自喷采油法.ppt

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1、二、自喷采油原理二、自喷采油原理1、自喷井n 油井在完井、测试后投入生产，按其举油井在完井、测试后投入生产，按其举油出井的方法不同，可分为自喷和人工举升油出井的方法不同，可分为自喷和人工举升（又叫机械采油）采油方法两大类。如果油（又叫机械采油）采油方法两大类。如果油层具有的能量足以把油从油层驱至井底，并层具有的能量足以把油从油层驱至井底，并从井底把油举出井口，这种依靠油层自然能从井底把油举出井口，这种依靠油层自然能量采油的方法称为自喷采油法，这种井称为量采油的方法称为自喷采油法，这种井称为自喷井自喷井。自喷井的地面设备简单、容易管理、自喷井的地面设备简单、容易管理、产量较高，是最经济的采油方法

2、产量较高，是最经济的采油方法。1n 当当油油层层的的能能量量较较低低不不足足以以维维持持自自喷喷时时，则则需需利利用用一一定定的的机机械械设设备备给给井井底底的的流流体体补补充充能能量量，才才能能把把原原油油举举升升出出井井口口，这这种种采采油油方方法法称称为为人人工工举举升升方方法法。如如果果补补充充能能量量的的方方式式是是将将天天然然气气加加压压注注入入井井底底进进行行举举油油，这这种种采采油油方方式式称称为为气气举举采采油油，这样的生产井称为气举井。这样的生产井称为气举井。n2、自喷井的四种流动过程n 任何油井的生产都可分为三个基本流动过程：从油层任何油井的生产都可分为三个基本流动过程：

3、从油层到井底的流动到井底的流动油层中的渗流；从井底到井口的流动油层中的渗流；从井底到井口的流动井筒中的流动；从井口到分离器井筒中的流动；从井口到分离器在地面管线中的水平或在地面管线中的水平或倾斜管流。对自喷井，原油到井口后，还有通过油嘴的流动倾斜管流。对自喷井，原油到井口后，还有通过油嘴的流动嘴流。所以自喷井从油层流到地面转油站可以分为四个嘴流。所以自喷井从油层流到地面转油站可以分为四个基本流动过程。基本流动过程。如图如图2 21 1所示。所示。n虽虽然然四四种种流流动动过过程程各各自自遵遵循循的的规规律律不不同同，但但具具有有共共同同的的特点：特点：2n（1）四种流动过程同处于一个动力系统中

4、）四种流动过程同处于一个动力系统中n从从油油层层流流到到井井底底的的剩剩余余压压力力称称为为井井底底压压力力(或或井井底底流流动动压压力力，简简称称油油压压)。对对某某一一油油层层来来说说，在在一一定定的的开开采采阶阶段段，油油层层压压力力相相对对稳稳定定于于某某一一数数值值，如如改改变变井井底底压压力力就就可可改改变变产产量量的的大大小小，井井底底压压力力变变大大，则则产产出出量量就就要要减减少少。可可见见油油从从油油层层流流入入井井底底的的过过程程中中井井底底压压力力是是阻阻力力，而而对对油油气气在在垂垂直直管管上上升升过过程程来来说说，井井底底压压力力则则是是把把油油气气举举出出地地面面

5、的的动动力力。把把油油气气推推举举到到井井口口后后剩剩余余的的压压力力称称为为井井口口油油管管压压力力（简简称称油油压压），井井口口油油管管压压力力对对油油气气在在井井内内垂垂直直管管流流来来说说是是一一个个阻阻力力，而而对对嘴嘴流流来来说说又又是是动动力力。可可见见以以上上流流动动过过程程是是相相互互联联系系的的同同一一个个动动力力系系统统。其其中中井井底底压压力力及及井井口口油油管管压压力力的的变变化化是是油油井井分分析析管管理理工工作中的重要依据。作中的重要依据。3垂直管流地层渗流嘴流水平管流一般油井只有三个流动过程地层渗流、垂直管流和水平管流4(2)四种流动过程的能量来源与消耗3、油井

6、流入动态流体从地层流到井底时，井底压力与流量之间的关系地层渗流渗流力学描述油井流入动态曲线（IPR曲线）产能方程5流入动态曲线流入动态曲线 (Inflow Performance Relationship Curve)油井产量与井底流动压力的关系曲线,简称为IPR曲线。*IPR曲线的基本形状与油藏的驱动类型有关*它反映了油藏向该井供油的能力6令 它是一个反映油层性质、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。单相流产能方程采油指数每增加单位生产压力差时，油井的产量。J的数值：实测IPR曲线斜率的负倒数。*可用来评价和分析油井的生产能力。物意单相单相流体流体的的流入动态流入动态7若

7、为非达西渗流，则油井产量方程为或呈线性关系。其斜率为D，其截距为C。油气两相渗流时的流入动态8VogelVogel方程方程 (2-6)式中：q0 m3/d；q0max井底流压为零时的最大日产量(也叫无阻流量)，m3/d。Pwf完善井的井底流压，Pa；非完善井 非完善井表皮附加压力降，Pa；9IPRIPR曲线曲线104 4、井筒内气液两相流动、井筒内气液两相流动 在井筒中流动的大都是油-气-水三相混合物。井筒两相流特性井筒两相流特性 1井筒气液两相流能量的来源和消耗 当pWf=pb时，油管内流体为单相流 压力平衡压力平衡方程：方程：pWfpHpfrpwh 或 pWf-pwhpHpfr 能量来源能

8、量来源：pWf-pwh 能量消耗能量消耗：重力 pH=0.0098H(kPa)11 摩擦阻力 油井自喷条件油井自喷条件:pwf0.0098Hpfr+pwh(2)当pwf pb pwh 或pwfpb 特点:气体处于溶解状态,不作功；较大,能耗较大。(2)(2)泡流泡流 条件:p p下游供油能力过剩，限制油井产能的发挥A点：p上游=p下游协调点C点：p上游H，使，使 n所以所以 pcpt n在少数油井中也有在少数油井中也有pcpt的情况，出现套压小的情况，出现套压小于油压的原因，一般认为油井温度低、油稠，于油压的原因，一般认为油井温度低、油稠，环形空间中液面很高，环形空间中液面很高，H与与L相差不

9、大，致使相差不大，致使 n pfr，造成造成pcpt的现象。的现象。n 综上所述，油井正常生产时，各压力之间综上所述，油井正常生产时，各压力之间的关系为：的关系为：prpwfpcptpB，pB为油为油嘴后压力。嘴后压力。80n2.生产分析生产分析n 油井在正常生产过程中，产油量油井在正常生产过程中，产油量q0、生、生产气油比产气油比RP、溶解气油比、溶解气油比Rs、含水量、含水量f、流压流压pwf、套压、套压pc、油压、油压pt、油嘴后压力、油嘴后压力(或或回压回压)pB等参数，一般比较平稳。如果这些等参数，一般比较平稳。如果这些参数突然发生变化，则应及时分析，找出原参数突然发生变化，则应及时

10、分析，找出原因，采取措施，使油井保持稳定生产。以下因，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。仅就影响几个参数变化的可能原因进行分析。81n1)油压的变化油压的变化n 常见到的情况有：油压降低和油压增加。常见到的情况有：油压降低和油压增加。油压降低的原因有：油管结蜡、原油脱气、油压降低的原因有：油管结蜡、原油脱气、含水增多，增加了井筒中的流动阻力或加大含水增多，增加了井筒中的流动阻力或加大了液柱的重力，换大油嘴了液柱的重力，换大油嘴(或油嘴被刺大或油嘴被刺大)也会使油压减小；也会使油压减小；n 油压增加的原因有：换小油嘴油压增加的原因有：换小油嘴(或油嘴被或油

11、嘴被堵堵)、地面流程中出现故障引起回压变化。、地面流程中出现故障引起回压变化。例如，地面管线结蜡，油流不畅，都会使油例如，地面管线结蜡，油流不畅，都会使油压增加，影响油井生产。因此，在生产管理压增加，影响油井生产。因此，在生产管理中，应尽可能在油压两倍于回压下工作。中，应尽可能在油压两倍于回压下工作。82n（2)套压的变化套压的变化n油嘴换小油嘴换小(或被堵或被堵)使油压上升，也导致井底使油压上升，也导致井底流压升高因此套压也随之增高；如井底发生流压升高因此套压也随之增高；如井底发生堵塞，环形空间中由于砂桥、稠油、结蜡的堵塞，环形空间中由于砂桥、稠油、结蜡的堵塞，都会使套压下降。堵塞，都会使套

12、压下降。n（3)油井产量、油气比等参数的突然变化油井产量、油气比等参数的突然变化n当流压高于饱和压力时，每生产一吨油所产当流压高于饱和压力时，每生产一吨油所产出的天然气量，应保持在溶解油气比的数值出的天然气量，应保持在溶解油气比的数值上，当井底流压低于饱和压力时，油气比将上，当井底流压低于饱和压力时，油气比将上升，井筒和井底发生堵塞时，产量会下降，上升，井筒和井底发生堵塞时，产量会下降，油气比会升高。油气比会升高。83n(二二)油层分析油层分析n 主要分析油层内能量供消平衡中压力变化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对自喷井生产的影响；注入与采出的平衡情

13、况；多油层非均质对油井生产的影响；油层况；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。生产能力的变化，见水前后有关参数变化等。n 1.油层压力油层压力n 油田开发前，油层各处呈均衡承压状态，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，称为原此时油层孔隙中流体所承受的压力，称为原始油层压力。始油层压力。n Pri10-3 wH 84n2.井底流压井底流压n 井底流压受流体在油层中流动阻力及井井底流压受流体在油层中流动阻力及井筒流体重度变化的影响。筒流体重度变化的影响。n 在油层中，注水见效油层压力要恢复，在在油层中，注水见效油层压力要恢复，在

14、油井工作制度不变的情况下，一般流压也要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。井底流压上升，反之，则下降。853.含水的影响含水的影响 如上所述，油井含水使井中混合物密度加如上所述，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，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，甚至停喷。油井停喷的井底流动压力，可用以下公式计算：可用以下公式计算：pwft9.8H103(1-f

15、w)mfw w 式式中中p pwftwft 停停喷喷时时的的井井底底流流动动压压力力，MPaMPa；H H 油层中部深度，油层中部深度，m m；f fw w 停喷时含水百分数，；停喷时含水百分数，；停喷时的油压，停喷时的油压，MPaMPa；w w 水的相对密度，无因次；水的相对密度，无因次；86nm 油油气气混混合合物物的的平平均均相相对对密密度度，无无因因次。次。m m可按油井正常生产时计算。可按油井正常生产时计算。n n m=n式中式中:pwft、pt 分别为油井正常生产时分别为油井正常生产时的流压和油压，的流压和油压，MPa。n 例例2-7 2-7 某某油油井井油油层层中中部部深深度度为

16、为20002000m m，正正常常生生产产时时流流压压为为15.58215.582MPaMPa，油油压压为为0.582 0.582 MPaMPa。若若油油井井含含水水上上升升，油油压压降降至至0.490 0.490 MPaMPa，油油井井即即停停喷喷。试试计计算算不不含含水水，以以及及含含水水1010、2020、3030时时的停的停喷压喷压力。力。87解解：井筒中油气混合物的平均相对密度为：m=0.75 不含水时停喷压力为：pwft0.0098Hm 0.009820000.750.49015.19 MPa 含水10时停喷压力为：pwft0.0098H(1-fw)mfww 0.00982000(

17、1-0.1)0.750.1 0.4915.68 MPa 含水20%、含水30%时的停喷压力,利用式(2-98)经计算分别为16.17MPa、16.66MPa。88n 4.采油指数采油指数n 采油指数是指单位压差的原油日产量，采油指数是指单位压差的原油日产量，用用Jo表示。表示。n 采油指数的大小，反映着油层生产能力的采油指数的大小，反映着油层生产能力的高低，届时可用来分析油井产量下降的原因。高低，届时可用来分析油井产量下降的原因。例如油井出砂、油层结蜡、原油粘度的变化，例如油井出砂、油层结蜡、原油粘度的变化，都会使采油指数改变；此外，修井及增产措都会使采油指数改变；此外，修井及增产措施的效果好

18、坏，都可由采油指数的变化进行施的效果好坏，都可由采油指数的变化进行分析。分析。89n(三三)油井综合分析的方法油井综合分析的方法n 同一油藏上的油井，它们处于同一个水同一油藏上的油井，它们处于同一个水动力系统，一口井的工作制度改变都将影响动力系统，一口井的工作制度改变都将影响其它油井，因此，在作油井分析时，必须联其它油井，因此，在作油井分析时，必须联系周围的注水井及相邻油井的动态进行综合系周围的注水井及相邻油井的动态进行综合分析。分析时一般按以下步骤进行。分析。分析时一般按以下步骤进行。n 1.掌握油层、油井的情况掌握油层、油井的情况n 掌握油层的非均质程度，掌握油层的非均质程度，配产层段划分

19、配产层段划分情况，油水井各层连通情况，油层压力、饱情况，油水井各层连通情况，油层压力、饱和压力、原始油气比、渗透率、原油地下粘和压力、原始油气比、渗透率、原油地下粘度等；了解清楚全井射开的油层数、有效厚度等；了解清楚全井射开的油层数、有效厚度，井下技术情况，如管柱结构、封隔器、度，井下技术情况，如管柱结构、封隔器、配产器位置及密封情况。配产器位置及密封情况。90n2.掌握油井生产情况掌握油井生产情况n 油嘴尺寸、产量、油压、套压、流压、油油嘴尺寸、产量、油压、套压、流压、油层压力、层压力、含水、油气比，油、水化验资料、含水、油气比，油、水化验资料、油井采油史等资料。油井采油史等资料。n3.进行油井综合分析进行油井综合分析n4.制定措施制定措施n通过分析找出变化的原因，制定措施，通过分析找出变化的原因，制定措施，实实施后并观察判断措施的正确性。施后并观察判断措施的正确性。9192