采油工程基础知识

采油工程基础知识

第一节完井基础知识

一、完井基础还是简介

完井：是指一口井按照地质设计的要求钻达目的层和设计井深后，直到交井之前所进行的工作。

（一）完井方法

我国主要的完井方法是以套管射孔为主的方法，约占完井井数的80%以上，个别灰岩产能用裸眼完井，少数热采式出砂油田用砾石充填完井。

套管完井：套管射孔完井、尾管射孔完井；

裸眼完井：先期裸眼完井、后期裸眼完井、筛管完井和筛管砾石充填完井。

1、套管射孔完井

1）、在钻穿油层后，下入油层套管并在环形空间注入水泥，用射孔器射穿套管、

水泥环，并射入生产层内一定深度，构成井筒与产层的通道，这种完井方法称

套管射孔完井。

2）、套管射孔井筒与产能的连通参数：

（1）射孔孔径：正常探井和开发井为10mm，特殊作业井不大于25mm；

（2）射孔孔眼几何形状：短轴与长轴之比不小于0.8；

（3）射孔孔眼轨迹：沿套管表面螺旋状分布；

（4）射孔密度：正常探井和开发井10~~20孔/m，特殊作业井可根据确定，一

般不超过30孔/m；

（5）射孔深度：射孔深度除要求穿透套管和水泥环外，还要尽量通过油层损害

区进入无损害区。

（二）固井

向井内下入一定尺寸的套管串后，在井壁和套管间的环形空间内注入水泥的工作较固井。

固井的目的

（三）射孔

用聚能射孔弹将套管、水泥环和油层弹开，使油层中的油气流入井筒内，再借助油层的压力流（或抽汲）到地面，达到出油的目的。

影响因素：孔深、孔密、孔位、相位角。

二、油水井井身结构

1、井身中下入的套管：导管、表层套管、技术套管、油层套管。

2、采油需要掌握的完井数据

完钻井井深：裸眼井井底至方补心上平面的举例；

方补心：钻机正常钻井时，安装在钻台上的转盘能卡住方钻杆，使方钻杆与钻

盘一起转动的部件，简称补心；

套补距：钻井时的方补心上平面与套管头短节法兰平面的距离；

油补距：带套管四通的采油树，其油补距为四通上法兰平面至补心上平面的距

离，不带套管四通的采油树，其油补距是指有关挂平面至方补心上平面的距离；

套管深度：套补距、法兰短节与套管总长之和；

油管深度：油补距、油管头长与油管总长之和；

水泥返高：古井是油层套管与井壁之间环形空间内水泥上升高度，具体指水泥

环上端至补心上平面的距离；

水泥帽：古井是从井口到地下40m左右处，套管与井壁之间封固的水泥环；

沉砂口袋：从人工井底到所射油层底部（射孔底界）的一段套管内的容积；

人工井底：固井完成后，留在套管内最下部的一段水泥凝固后的顶面；

水泥塞：从完井井底到人工井底这段水泥柱的高度；

射孔顶界：射开油层顶部深度，m；

射孔底界：射开油层底部深度，m；

3、注水井结构

注水井结构是在完钻井井身结构的基础上，井筒套管内下入油管及配水管柱与

井口装置组成的。

注水井生产原理：能量传递过程

P油层=P井口+H*r-P损失

P油层——住入油层中的压力，Mpa；

P井口——注水井井口注水压力，Mpa；

H——注水井油层中部深度，m；

r——注水井相对密度；

P损失——注水井管损与水压力损失，Mpa。

4、采油井结构及生产原理

自喷井结构及生产原理、抽油机井结构及采油原理（井口装置（采油树）、地面

抽油机设备、井下抽油泵设备、抽油吸入口（筛管）、机械动力传递装置（抽油

杆）、油管、套管）、电动潜油泵井结构及采油原理。

第二节采油井设备及其性能

一、油水井井口设备

（一）自喷井井口设置

1、采油树

采油树是控制和调节油井生产的主要设备。主要作用是：

（1）悬挂油管，承托井内全部油管柱重量；

（2）密封油管与套管间的环形空间；

（3）控制和调节油井的生产，引导井筒中的油气进入出油线；

（4）保证各项井下作业施工的顺利进行；录取油、套压力资料，便于测压、清蜡等日常管理。

2、采油树的结构

主要由总闸门、生产闸门、清蜡闸门和其他各种闸门，三通、四通、法兰，短

节等组成。

（二）抽油井井口装置

抽油井井口装置是由套管三通、油管三通、盘根盒组成。

二、井场设备

（一）分离器

分离器主要是用来分离油和气，计算油气的产量、沉水、沉砂等，其次用它来控制井口出油管线的回压。

分离器的种类：

按外形：立式、卧式、球形；

按用途：生产分离器、计量分离器、三相分离器；

按压力大小：真空、低压、中压、高压；

按内部结构：伞状、箱伞状。

（二）常用分流器

1）立式分流器

2）卧室油气分离器

（三）油气分离器的基本原理

1）重力沉降原理

2）离心分离原理

3）碰撞分离原理

三、辅助设备

（一）加热炉

在油田原油集输过程中，需要将原油温度升高，粘度降低，便于输送。加热炉就是用于完成这个过程的设备。

加热炉的加热方式可分为直接加热（火筒式加热炉）和间接加热（水套炉）。

类型：管式加热炉、火筒式加热炉、水套式加热炉、立式圆筒炉。

（二）压力表

压力表是油水井观察和录取压力资料的必备设备。常用的压力表是扁曲弹簧管（包氏管）式压力表，其工作原理是：扁曲弹簧管固定的一端与压力表的表把联通，另一端通过连杆、扇形齿轮机构、心轴和指针转动，在表盘刻度上显出压力值。

（三）安全阀

单弹簧微启动式安全阀，作用一是发出鸣叫声，起到警示的作用；二是气体冲出，致使分离器内压力暂时降低，从而达到安全生产。

原理：分离器内压力较低时，压缩的弹簧具有弹性能量使阀关闭，。当分离器中气体作用在阀芯上，其压力大于弹簧对阀芯的压力时，安全阀被顶开，气体冲出，安全阀发出鸣叫声，致使分离器内压力降低额从而达到安全工作压力，以防止由于分离器蹩压超过安全压力而损坏。