采油工程方案编制方法.ppt

1、采油工程方案编制方法,第一节 绪 论,油田开发总体建设方案,油藏工程方案,采油工程方案,地面工程方案,承上,启下,实施核心,是完成油田开发指标的重要保证,是地面工程建设依据和工作的出发点,一、采油工程方案在油田开发建设中的地位和作用,编制原则,符合本油田开发的总体布置和技术政策,适合油藏地质和环境特点,加强敏感性研究，进行多方案优化,采用先进而适用的工艺技术，并具良好操作性,体现少投入多产出的经济原则,几点要求,以油藏工程提供的基本资料作为主要设计依据,重点论证本油田开发的主要问题、基本工艺和关键技术,采用先进的设计方法，进行科学论证和方案的优选,借鉴同类油田的经验，开展必要的室内和现场工艺试

2、验,具有科学性、完整性、适应性、可操作性和经济性,主要内容,油藏概况,设计依据和原则,注水工艺设计,完井工艺设计,举升工艺设计,增产增注及配套工艺设计,经济评价,方案实施要求,第二节 完井工程方案设计的内容与方法,钻开油层,投产前,完井工程,一系列单项工程,钻井工程,采油工程,交汇点,研究核心：一是 全过程做好油层保护，发挥油层最大产能 ；二是进行完井优化设计 ，用最经济的方法合理地使油田投入开发 。,一、从采油工程角度出发，对钻、完井工程中的各个环节提出要求,1、对井深的要求 2、对套管的要求 3、对固井工艺与质量的要求,二、完井方式的选择,合理的完井方式应该根据油田开发要求，按照油气藏类型

3、和储层特性去选择最合适的完井方式。目前常用的完井方式主要有射孔完井和限流法压裂完井，一般对于油层物性较好，渗透率较高的井可选择普通射孔完井；对于油层物性相对较差、渗透率较低的表外储层，部分井需要采用限流法压裂完井。,三、射孔完井工艺方案设计,1、射孔方式及工艺的选择 1）电缆射孔 2）油管传输射孔 油管传输射孔工艺是为了克服电缆射孔与过油管射孔的不足而研制的，既有过油管射孔负压、易控制的特点，又有套管射孔的大枪径、大孔径、深穿透、高孔密的优点，还可以满足大斜度井、水平井、稠油井、高温、高压及含H2S等井负压条件下射孔的需要。是目前最常用的射孔方式。,2、射孔参数的选择 射孔参数包括孔深、孔密、

4、孔径、相位角和射孔格式，优选射孔参数时应尽可能地同时考虑钻井损害、射孔损害以及地层的非均质性的影响，根据需要和可能进行最优化设计。 3、射孔液的选择 射孔时使用的射孔液，要考虑液体与储层的配伍性。射孔液应满足密度可调节；对套管和油管的腐蚀性小；高温下性能稳定；射孔液采用无固相体系；具有低滤失性。,四、完井过程中的油层保护,1、钻井时要求选择合适的泥浆比重、泥浆类型，施工过程中注意控制合理的压差、钻井流速梯度和起下钻速度、尽量缩短钻井液对油层的浸泡时间。 2、在固井过程中，采用低密度水泥，用降失水剂控制泥滤失量，并缩短水泥浸泡时间。 3、尽量缩短施工时间，减少各种液体对油层的浸泡。,第三节 注水

5、工程方案设计 内容与方法,一、注水工程方案设计的基本要求,1、注水工艺能满足不同开发阶段的要求 2、注水水质必须与储层矿物和流体配伍 3、对层间矛盾严重的油层采用分层注水工艺 4、对注水能力不能满足配注要求的井，采取有效增注措施 5、注水管线及井下油管要求进行防腐处理,二、注入水水质要求,1、加密调整井主要开采对象为薄差油层和表外储层，故注入水要求采用表外层注入水水质标准，即深度处理水，水质要求按Q/SYDQ0605-2000标准执行。 2、在聚合物驱油过程中，水的矿化度越高，聚合物溶的粘度越低，因此，聚驱过程中要严格控制其矿化度，聚驱水质标准要求注入水的矿化度必须低于800mg/L，建议从空

6、白水驱阶段开始注低矿化度清水，即空白水驱和注聚阶段采用同一水质，后续水驱阶段原则上应含聚污水，但由于设备限制，也可注普通请水或污水。聚驱注入水水质按Q/SY DQ0060-2000标准执行。,三、油管的选择,注入井油管的选择，一要在强度上满足生产需要，二要具有较强的防腐、防垢功能。目前大庆油田最常用的为镀镍防腐油管和三防油管，此外还有渗氮、纳米等新型防腐油管。 截止目前，我厂主要采用的是镀镍防腐油管，但作业发现，该管使用年限超过3年，内壁就会发生大面积的腐蚀和结垢现象。根据外厂现场应用情况，三防油管在注入井中防腐蚀效果优于镀镍油管。因此，建议今后在方案设计中尽量选用外径为73mm 、J55钢级

7、、壁厚为5.5mm的三防油管。,四、注入工艺管柱设计,（1）笼统注水管柱设计 当水井射孔层数少或小层中夹层厚度小，在现有技术条件下分隔不开小层时，可采用笼统注水管柱。笼统注水管柱由保护封隔器、工作筒、喇叭口及光油管组成。 （2）分层注水管柱设计 为减少层间、层内及平面矛盾，要求具备分层条件的水井均应进行分层注水。分层配水管柱是实现同井分层注水的重要技术手段。注水井管柱的选择要满足成熟、经济、配套的要求。,水驱分层管柱,常规偏心分层注水管柱,同心集成式分注管柱,KPX型桥式偏心分层注水管柱,聚驱分层管柱,聚合物单管同心2-3层分层注聚管柱,五、注水井投注试注工艺,排液后转注,不排液直接转注,可以

8、清除近井地带的污染，有利于把水注入地层，并可采出部分原油，减少注水井附近油层的原油储量损失。,是目前低压低渗透油层的最佳转注方式，它可以防止低压区块的出现，还可节省排液用的提液设备和工艺管线投资。,试注要求,试注前要对井筒及近井地带进行清洁处理。一般先采用酸浸，再用热泡沫混气水洗井。必要时还要进行防膨处理。,试注时要求缓慢升压，试注时间从注水量稳定为原则。 注水量和注水压力稳定后，要求测吸水指示曲线，并求出吸水指数，为配注提供依据。,注水一个月后要求用同位素测吸水剖面，了解各小层的吸水能力及差异。,六、水井增注及调剖工艺措施,水井压裂主要有：普通压裂、多裂缝压裂、限流法压裂，重复压裂、定位平衡

9、压裂和高能气体压裂；目前注聚井采用尾追树脂砂的方法进行压裂，有效提高了注聚井的压裂有效期，取得较好增注效果。 水井酸化是大庆油田主要的增注措施之一。目前注水井采用的主要是活性酸解堵技术；注聚井采用的是2004年通过油公司认定的表面活性剂解堵技术。 注水井调剖技术是针对层段内含有多个小层、且非均质严重，无法用机械方法再进行细分注水的情况下采用的，该技术可以限制高含水和强水淹层的注水量，提高中低渗透层和低含水部位的注水量。此外，对于那些套损井或固井技术状况差无法进行分层注水的井，也需要进行调剖处理。选择调剖剂时应根据大庆油田地质特点去选。,第四节 机械采油工艺设计 内容与方法,一、机械采油方式选择

10、原则,1、确保圆满完成开发方案提出的产能要求。 2、所选择的采油方式成熟可靠、配套程度高，能适应油井较长开发期的需要。 3、尽量选用统一规格，便于生产管理。 4、充分体现“投资少、见效快、效果好”的经济特点。,二、各种举升工艺对生产条件的适应性分析,1、有杆泵 有杆泵采油是应用最普遍的采油方式。 优点是设备结构直观，管理及维护队伍成龙配套，除地面电机外，全部是机械件，设备自身不受温度压力等生产条件的影响，可以适应较大液量范围和下泵深度，且能满足测试要求。 缺点是地面设备笨重，涉及装机、装基础等因素，调换机型时工作量较大，不适合在沼泽地或水泡子等恶劣地表环境内应用。,二、各种举升工艺对生产条件的

11、适应性分析,2、电动潜油离心泵 电动潜油离心泵的主要优点是可以适应排液能力大的井，井筒内温度高，不易结蜡，生产管理简单方便。国内实际应用的排液量范围为30-700m3/d(主要应用于150m3/d以上的井，以下的井应用较少)。 缺点主要有：一是气液比不能过高，否则泵不能正常工作，易造成过多的欠载停机；二是需要保证一定的过流散热条件，不能应用于低渗透油田和产能太低的井，以免发生电机抽空损坏，且经济上不合理；三是电器部件在井下，受温度影响，限制下泵深度。,二、各种举升工艺对生产条件的适应性分析,3、螺杆泵 优点是：采油装置简单，在同样排液能力下，其系统装置一次投资低于有杆泵和电潜泵，由于它是地面装

12、置驱动杆柱匀速旋转驱动井下泵，不象抽油机那样拖动杆柱作大幅度往复运动，因此地面装置小巧简单，系统效率比有杆泵高，耗电少，可比有杆泵节电5%-7%，耗电量是电潜泵的一半左右。另外，由于螺杆泵是通过螺旋挤压排液，且橡胶具有可塑性，因此在对稠油、砂、气的适应性方面 要优于电潜泵和有杆泵。 缺点：一是定子是橡胶件，耐温受到限制，不能应用与供液能力太低有抽空危险的特低产井，以免造成橡胶磨损坏；二是没有抽油机调参范围大；三是不能频繁停机或停机时间过长。,三、对举升工艺进行综合评价，优选举升方式,优选原则：既能满足地质开发方案中所给的预测产液量及测试要求，还要最大限度降低一次性投资和维护费用。,从抽油机、电

13、泵和螺杆泵三种举升设备液量适应范围比较而言，抽油机液量适应范围最广、调参余地大、配套工艺成熟，工人操作熟练，但83mm以上大泵杆管偏磨严重，检泵周期短，投资居中。电泵可满足抽油机无法满足的200m3以上大排量井，但各排量泵液量调整范围窄，小于100 m3的小排量泵经济上不合适，维护费用高。螺杆泵在三种举升设备中投资最低，且具备节能降耗的优点，中、小排量泵工艺较为成熟，但测试等配套工艺还有待研究完善。,根据以上三种工艺情况并结合目前生产实际综合分析，得出：对于120t/d以上液量井，推荐采用电泵方式生产；对于80-120 t/d之间的井推荐采用抽油机+深井泵方式生产；对于0-80t/d之间的井，

14、从稳定性及降低投资角度考虑，新井尽量采用抽油机方式生产，老井推荐采用螺杆泵方式生产，但对于有测试要求的井，仍然应采用抽油机方式生产。,四、不同举升方式下的设备选择,1、抽油机井的机、泵、杆设计,(1) 泵径的选择 以预测的产液能力和泵效为依据，根据冲程、冲次确定泵径，在选择泵径、冲程、冲次的组合时，应以长冲程、中低冲次为原则，将调参余地留在地面。 （2）泵筒长度的选择 在确定泵规格时，有效泵筒长度须满足抽油机最大冲程长度的要求。 （3）泵型的选择 管式泵适合于供液能力较强的中、浅深度的生产井；对产液量低的深抽井，从减少检泵作业工作量角度，应选择杆式泵。根据生产实际，我厂抽油泵型的选择以管式泵为

15、主。,（4）抽油杆的选择 选择原则：在满足生产的条件下，应按照直径小、重量轻的原则确定各级杆柱尺寸，以减少材料消耗和动力浪费。目前抽油杆主要根据强度，按照单级杆的选择原则进行设计。 （5）抽油机的选择 载荷和扭矩的计算： 抽油机的选择，应在产能预测和泵杆计算的基础上进行，载荷、扭矩不能超过额定值。对于新井设计时应按照近远期最高液量选泵，用最大参数进行选机校核计算。,机型的选择 原则满足远期产能选择抽油机，液量在90 -120t/d之间的井选择14型抽油机生产，首选机型CYJ14-6-89HF；液量在30-90t/d的井选择10型抽油机,首选机型CYJ10-4.2-53HB或CYJS10-5-4

16、8HB；液量小于30t/d选择6型机或8型机，首选机型CYJS6-3-18HB,CYJ6-3-26HB,CYJS8-3-37HB,CYJ8-3-37HB。 电机的选择 在选定抽油机后，根据机型选配与之相适应的电机。从节能降耗方面考虑，目前电机选择原则为：普通型抽油机配节能型电机，节能型抽油机配普通电机。,2、电泵井优选设计 （1）泵型选择 依据潜油电泵的最佳泵效一般在80-120，计算出不同泵型适合的日产液量范围。在选泵时，应以日产液大于120m3/d、泵型为100方以上（不包括100方）的原则为主。 （2）油管、采油树的配套选择 目前电泵井均采用外径为73mm油管生产，采油树为电泵井专用采油

17、树，型号为KYDF21/65。,3、螺杆泵优选设计,（1）泵型选择 依据螺杆泵生产实际，泵效按60%，转速在60150 rpm之间运行比较合理考虑，计算得出各种泵型与液量关系的匹配图，在设计时依据单井液量情况，配合此图选择螺杆泵泵型。,泵型与液量关系匹配图,（2）螺杆泵抽油杆柱选择 根据强度计算，300以下泵采用25mm普通D级抽油杆，300-400泵采用25mm高强度抽油杆，500及以上泵采用38mm空心抽油杆。 （3） 采油树及油管的选择 螺杆泵井全部采用螺杆泵专用井口、外径为89mm的油管。 （4）螺杆泵电机与井下泵的匹配,五、机械采油配套技术 ：,1、油井清防蜡技术 油井结蜡是影响油井

18、高产稳产的突出问题之一，防蜡和清蜡是油井管理工作中的重要内容也是采油工程方案设计作中的一项重要研究工作。目前常用的清防蜡方式有：机械清蜡，热洗清蜡，化学清蜡，微生物清蜡，声波防蜡，涂料管防蜡。 2、杆管防偏磨技术 针对目前全面见聚，对抽油机井采取了统一杆径+大流道III级泵+可旋转扶正环，以及83mm以上大泵采取油管锚定等一系列防偏磨技术，取得了较好的效果。,六、油井增产措施,主要指油藏改造工程，目前主要包括压裂技术、酸化技术。为使采油工程方案具有可操作性，在总体方案设计中应对现场油层改造措施提出原则性意见，以指导现场方案实施工作。对于油层损害较严重的井而又不适宜采用压裂增产措施时，可以考虑采用酸化作为增产措施。对于不能采用压裂、酸化作为增产措施的油层可以考虑非酸化化学解堵和物理解堵技术作为解堵增产措施。,七、采油过程中的油层保护,1、确定合理的工作制度，保持合理的生产压差。 2、在油井作业施工过程中，为了减少油层伤害，初期可选择清水压井或半压井方式，后期应选择配套不压井工具。,第五节 经济评价的内容与方法,经济评价分财务评价和国民经济评价，根据方案申报级别的实际情况，