海上采油采油树.ppt

1、油井和采油树1.油井和采油树,1.1 采油树的基本结构，操作方法 采油树分为两大类，即老式和新型。 采油树由套管四通、套管闸门、油管头、油管四通、总闸门、生产闸门、清蜡闸门及其所属附件组成。其结构见图-1-1。,图11-1 采油树剖面图 1清蜡阀；2主阀；3地面安全阀；4油嘴； 5采油树；6套管头； 7SCSSV 和GVV 液控管线； 8缓蚀剂注入管线；9套管阀,1、海上平台采油树分类 海上平台按结构形式，可分为分体式和整体式两种。 分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。 整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀和翼阀等制成一个整体部件，阀与阀之间的距离较小，既省空间又耐高压，特别适用于海上平台的油气井

2、。,按生产井分类和完井生产方式，可分为自喷井、电潜泵井、气举井、螺杆泵井、注水井、气井的采油树等。 渤海常用的采油树有以下几种：单翼采油树、双翼采油树及锦州20-2气田采油树。如图1-1,1-2,1-3。,图11 单翼采油（4EP） l一采油树帽；2一清蜡阀门；3一四通，4一生产阀门； 5一盲法兰；6一紧急关断阀；7一总阀门；8一压力表,图 12 双翼采油用（2EP） l一压力表；2一采油树帽；3一清蜡阀门；4一生产阀门； 5一紧急关断阀；6一双管总阀；7一双油管变径法兰； 8一油管头；9一双油管挂；10一套管阀门；11一压力表,图 13 锦州202气田采油数,3、井口安全控制设备,井口安全控

3、制设备指的是自动关井系统。 自动关井系统包括安全阀、探测装置、井口控制盘和控制管线。安全阀有地面安全阀（SSV）和井下安全阀（SCSSV）。,4、井下安全阀,井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，海上生产设施发生火警，管线破裂等非正常情况时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是海上完井生产管柱的重要组成部分。一般要求至少要下在海底泥线以下20m。,下面以图14双翼双管采油树作具体介绍。(一) 井口采油树（图14）,采油树各主要阀门、元件说明（图1-5）： 1.井下安全阀（SCSSV），在海底下约100M处的油管内，液压控制。 2.总阀，手动截止阀。 3地面安全阀（SSV），亦可用手动使它

4、不工作，钢丝作业时可在控制板上使其停止作用。 4防喷阀，亦称清蜡阀门，手动截止阀。它用于钢丝作业、抽汲、清蜡作业等。 5防喷管接头，它在钢丝作业时用于联接防喷管。,6仪表法兰，带有热电偶套管接头和压力计支管。 7热电偶套管接头。 8压力表接头 9翼阀，手动截止型，亦称生产闸门。 10可调油嘴，长管直径03；短管直径0l。 11回压阀门（油嘴后截止阀）。 12液压控制管线阀。,（二） 地面安全阀,1概述 地面安全阀（SSV）是随控制压力减少自动关闭，且当控制压力恢复时自动打开的安全保护装置 2主要技术规格 3 操作原理,图17说明了SSV的操作原理 下面就图1一7的三种工作状态加以说明 （1）打

5、开状态A阀杆上部与缸接近相平，阀是打开的 控制压力作用在促动器活塞上使阀门打开。 活塞面积大，可采用低压控制系统。 阀杆封隔部分防止促动器工作用件受到玷污 出油管线压力,（三）井下安全阀,1 概述 井下安全阀（SCSSV）安装在井口以下100米左右的井中：当井口控制盘的控制液压从阀中释放时，井下安全阀（SCSSV）在井下关闭。关闭方式可遥控促动，也可在井口控制盘上手动操作。,SCSSV通过下列方式关闭： （1）遥控ESD促动； （2）易熔塞促动； （3）控制气源断源； （4）液压减小； （5）井口控制盘上手动操作。 2 主要技术规格 3 操作原理 井下安全阀是根据液压活塞原理操作的，阀门由井口

6、控制盘供给液压开启，只要有一定的液压存在，阀门便保持打开状态,（四）采油树各阀门的开启和关闭顺序,(1) 在接到控制室开井的命令后，作如下准备工作： 1）检查平台总控制板处的按钮FSD、ESD和NSD是否更位（如FSD不能复位，接旁通即可） 2）检查原油输送管线上两个关停阀SDV1361和SDV1372是否打开。先在平台总控制板处，将SDV1361 和SDV1372 移至旁通位置（避免在开井时因系统压力过高而关闭），再手动打开这两个的阀门。 3）检查井口控制板液压油箱油位和供气压力（7bar）。 4）检查油井采油树的生产、防喷阀是否关闭，手动总阀门是否打开。,（2）在上述动作完成后着手开井，步

7、骤如下： l）在控制柜面板上将各井的安全阀SCSSV和SSV打开，原则上先开SCSSV，然后再开SSV。 2）根据控制室的指令，选择一口压力和温度高些的井作为先开井。首先打开油管（柱）进生产管汇的球阀，按照油田总鉴或控制室命令将油嘴调至适当位置，然后再漫漫打开生产阀，注意井口压力的增加（一般不要超过80bar），同时注意油管汇（即生产管汇）的压力，使之保持在控制范围内，最好派一人鉴看，管汇压力不要超过20bar。如果管汇压力过高，应立即关掉正在打开的翼阀。 3）逐步打开各井 4）查各井井口压力是否正常，如正常，在平台总控制板处把SDV1361和SDV1372移至正常位置。,（3）在投产期间或开

8、井时，若井口监督不在现场，为了安全起见，最好使用另一种防法进行开井。在其他因素不便的情况下： 1） 关闭油嘴。 2）打开手动总阀门、生产阀，关闭防喷阀（清蜡阀门）。 3）打开自动阀SCSSV和SSV。 4）开油嘴，同时观察井口压力。可分而此至四次开大油嘴。例如，若要将油嘴开至正常生产位置32/64，可根据情况分为三次动作：8/6416/6432/64。即将油嘴漫漫开至8/64，过一段时间井口压力稳定后，再逐渐开至16/64，再过一段时间后开至32/64。 5）当认为上一口井的井口压力基本稳定（不会有多大变化）时，可着手开下一口井。 6）各井完全打开后，检查其井口压力。若压力正常，则在平台总控制

9、板处把SDV1361和SDV1372移至正常位置。,2关井 根据情况，关井可分为暂时性和长时间的关井。 （1）暂时性的关井 如果平台设备或油轮生产设备出现暂时性的故障，则采取暂时性的关井措施。到井口区关掉各井地面安全阀SSV，然后再关掉生产阀。 （2）长时间关井措施 如果出现台风警报或其它较大事故，则在采取长时间关井措施。,关井步骤如下： 1）在平台控制板处，把PSL371移至旁通位置，防止关井后管线压力降为6bar，导致平台所有控制设备的自动关停。 2）在井口控制板处把所有生产井的安全阀（SSV、SCSSV）移至钢丝作业位置。 3）与控制室联系，关掉生产阀，再关掉各井的SCSSV。 4）关闭

10、SCSSV控制回路的阀门，然后打开旁通阀，使SCSSV的控制有利为零。 5）打开各井生产阀。,6）等井口压力降为零时（有时因SCSSV有漏现象，可能为15bar），到井口控制板处关掉各井的地面安全阀SSV，同时迅速关掉各井的生产阀，（最好有两人配合），然后把控制板上一旋钮从钢丝作业位置移至正常位置。 7）等管汇压力降为零时，关掉各井的管汇阀。 8）到井口控制板处，把各井的井下安全阀SCSSV的控制回路压力放空。 在上述步骤完成后，根据油轮生产控制室的命令，进行生产管线的冲洗。冲洗完毕，关掉生产管线上的阀门SDV1361和SDV1372，然后再关掉空气压缩系统和发电机。 最后，作一次全面的检查。

11、,（五）井口设备的保养。,1冲洗采油树，使采油树保持清洁干净。在钻井平台撤离后这是必做的工作。如果采油树很脏，可先用大量的水冲洗，然后再用少量的柴油擦洗。 在钻井期间，由于钻井泥浆经常落在井口区，污染采油树，因此除在上层甲板采取一定措施外，应经常用水冲洗井口区，将泥浆冲掉。 2校正并擦洗油嘴，使其刻度清晰易见。 3检查、校对压力表，如果压力表不符合要求，应更换。 4如发现采油树主要阀门有渗漏现象，可用润滑油注入泵将润滑油打入阀门密封处。 5清洁和保护井口控制板和仪表板。,1.2 分离器,在石油生产中，进行油气水分离是必不可少的工序，所以分离器被广泛应用于油田生产中，是油田重要设备之一 按分器结

12、构形式的不同，可分为立式、卧式和球式三种。比较常用的有立式和卧式两种。,1.3 自喷井的管理与分析,自喷是最简单最经济的采油方法。因此，生产时应尽量延长油井的自喷期。地层储存有充足的石油并具有把油举升出地面的高压，这只是自喷的必要条件，而采油压差(地层压力与井底流压之差)、油管尺寸是否合理，井筒积水、出砂和结蜡等情况的出现，都是影响油井自喷的重要因素。为了实现在较高产量的条件下，在井筒中消耗最小的能量，使油井维持较长时间的自喷开采，必须作好油井的管理与分析工作。,一、自喷井的管理,管理的基本内容包括：管好采油压差；取全取准生产资料；维持油井的正常生产。三者是互相联系，缺一都不能使油井稳定自喷高

13、产。,1油井合理工作制度的确定 合理工作制度-是指在目前油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作。 油井的合理采油压差（生产压差）就是油井的合理工作制度,采油压差是通过变换油嘴大小来控制的，因此，确定合理的工作制度就是选择合理的油嘴直径。 系统试井-,图1-11系统试井曲线,对注水开发的油田，油井的合理工作制度应综合考虑以下几个方面： (1)在较高的采油速度下生产。 (2)保持注采、压力平衡，使油井有旺盛的自喷能力。,(3)保持采油指数稳定。 (4)保持水线均匀推进，无水采油期长，见水后含水上升速度慢。 (5)合理生产压差应能充分利用地层能量又不破坏油层结构，原油含砂量不超过一定的百分数值。

14、,2取全取准生产资料 （1）产量资料 包括油、气、水、砂的产出量。 （2）压力 在生产管理工作中，每天要记录油压、套压，定期测试地层压力、井底流动压力。 （3）流体性质 主要指油、气、水的性质。,二、自喷井的生产分析,油田投入开发后，在开采过程中油层的状况是处于运动变化之中。这些变化是通过生产井油、气、水的产量和压力的改变而反映出来。因此，我们要及时掌握和分析这些变化，控制不利因素，使油井的工作制度同油层的变化协调一致。,油井生产分析的主要内容包括： 油井的工作制度是否合理； 分析产量、压力、采油指数、含水、含砂等的变化及其原因； 油井井筒及地面流程、设备的技术状况； 对注水开发的油田，分析油

15、井是否见到了注水效果，见水与生产压差、采出地下体积、累积注水量、注采比的关系； 修井等增产措施后的效果分析。,分析的程序:应是逐次从地面到井筒最后分析油层。 (一)井筒分析 1.压力间关系 由前面的讨论可知,不计动能消耗的情况下，油管系统的压力关系可用下式表示： 式中： 10-6L 油管中油气混合物的重力损失,MPa；, 油管中混合物平均相对密度，kg/m3； pfr 沿油管流动摩擦阻力损失，MPa； pwf 井底流压，MPa； pt 油管压力，MPa； L 油层中部深度，m。 套管系统压力关系用下式表示： 式中： 油套环空液面以下液体的平均密度，kg/m3；,H 环形空间中的液柱高度，m；它

16、取决于流压pwf 与饱和压力pb 的关系 pg 由环形空间气柱所造成的压力，MPa；因气体重度很小，pg可忽略不计； pc 套管压力，MPa。 则 由式(1-1)和式(1-3)可得出套压与油压的关系：,当pwfpb时，井底有自由气，整个环形空间全被气体充满，环形空间的液面在管鞋附近，可认为H0、ptpc，即套压近似地反映了井底流动压力的大小。 故 pcpt 当pwfpb时，井底无自由气，天然气在距井底某一高度(井筒压力等于或小于pb的地方)处才从油中分离出来。 一般情况下LH，使 所以 pcpt,在少数油井中也有pcpt的情况，出现套压小于油压的原因，一般认为油井温度低、油稠，环形空间中液面很

17、高，H与L相差不大，致使 ，造成pcpt的现象。 综上所述，油井正常生产时，各压力之间的关系为：prpwfpcptpB，pB为油嘴后压力。,2.生产分析 油井在正常生产过程中，产油量q0、生产气油比RP、溶解气油比Rs、含水量f、流压pwf、套压pc、油压pt、油嘴后压力(或回压) pB等参数，一般比较平稳。如果这些参数突然发生变化，则应及时分析，找出原因，采取措施，使油井保持稳定生产。以下仅就影响几个参数变化的可能原因进行分析。 （1)油压的变化 （2)套压的变化 (3)油井产量、油气比等参数的突然变化,总之，生产中发生故障，都将从产量和压力的变化反映出来。例如，油井结蜡，则会引起油压下降，

18、流压上升、套压升高、产量下降。如油压、流压、套压都上升，但产量却下降，则可分析为由于出油管线有堵塞的结果。,(二)油层分析,注水开发的油井出现生产不正常时，在排除了地面、井筒中可能出现的原因之后，要进行地下油层分析。 主要分析油层内能量供消平衡中压力变化对自喷井生产的影响；注入与采出的平衡情况；多油层非均质对油井生产的影响；油层生产能力的变化，见水前后有关参数变化等。以下对压力、含水、采油指数的变化所反映的特征进行分析。,1.油层压力 油层压力是驱油能量大小的标志，保持油层压力对油田的稳产、高产具有十分重要的意义。 油田开发前，油层各处呈均衡承压状态，此时油层孔隙中流体所承受的压力，称为原始油

19、层压力。 Pri10-3wH 式中:pri 原始油层压力，MPa； H 油层中部深度，m； w 水的相对密度； 压力系数，无因次，一般取0.81.2。,由于油田水的矿化度，重度不同以及地质构造作用的影响，地下水与地表的连通情况的影响，各油田的压力系数是不相同的。 油层投入生产后，各井的油层压力均会有变化，变化的大小取决于驱动方式和采油速度。因此，各油田应定出原始油层压力允许的下降值，做为一个开采界限。 油井的含水上升速度，常是随着注采比的增加而加快。此外，油层的非均质程度愈大，油水的粘度差别愈大，在相同的注采比条件下，油井含水上升也愈快。,2.井底流压 井底流压受流体在油层中流动阻力及井筒流体

20、重度变化的影响。 在油层中，注水见效油层压力要恢复，在油井工作制度不变的情况下，一般流压也要随之上升。油井含水后，油层中水驱油，油水混合流动时的阻力如小于纯油流阻力，则井底流压上升，反之，则下降。 在井筒中，含水上升时，由于水里不含有气体，在产液量相同的情况下，液气比下降，混合物平均密度增加，因此，井底流压也上升。又因井筒各断面的气体流量是上部多、下部少，气流量大的地方携带油、水能力强，气流量少的地方携带能力差，所以在含水井中，上部流压梯度小，下部流压梯度大。,3.含水的影响 如上所述，油井含水使井中混合物密度加大，重力消耗加大，致使油井自喷能力减弱，甚至停喷。油井停喷的井底流动压力，可用以下公式计算： pwft9.8H103(1-fw) mfww 式中： pwft 停喷时的井底流动压力，MPa； H 油层中部深度，m； w 水的相对密度，无因次；,fw 停喷时含水百分数，； 停喷时的油压，MPa； m 油气混合物的平均相对密度，无因次。m可按油井正常生产时计算。 w 水的相对密度，无因次； m = 式中:pwft、pt 分别为油井正常生产时的流压和油压，MPa。,例1-1 某油井油层中部深度为2000m，正常生产时流压为15.582MPa，油压为0.