到地面集输系统的设备，如井口装置、出油管线、地面油嘴等，其中地面油嘴又是自喷井最重要的地面控制器。、各种地面设施，如油气（或气水）分离器、储罐等。,.,4,由此可见，地面油嘴和井底油嘴就是在多相流程的不同部位设置的节流器。在井口管线上安装地面油嘴，能够产生井口压力降，以增大井口的安全程度和减少分离器的压力；而在井下安装油嘴,则可产生井筒压力降，调节举升管中地层能量的利用，从而调节地层气液流体的产量。地面油嘴与井下油嘴的比较见表一。,.,5,1.2油气混合物通过油气嘴流动的热力学基础气体（或可压缩气、液混合物流体）在节流嘴中流动时，由于流速极快（可达声速），流动介质（气、液混合物）与外界（如油管环空、套管水泥环以及地层等所组成的多壁层之间）来不及进行热交换，这一过程可视为绝热膨胀过程。对油嘴流动系统而言，气液混合流体在通过节流嘴的瞬间，与外界无热交换，内能的减少全部用于动能的增加。内能消耗的结果使气液混合物流经油嘴瞬间的温度急剧下降，这就是为何节流易出现冻堵的缘故。,.,6,水合物冻堵现象发生在地面油嘴，而井下油嘴却能避免的原因主要有两点：由于井内自下而上压力下降幅度较小，而井内温度下降幅度较大；气液混合物经井下油嘴节流后在管线流动与外界油管、环空、套管、地层等所组成的多层壁之间进行热交换，温度升高。而气液混合物经地面油嘴节流后在管线流动时与外界油管、空气之间进行热交换，温度不一定升高，地面与井下热交换场所的环境温度相差很大，特别是北方冬季。因此，井下油嘴安装在一定的深度后，能达到防止井下冻堵的目的。,.,7,1.3井下节流与自喷管举升效率的关系,从地下采出天然气，多数情况下都伴随产出气、液两相或多相混合物，对气井，液相物质可能是借助于气体膨胀而被带出地面的。采用井下节流时，由于井口压力下降很大，因而提高了气体的举液能力。一些井口压力较高的出水气井，在采用井下油嘴后，不仅提高了井口出气温度，消除了冻堵，而且增强了井的排水能力，若在套管环空定期注入泡排剂，效果更明显，能消除或减缓气井的井筒积液降低液面上升速度，从而延长了油气井的自喷生产周期。,.,8,1.4地面油气嘴与井下油气嘴的比较,地面油嘴与井下油嘴最根本的异同点归纳为：（1）前者处于地面，后者处于井下，从热力学观点看，两种节流的绝热膨胀过程的环境不同，因而对地热条件的利用不同。（2）二者均满足伯努利方程所规定的能量平衡定律。它们在水动力学方面确有些差异，即地面油嘴属于水平管喷嘴流动；井下油嘴属于垂直管喷嘴流动。,.,9,表一：地面油嘴与井下油嘴的比较表,.,10,续上表,.,11,2.1应用范围：适用于73mm油管的自喷油气井。2.2主要规格及技术参数1、井下油嘴总成长度：单胶筒310mm、双胶筒360mm。2、最大外径：56mm和57mm两种。3、耐压：25Mpa,4、嘴径：2.0-9.0mm。,二、新型井下节流油气嘴介绍,.,12,4、投放防喷管长度1.0m,防喷管耐压50Mpa。5、投放工具串长度1.0m：管串：绳帽+加重杆+井下气嘴。6、打捞工具串长度1.6m：管串：绳帽+加重杆+打捞工具+井下气嘴。,.,13,三、井下节流油嘴工作原理投放井下油嘴时，油气井不需压井和提下油管。采用井口防喷管和钢丝作业，将钢丝绳帽接上加重杆和座封工具，用座封工具下压油嘴套，进而压缩弹簧，装上座封销钉。这时井下油嘴的胶筒处于最小外径，因此可以在防喷管和油管内自由下放。当油嘴下到设计位置时，上提钢丝，座封工具和中心管上行，打捞头和卡瓦下行，中心管锥面沿卡瓦内锥面上行撑开三片卡瓦，卡住油管内壁，再增大上提力，剪断座封销钉，此时被压缩的弹簧释放出弹力顶住活塞杆上行，带动锥体上行，胶筒涨开贴紧油管内壁。此时三片卡瓦便紧紧卡在油管内壁上，胶筒在弹簧弹力作用下膨胀，外径增大，密封井下油嘴中心管与油管的环形空间。提出座封工具后，井下油嘴依靠卡瓦和胶筒的涨紧力悬挂于油管内。开井后，井内油气经防砂罩、活塞杆从陶瓷油嘴通过时节流降压，节流压差作用在活塞杆和下活塞上，产生向上的推力，带动锥体继续上行，进一步涨开胶筒，挤紧油管内壁。同时，胶筒上下压差产生的向上推力带动中心管锥体上行，进一步涨紧卡瓦，卡紧油管内壁。,.,14,打捞井下油嘴前，下钢丝和冲击头，冲击井下油嘴的中心管。中心管锥体下行，卡瓦退出锥体，卡瓦根部向下小倒齿进入挡环而解封，此时因胶筒未解封与油管内壁有摩擦力，井下油嘴不会落井。提出钢丝和冲击头，再下钢丝和可退式打捞工具，接近井下油嘴时下冲，这时打捞爪下行胀开卡住井下油嘴的打捞头。上提钢丝，捞爪下滑顶住锥体内表面，爪片沿锥面收缩，进一步卡紧打捞头，继续上提钢丝和弹力轴，弹力销钉的一端受到向上的拉力，而胶筒摩擦阻力通过锥体、捞筒、外筒传至上接头下端面，下压弹簧筒，使弹力销钉的另一端受到向下的压力。,.,15,当上提阻力达到一定值后，剪断弹力销钉，此时顶杆在弹簧弹力作用下快速弹出，冲击油嘴套，活塞杆下行时带动防砂内罩、防砂外罩、下活塞下行。下活塞上部锥面沿中心管下行，退开胶筒内锥面。下行一定位置时，胶筒的内锥面不再受下活塞上部锥面挤压，实现胶筒解封的目的，降低了井下油嘴与油管内壁的摩擦力。在弹力作用下，卡瓦上行、小倒齿进入挡环锁紧，外径收缩至最小状态。即使打捞工具退开卡瓦也无法下行再次座封。在上提打捞井下油嘴的过程中，当阻力达到一定值时，可退销钉被剪断，捞爪下滑顶住捞筒内台阶，锥体下滑离开捞爪顶住引鞋上端面，井下油嘴打捞头从捞爪锥面退出，达到打捞工具退出井下油嘴的目的，确保钢丝及可退式打捞工具顺利提出井口，此时卡瓦失去锚定能力，开井生产一段时间，在压差作用下，井下油嘴总成上移一段距离，再重复打捞。,.,16,本实用新型结构紧凑，设计合理，操作方便，不需用扒杆或吊车配合，只用钢丝车就能完成投、捞作业。井下油嘴长度短，耐压高，寿命长。多次开关井仍能有效工作。可退式打捞工具能在钢丝工作拉力范围内完成打捞、解封，释放和锁紧的任务，确保钢丝不发生拉断和抽头的现象，实现安全、有效地打捞井下油嘴。,.,17,开井前井口或地面装一个大油嘴（8mm）将油压调至高于回压0.5-1MPa。以保护地面设备及管线。生产过程中出现产量和油压升高异常时，立即关井，及时组织打捞、检查井下油嘴。,生产管理,.,18,1、高气油比井采用井下节流工艺，能有效利用地层能量，延长自喷期，合理、高效地开发天然气资源。2、简化地面流程：新投产气井，不设水套炉和节流装置，加快了气井工程建设，缩短工期，投产速度快。3、可增强气井自身带液能力，提高产液量，天然气气流在生产管柱内经过井下气嘴节流后，压力降低，体积膨胀，提高了气体流速，增强了天然气的带液能力，使产液量较低的气井生产更趋平稳。,5.2社会效益,.,19,1、可防止产层激动：采用井下节流嘴，气井工作制度稳定，产量平稳，可防止气井开关井操作不当而引起井底产层激动，导致地层出砂、出水等情况的发生。5、方便管理，降低了工人劳动强度。6、降低了地面管线和井口的压力，延长了气井井口及地面设备的使用寿命，并有利于气井的安全生产。,.,20,六、结论6.1气井井下节流的作用1、调节产气量，让油气井在设计的产率下稳定生产。2、井下节流降压能充分利用井下地热、提高地面油气出口温度，取代井口加热或注醇防冻工艺。杜绝井下、井口或管线冻堵，简化了地面流程，方便了现场的管理，减轻工人的劳动强度，做到了安全、环保生产。,.,21,3.井下节流降压能产生井筒压力降，调节举升管中地层能量的利用，增加举采油气藏，能大幅度降低地面出口气油比。即产气量一定时，采用井下节流的产液量比地面节流产液量大。4、节流能防止气体在环空集聚，缓和井底激动。预防水或气的锥进，对易出砂井可维持一个防砂的自喷产量上限，达到平稳生产的目的。5、井下节流后压力下降，气、液流速加快，出口温度提高，使油管内结蜡点上移，有效地减缓油管内蜡的形成，甚至不结蜡。,.,22,1、利用钢丝投放和打捞不需要压井和提下油管，作业方便、快捷和经济。2、在油管内任意位置或任意点坐封，不需工作筒，适合国内油气田特征。3、在投放井下气嘴时，可控制卡瓦在放喷管及井口处不易坐封。4、利用活塞上下产生的节流压差，提高胶筒的气密封耐压性能，解决了因多次开关井易造成密封失效的难题。5、利用陶瓷节流气嘴，提高耐磨性能和抗腐蚀性能好，粉末陶瓷不腐蚀，硬度高，井下工作寿命长。,6.2性能及特点,.,23,6、可退式打捞工具在捞住井下节流气嘴打捞颈后，上提钢丝力量达到一定值时，剪断销钉，便能使卡瓦和胶筒锥体解封，卡瓦解封后外径缩至最小状态并锁紧，解决了井下节流气嘴打捞难的问题。7、上提井下打捞节流气嘴，如遇卡、遇阻，力量达到一定值时，剪断可退销钉，捞爪退出井下节流气嘴打捞颈，防止钢丝抽头。8、打捞后又退出的井下节流气嘴，因卡瓦外径小且锁紧，失去坐封锚定能力，上移不会坐封，仅靠胶筒与油管内壁的摩擦力难以提出，此时可地面控制开井生产一定时间再打捞，使井下节流气嘴因上下压差而向上移动，压差产生的推力比钢丝拉力