第八章 油气井投产

1、本章主要内容：8.1 投产措施 8.2 排液8.3 完井管柱 8.4 油气井井口装置 第八章第八章 油气井投产油气井投产 一、通井一、通井 目的：检验井筒是否畅通无阻。目的：检验井筒是否畅通无阻。 1通径规通井通径规通井 通径规是检查套管、油管内通径通径规是检查套管、油管内通径的简单而常用的工具的简单而常用的工具 检查套管、油管内通径是否符合检查套管、油管内通径是否符合标准。标准。 外径：一般应小于套管最小内径外径：一般应小于套管最小内径46mm。第一节 投产措施图图8一一l 套管通径规套管通径规第一节 投产措施图图82 铅模铅模1接箍；接箍； 2短节；短节；3拉筋；拉筋；4铅体铅体2铅模通井

2、铅模通井铅模通井打印，下钻速度不宜过铅模通井打印，下钻速度不宜过快，以免中途顿碰使铅模变形，快，以免中途顿碰使铅模变形，影响分析结果。影响分析结果。打印钻压打印钻压,一般一般1530KN，最大，最大不超过不超过50KN，不得冲撞。，不得冲撞。加压打印一次后即行起钻，只能加压打印一次后即行起钻，只能加压一次加压一次,不得二次打印。铅模起不得二次打印。铅模起出后要对铅模做技术描述并拍照出后要对铅模做技术描述并拍照存档。存档。二、刮管二、刮管 目的：目的：清除套管内壁水泥及炮眼毛刺，保清除套管内壁水泥及炮眼毛刺，保证下井工具正常工作及封隔器坐封成功。证下井工具正常工作及封隔器坐封成功。 常用套管刮削

3、工具有两种：常用套管刮削工具有两种： 胶筒式套管刮削器胶筒式套管刮削器 弹簧式套管刮削器弹簧式套管刮削器第一节 投产措施胶筒式套管刮削器结构胶筒式套管刮削器结构1上接头；上接头；2冲管；冲管；3胶筒；胶筒；4刀片；刀片；5壳体；壳体；6“O”形密封圈；形密封圈；7下接头下接头弹簧式套管刮削器结构弹簧式套管刮削器结构 1固定块；固定块；2内六角螺钉；内六角螺钉；3刀刀板；板；4弹簧；弹簧；5壳体；壳体；6刀板座刀板座第一节 投产措施 三、洗井三、洗井 目的：目的：井筒内脏物用洗井液冲洗带出井筒，为以后施井筒内脏物用洗井液冲洗带出井筒，为以后施工作好准备。工作好准备。 1洗井液性质洗井液性质: 配

4、伍配伍清洁、优质、保护产层；清洁、优质、保护产层； 与压井液相对密度相同与压井液相对密度相同1.01.26 2洗井方式：洗井方式：正循环正循环油管泵入，套管返出。大排量油管泵入，套管返出。大排量 反循环反循环套管泵入，油管返出。小排量套管泵入，油管返出。小排量 3洗井技术要求洗井技术要求：光油管，探人工井底；光油管，探人工井底； 提油管至人工井底提油管至人工井底23m， 洗井水量洗井水量 井筒容积井筒容积2倍，倍， 排量排量 25m3/h第一节 投产措施四、低渗储层投产措施四、低渗储层投产措施投产后低渗储层单井产量达不到开发经济下限，投产后低渗储层单井产量达不到开发经济下限，需用压裂、酸化措施

5、提高单井产量。需用压裂、酸化措施提高单井产量。 通常水力压裂应用于低渗透砂岩储层通常水力压裂应用于低渗透砂岩储层 酸压作业应用于低渗透碳酸盐岩储层酸压作业应用于低渗透碳酸盐岩储层 基质酸化作业用于对储层进行解堵，也常在基质酸化作业用于对储层进行解堵，也常在低渗储层不具备水力压裂或酸化条件时使用。低渗储层不具备水力压裂或酸化条件时使用。 第一节 投产措施1水力压裂投产措施水力压裂投产措施（1）目的与原理）目的与原理 通过压裂液在储层中造缝，通过压裂液在储层中造缝，在低渗储层中形成支撑裂缝在低渗储层中形成支撑裂缝高导流的通道，使渗流方式高导流的通道，使渗流方式由径向流动变为线性流动，由径向流动变为

6、线性流动，进而增大渗流面积。进而增大渗流面积。第一节 投产措施（2）几个概念：）几个概念： 缝长、缝高、缝宽；缝长、缝高、缝宽； 端部脱砂：使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，端部脱砂：使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。 第一节 投产措施（3）压裂液选择与评估：）压裂液选择与评估： 对压裂液的要求对压裂液的要求具有足够的粘度具有足够的粘度(如在裂缝条件下如在裂缝条件下50100mPas)与滤失控制性能，以保证有效造缝和携带支撑剂与滤失控制性能，以保证有效造缝和携带支撑剂进入裂缝，达到设计铺置浓度。进入裂缝，达到设计铺

7、置浓度。对支撑裂缝与储层的伤害最小，易于返排。对支撑裂缝与储层的伤害最小，易于返排。具有良好的操作性能、安全与低成本。具有良好的操作性能、安全与低成本。 第一节 投产措施（4）支撑剂：）支撑剂：石英砂：石英砂： 国内常用兰州砂国内常用兰州砂(水洗水洗)，密度为，密度为2.65gcm3。一般在小于有效闭合应力一般在小于有效闭合应力30MPa时使用。时使用。烧结陶粒：烧结陶粒： 一般在有效闭合应力大于一般在有效闭合应力大于29MPa时选用。时选用。 颗粒密度颗粒密度3.4gcm3以上，称为高密度支撑剂。以上，称为高密度支撑剂。 第一节 投产措施目前现场常用的比较成功的施工工艺有：目前现场常用的比较

8、成功的施工工艺有：封隔器分层压裂封隔器分层压裂封堵球选压封堵球选压限流压裂等。限流压裂等。第一节 投产措施2酸化压裂作业酸化压裂作业 目的与原理目的与原理： 将高粘度胶液作为前置液对地层造缝，接将高粘度胶液作为前置液对地层造缝，接着注入酸液与碳酸盐地层反应或直接使用着注入酸液与碳酸盐地层反应或直接使用稠化酸对地层造缝并与地层起反应，而形稠化酸对地层造缝并与地层起反应，而形成一定的酸蚀宽度与缝长。成一定的酸蚀宽度与缝长。 第一节 投产措施3. 高能气体压裂高能气体压裂 第一节 投产措施(1) 机械作用机械作用(2) 水力振荡水力振荡 (3) 高温作用高温作用(4) 化学作用化学作用作用原理：作用

9、原理：4. 稠油、高凝油投产措施稠油、高凝油投产措施 注蒸汽开采注蒸汽开采 水力活塞泵水力活塞泵 有杆泵空心抽油杆电加热或热水循环抽油有杆泵空心抽油杆电加热或热水循环抽油自控加热电缆自控加热电缆 双管同心管热水循环双管同心管热水循环 第一节 投产措施常规排液措施包括：常规排液措施包括：替喷排液替喷排液抽汲排液抽汲排液气举排液气举排液泡沫排液泡沫排液第二节第二节 排排 液液 替喷排液实质是减小井内液体相对密度，使井内液柱回压低于油层压力。1常规替喷法常规替喷法把油管下到人工井底以上lm左右，用替喷液把压井液替出，然后上提油管到油层中部或上部完井。只限于用在自喷能力不强、替完替喷液到油井喷油之间有

10、一段间歇，来得及上提油管的油井。第二节第二节 排排 液液一、替喷排液一、替喷排液2二次替喷法二次替喷法油管下到人工井底以上1m左右；替入一段替喷液；再用压井液把替喷液替到油层部位以上；上提油管至油层中部；最后用替喷液替出油层顶部以上的全部压井液。这样既替出井内的全部压井液又把油管提到了预定的位置。生产压差的形成均匀缓慢，不致引起由于井内的坍塌而使油层出砂。第二节第二节 排排 液液第二节第二节 排排 液液图822 二次替喷示意图1替喷液；2油管；3油层；4压井液；5套管图821 一次替喷示意图1油管；2套管；3压井液；4油层；5替喷液 用专用工具将井内液体抽到地面，达到降低液面，减小液柱对油层回

11、压的排液措施 油管抽子：无阀抽，阀抽 抽子接钢丝绳，修井机或钻机带动，下放进液，上提排液第二节第二节 排排 液液二、抽汲排液二、抽汲排液图 824 阀抽子示意图1接头；2阀罩；3阀球；4阀座；5中心管；6胶皮上压帽；7胶皮；8胶皮下压帽；9紧帽图823 无阀抽子工作示意图1上接头；2胶皮滑动杆；3半圆挡板；4中间接头；5胶皮；6胶皮上压帽；7胶皮下压帽；8尾堵 概念：采用高压气体压缩机把气体压入井中使压井液排出的诱导油流的方法。 特点：井内液体回压能疾速下降。 适用：只能适用于胶结坚实的砂岩或碳酸盐岩油井的排液。胶结疏松砂岩，控制捞空深度和气举排液速度，以免破坏油层结构而出砂。 注意：只能用氮

12、气或天然气，禁用空气。空气与天然气混合，天然气如占混合气体总体积的515，时，遇明火即会爆炸。 方式：常规气举、多级气举、混合气举、连续管气举第二节第二节 排排 液液三、气举排液三、气举排液第二节第二节 排排 液液常规气举法诱流示意图1高压注气泵；2注入气；3混气液柱；4油层；5原油出口；6油管；7套管多级气举阀诱喷法多级气举阀诱喷法常常规规气气举举多多级级气气举举正举正举反举反举泡沫流体：由不溶性或微溶性气体分散于液体中形成的分散体系。气为分散相，液为分散介质。特性：静液柱压头低、滤失量小、携砂性能好、摩阻损失小、助排能力强、对油层伤害小等。 条件：气体与液体发生接触；须加入某些表面活性剂(

13、称起泡剂)，使泡沫稳定。第二节第二节 排排 液液 四、泡沫排液四、泡沫排液泡沫质量（泡沫干度）：在一定温度压力下，泡沫流体中气体体积与泡沫体积之比。成分：气相：空气，氮气，二氧化碳，天然气 液相：水基，醇基，烃基，酸基 起泡剂：离子型和非离子型表面活性剂 第二节第二节 排排 液液 四、泡沫排液四、泡沫排液下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井工程的最后一个环节。生产管柱设计的合理性直接关系到生产井或注入井投产后能否正常生产。油井，注水井，天然气井，水平井完井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱一、油井完井管柱一、油井完井管柱自喷井分层采油管柱自喷井全井合采采

14、油管柱 主要用于层间差异大的自喷井，解决层问的干扰和矛盾，充分发挥各层段的潜力，提高采油速度 第三节第三节 完井管柱完井管柱 双管分采管柱示意图1.双管分采管柱双管分采管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱2.有杆泵井标准有杆泵井标准井下管柱井下管柱(a) 封下采上 (b) 封上采下 (c) 封中间采两头 (d) 封两头采中间 有杆泵生产管柱型式第三节第三节 完井管柱完井管柱3.水力活塞泵完井管柱水力活塞泵完井管柱 工作原理：由地面泵将动力液增压并泵送入井下，由动力液驱动液压马达作上下往复运动，同时液马达带动井下泵柱塞上下往复运动，把井液举升到地面。第三节第三节 完井管柱完井管柱图840 全井段合

15、采单管柱示意图a双向卡封封隔分隔采出井液(带单向阀)管柱；b双向卡封封隔分隔采出井液(不带单向阀)管柱； 第三节第三节 完井管柱完井管柱电动潜油泵采油系统主要由井下机组、地面设备和电缆三大部分构成。井下机组包括电动潜油泵、油气分离器、潜油电机和保护器；地面设备包括变压器和控制屏。4.电动潜油泵采油管柱电动潜油泵采油管柱5.气举井完井管柱气举井完井管柱 气举是一种人工举升方式。 工艺过程是通过向井筒内注入高压气体的方法来降低油管内从注气点到地面的液柱密度，使原油及液体连续地从油层流向井底，并从井底举升到地面。 第三节第三节 完井管柱完井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱第三节第三节 完井管柱完井

16、管柱1电控箱；2电机；3皮带；4方卡子；5减速箱；6压力表；7专用井口；8抽油杆；9抽油杆扶正器；10油管扶正器；11油管；12螺杆泵；13 套管；14定位销；15l油管防脱装置；16筛管；17死堵；18油层6.螺杆泵采油井下管柱螺杆泵采油井下管柱注水井管柱两大类 笼统注水管柱 分层注水管柱分层注水配水器三类 固定配水器 活动配水器 偏心配水器第三节第三节 完井管柱完井管柱二、注水井管柱二、注水井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱图853固定配水器1上部接头；2弹簧调节环；3弹簧垫；4弹簧；5中心管；6出水阀；7密封圈；8出水阀座；9密封圈；10配水嘴；11阀座接头图854活动配水器1上部接头

17、；2打捞头；3“O”型密封圈；4调节杆；5密封套；6弹簧垫片；7弹簧；8“O”型密封圈；9保护圈；10弹簧座；11阀球；12防砂套；13防砂盖；14出水套总成；15固定螺丝；16阀座；17配水嘴；18锥体；19下部接头第三节第三节 完井管柱完井管柱图859可洗井偏心配水管柱(a) (b)图858偏心配水管柱图8-62 双管分层注水管柱图863 同心管分层注水示意图第三节第三节 完井管柱完井管柱 天然气中往往含有H2S、CO2等腐蚀性气体 须采用抗腐蚀气体管柱 在气层以上应下入抗H2S材料的封隔器密封油套管的环形空间 在油套管环形空间中注入缓蚀剂。第三节第三节 完井管柱完井管柱图864含H2S及

18、CO2等腐蚀性气体采气管柱图三、天然气井完井管柱三、天然气井完井管柱四、定向井、水平井完井管柱四、定向井、水平井完井管柱1定向井完井管柱定向井完井管柱各种抽油泵，不论有杆泵、水力活塞泵、电动潜油泵大都下在造斜点以上的直井段中。如果液面在造斜点以下，各种抽油泵也只能下在井身斜度小于30的稳斜段。有杆泵在下人稳斜段后，油管要加油管扶正器、泄油器；抽油杆柱上要加减振防脱器和抽油杆尼龙扶正器。在曲率较大的井段抽油杆上还要加滚珠接箍或滚轮接箍。 第三节第三节 完井管柱完井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱1定向井完井管柱定向井完井管柱第三节第三节 完井管柱完井管柱2水平井完井管柱水平井完井管柱水水平平井

19、井有有杆杆抽抽油油泵泵管管柱柱水水平平井井掺掺稀稀油油有有杆杆抽抽油油泵泵管管柱柱1.井口装置作用 悬挂井下油管柱、套管柱 密封油套管和两层套管间环空以控制油气井生产 回注(蒸汽、注气、注水、酸化、压裂、注剂等) 安全生产。第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置一、概述第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置2.井口装置包括 套管头 油管头 采油(气)树第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置二、套管头连接套管和油管头的部件，用以悬挂中间套管和生产套管并确保密封各层套管间的环形空间，为安装防喷器和油管头等上部井口装置提供过渡连接，并通过套管头本体上两侧口，可进行补挤水泥和注平衡液等作业

20、。第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置套管头型号表示方法套管头尺寸代号:连接套管和悬挂 套管外径，in；本体连接型式代号: F表示法兰连接， Q表示卡箍连接 单级套管头示意图单级套管头示意图1油 管 头 ；油 管 头 ； 2 套 管 头 ；套 管 头 ；3套管悬挂器套管悬挂器(卡瓦式）；卡瓦式）；4悬挂套管；悬挂套管；5表层套管表层套管第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置最大工作压力MPa上悬挂套管尺寸号，in下悬挂套管尺寸号，in连接套管尺寸代号，in本体连接型式代号套管头代号双级套管头表示方法1上套管头；上套管头；2下套管头；下套管头；3油管头；油管头；4上套管悬挂器上套管悬挂

21、器(卡瓦式卡瓦式)；5上部悬挂套管；上部悬挂套管；6下部套管悬挂器下部套管悬挂器(卡瓦式卡瓦式)；7下悬挂套管；下悬挂套管；8表层套管表层套管第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置三级套管头表示方法最大工作压力MPa上部悬挂套管尺寸代号，in中部悬挂套管尺寸代号，in下部悬挂套管尺寸代号，in连接套管尺寸代号，in本体连接型式代号套管头代号三级套管头示意图三级套管头示意图1油管头；油管头；2一上部套管头；一上部套管头；3中套管头；中套管头；4下套管头；下套管头；5上部套臂悬挂器上部套臂悬挂器(卡瓦式卡瓦式)；6上部悬挂套管；上部悬挂套管；7中部套中部套管悬挂器管悬挂器(卡瓦式卡瓦式)；8中

22、部悬中部悬挂套管；挂套管；9下部套管悬挂器下部套管悬挂器(卡瓦式卡瓦式)；10下部悬挂套管；下部悬挂套管；11表层套管表层套管第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置 油管头通性： 油管头安装于采油树和套管头之间，其上法兰面为计算油补距和井深数据基准面。 油补距： 钻台转盘面到油管头上法兰面间的距离。锥面悬挂单法兰油管头锥面悬挂单法兰油管头1顶丝；顶丝；2压帽；压帽；3分流悬挂器；分流悬挂器；4油管头大四通；油管头大四通；5“O”密封圈；密封圈；6紫铜圈紫铜圈第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置三、油管头油管头功能 (1)悬挂井内油管柱； (2)密封油管和套管的环形空间； (3)过渡：

23、下接套管头，上接采油树； (4)回注：通过油管头四通体上的两个侧口(接套管阀门)，完成套管注入及洗井等作业。第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置 油管悬挂器油管悬挂器是支承油管柱并密封油管和套管之间环形空间的一种装置。油管悬挂器密封方式，有两种：锥面密封：油管悬挂器(带金属或橡胶密封环)与油管连接，油管重力坐入油管挂大四通锥体内而密封。 操作简便，更换快捷，安全，中深井、常规井普遍。螺纹密封：采油树底法兰中有油管螺纹，与油管柱连结而密封。热采井油管悬挂不能用锥体密封的方式。 第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置采油树是阀门和配件的组成总成，用于油气井的流体控制，并为生产油管柱提供入

24、口。包括油管头上法兰以上的所有装备。可以应用采油树总成进行多种不同的组合。按作用分：采油（自喷、人工举升)、采气（天然气和各种酸性气体)、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。按类型分：自喷井采油树和人工举升井采油树。根据使用压力等级不同而形成系列。 第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置四、采油树四、采油树3一套管头顶法兰：一套管头顶法兰：4一油管头大四通；一油管头大四通；5一卡箍短节一卡箍短节10一采油树底法兰；一采油树底法兰；13一节流器；一节流器；14一小四通；一小四通；15一压力表；一压力表；16一弯接头；一弯接头；17一压力表截止阀；一压力表截止阀；18一接头一接头第四节第四节

25、 油气井井口装置油气井井口装置CYb250S723型采油树及油管头型采油树及油管头第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置1防喷管；防喷管；2高压油壬；高压油壬；4清蜡阀门；清蜡阀门；6四通：四通：7油嘴套：油嘴套：8套管阀门；套管阀门；9油管头四通；油管头四通；10套管头顶法兰；套管头顶法兰；12油管挂：油管挂：14双孔阀；双孔阀；15生产阀门生产阀门双管采油树双管采油树第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置1密封盒；密封盒；2胶皮阀门；胶皮阀门；3生产阀门；生产阀门；4油压表；油压表；5套管阀门；套管阀门；6套压表；套压表；7三通；三通；8油管头上法兰；油管头上法兰；9油管头；油管头

26、；l0温度计温度计抽油井采油树及油管头抽油井采油树及油管头光杆密封器光杆密封器1主体；主体；2密封胶皮；密封胶皮；3芯子；芯子；4丝杆；丝杆；5密封盒；密封盒；6、11密封胶皮；密封胶皮；7、12压盖；压盖；8、13一密封胶皮压帽；一密封胶皮压帽；9紫铜垫圈；紫铜垫圈；10导向螺钉导向螺钉第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置第四节第四节 油气井井口装置油气井井口装置侧开式电动潜油泵采油树及侧开式电动潜油泵采油树及油管头油管头1油管头；油管头；2锥座；锥座；3密封橡胶垫；密封橡胶垫；4油管挂；油管挂；5采油树底法兰；采油树底法兰；6电缆；电缆；7生产阀门；生产阀门；8油压表；油压表；9套管阀门；套管阀门；10套压表；套压表；11采油树总阀门采油树总阀门第四节第四节 油气井井