石油工程概论-张红玲第七章自喷及气举采油技术(XXXX

1、第六章第六章 自喷及气举采油技术自喷及气举采油技术 主要研究内容主要研究内容重点重点油井流入动态、采油指数、滑脱现象、气举油井流入动态、采油指数、滑脱现象、气举启动压力等基本概念；启动压力等基本概念；采油方法采油方法：将流到井底的原油采至地面所将流到井底的原油采至地面所用的工艺方法和方式。用的工艺方法和方式。 人工举升采油方法类型人工举升采油方法类型人工举升采油技术人工举升采油技术有杆泵采油有杆泵采油无杆泵采油无杆泵采油常规有杆泵采油常规有杆泵采油地面驱动螺杆泵采油地面驱动螺杆泵采油气举采油气举采油电动潜油离心泵采油电动潜油离心泵采油水力活塞泵采油水力活塞泵采油电动潜油螺杆泵采油电动潜油螺杆泵

2、采油射流泵采油射流泵采油柱塞泵采油柱塞泵采油 第一节第一节 自喷采油自喷采油1234自喷井生产系统分析自喷井生产系统分析完整的自喷井生产系统的压力损失示意图完整的自喷井生产系统的压力损失示意图穿过地面穿过地面油嘴的压油嘴的压力损失力损失回压回压PhPh油藏压力油藏压力PePe井底流压井底流压PwfPwf油藏中的压力损失油藏中的压力损失PePePwfPwf油压油压PtPt井筒中的压力损失井筒中的压力损失PwfPwfPtPt地面出油管线地面出油管线中的压力损失中的压力损失PhPhPsepPsep分离器压力分离器压力PsepPsep嘴损嘴损PtPtPhPh套压套压PcPc油井自喷生产的条件油井自喷生

3、产的条件管线嘴井筒生总PPPPP总PPe一、油井流入动态一、油井流入动态 Inflow Performance RelationshipwfPoQasrrBPPhkqweoowfeooln)(2wfP1.1.单相液体流入动态单相液体流入动态 单相稳定流动条件下，油层物性及流体性质单相稳定流动条件下，油层物性及流体性质基本不随压力变化。基本不随压力变化。)(wfroPPJq)(wfroPPqJJm1采油采油( (液液) )指数指数：单位生产压差下的油井产油单位生产压差下的油井产油( (液液) )量。量。直井直井油气两相渗流油气两相渗流时油井产量公式为：时油井产量公式为： o o、BoBo、Kro

4、Kro都是压力的函数，都是压力的函数，通常结合试井资料通常结合试井资料来研究来研究IPRIPR曲线。曲线。2.油气两相渗流时的流入动态油气两相渗流时的流入动态v19681968年，沃格尔对年，沃格尔对不同流体性质、油气不同流体性质、油气比、相对渗透率、井比、相对渗透率、井距、压裂井、污染井距、压裂井、污染井等各种情况下的等各种情况下的2121个溶解气驱油藏进行个溶解气驱油藏进行了计算。了计算。低低高高排除高粘度原油及严重污染的油井后，绘制了一条排除高粘度原油及严重污染的油井后，绘制了一条参考曲线，这一曲线被称为沃格尔曲线。参考曲线，这一曲线被称为沃格尔曲线。 VogelVogel曲线及方程曲线

5、及方程8 . 02 . 01 2maxrtestwfrtestwftestooPPPPqqmaxoq a.计算max28 . 02 . 01orwfrwfoqPPPPqc.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。b.给定不同流压，计算相应的产量：二、气液混合物在垂直管中的流动规律二、气液混合物在垂直管中的流动规律油油+ +水水+ +气气多相流多相流 气相气相+ +液相液相 气液两相流气液两相流1.1. 油气混合物在油管中的流动特征油气混合物在油管中的流动特征 流压：流压：从油层流到井底后具有的压力从油层流到井底后具有的压力油压：油压：流压作用下，克服静液柱压力和流动阻力流压作用下，克服静

6、液柱压力和流动阻力 后的压力后的压力根据两相介质分布的外形分为根据两相介质分布的外形分为5类：类：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影气体是分散相，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；滑脱现象比响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；滑脱现象比较严重。较严重。泡流泡流当混合物继续向上流动，压力逐渐降低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，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气大气泡泡，直到能够占据整个油管断面时，井，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。筒内将形成一段液一段气的结构。气体呈分散相，液体呈连续相；气体呈分散相，液体呈连

7、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。油管中心是连续的气流而管壁油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。为油环的流动结构。气体的体积流量增加到足够大时，油气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的管中内流动的气流芯子气流芯子将变得很粗，将变得很粗，沿管壁流动的沿管壁流动的油环油环变得很薄，绝大部变得很薄，绝大部分油以分油以小油滴小油滴分散在气流中分散在气流中。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

8、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。三、嘴流规律三、嘴流规律嘴流示意图嘴流示意图在临界流动条件下，在临界流动条件下，混合混合物的流量不受物的流量不受嘴后压力波嘴后压力波动动的影响，而只与嘴前压的影响，而只与嘴前压力（油压）有关。力（油压）有关。1112kkckPP528. 01PPc546. 01PPc临界流动条件下，临界流动条件下， 成线性关系成线性关系otqp油嘴特性曲线油嘴特性曲线tp节点划分依据：节点划分依据：不同的流动规律相关式不同的流动规律相关式自喷井生产系统节点位置自喷井生产系统节点位置第二节

9、第二节 气举采油气举采油必须有足够的气源；需要压缩机组和地必须有足够的气源；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。性投资较大；系统效率较低。气举定义气举定义：优点：优点：井口和井下设备比较简单井口和井下设备比较简单缺点：缺点：高产量的深井；气油高产量的深井；气油( (液液) )比高的油井；比高的油井；定向井和水平井等。定向井和水平井等。适用条件：适用条件：依靠从地面注入依靠从地面注入井内的高压气体井内的高压气体与油层产出流体与油层产出流体在井筒中混合，在井筒中混合，利用气体的利用气体的膨胀膨胀使井筒中的混合使井筒中的混

10、合液液密度降低密度降低，将流到井内的原油举升到地面。一、气举采油原理一、气举采油原理(Continuous Gas-lift)( (IntermittantIntermittant Gas Lift) Gas Lift)气举井（无气举阀）的启动过程气举井（无气举阀）的启动过程aa停产时停产时 气举井（无阀）的启动过程气举井（无阀）的启动过程bb环空液面到达管鞋环空液面到达管鞋气举井（无阀）的启动过程气举井（无阀）的启动过程c气体进入油管气体进入油管气举过程中压缩机压力变化随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的随着压缩机压力的不断提高，环形空间内的液面液面将最终将最终达达到管鞋（注气点）处到管鞋（注气点）处，此时的井口注入压力为启动压力。，此时的井口注入压力为启动压力。当井底流压低于油层压当井底流压低于油层压力时，液流则从力时，液流则从油层中流油层中流出出，这时，这时混合液密度又有混合液密度又有所增加所增加，压缩机压力，压缩机压力随之随之增加增加，经过一段时