第四章 海上采油方式

油井停喷时，油管和环空液面处于同一位臵。
3. 启动时压风机压力变化曲线 若：Pe Pc ，则气举无法实现。
Pc—压缩机的额定输出压力。
P
Pe
Po
t
4. 启动压力的计算
启动压力的大小与气举方式、油管下入深 度、井径、油管直径以及静液面的位臵有关。 a、液体溢出井口： 启动压力：Pe=LLg b、液体不溢出井口： 启动压力：Pe=(h+h)Lg (2-1b) (2-1a) Pe—最大启动压力；L—油管长度
一、海上采油方式选择原则
1) 满足油田开发方案的要求，在技术上又可行 2) 适应海上油田开采特点 3) 综合经济效益好
第一节、海上油气开采方式特点、选择原则
二、海上油田适用的人工举升方式
1) 电动潜油泵
优点：排量大、易操作、地面设备简单，适用于斜井，可同时安装井下测 试仪表，海上应用较广泛。

缺点：不适用于低产液井，高电压，维护费高，不适用于高温井（一般工 作温度低于1300C），一般泵挂深度不超过3000m，选泵受套管尺寸限制。
方法是安装气举凡尔。
（三）、气举的卸载过程
1. U 型管等压面原理；
2. 压缩机以 Po 气举，不
能把环空液面完全压入油管 内，只能把液面向下压一定
深度 ( 液面位于油管内压力 等于Po点)。
3. 在这一位臵上方的油管上
打孔,气体可将油管内孔之上
的这段液体举出。
4. 液体举出，油管内压力下 降,环空液面下降到一定深度 后达到稳定,打第二个孔。 5. 当第二个孔进气时，
A
而使q1通过该油嘴需要PT的油压，
所以，q1不能完全通过油嘴，
d C
PT
而地层又以q1继续供给， 造成井底流体堆积 Pwf
B
回到C点。
q
q q1
2.如Pwf Pwf1
P
IPR Pwf1 Pwf Pt1 Pt A q1 q C PT B
q q1
Pt Pt1
而使q1通过该油嘴只需要PT的油压，
引起大于q1的流量通过油嘴，
送该产量所要求的咀前压力。
（三）、全井的协调
1.协调条件：井底井口都能衔接。
2.协调点：两曲线的交点。
P
当q=qc时，Pwf-Pt 有较低值。表明
d
Pwf
Pt
C
该产量下油管中 压力损失较低。
B
qc q
（四）、协调点的分析
1.如Pwf Pwf1
P
q
q1
Pt
Pt1
IPR Pwf Pwf1
Pt Pt1
而地层又以q1继续供给，
d
造成井底亏空。
Pwf 回到C点。
q
（五）、协调点的调节方法
1. 改变地层参数 如：注水、压裂、酸化等
2. 改变油管工作参数（管径）
3. 换油嘴 简单易行，故常用。
（六）、协调在自喷井管理中的应用
1.利用油咀控制油井生产
P
油咀直径不同，
咀流曲线不同， 得不同的协调生 产点。控制油井
4.灵活改变注气深度，适应供液能
力的变化；
5. 间歇气举的工作阀可以防止过高 的注气压力影响下一个注气周期, 控制每次注气量；
6. 改变举升深度，增大油井生产压
差，以清洁油层解除污染；
7. 气举阀中的单流阀可以阻止井液
从油管倒流向油套环空。
（五）、 气举凡尔的类型
1.按压力控制方式可分为： 节流阀
配气站流程
气举井井口装置
一、气举装置与气举卸载
（一）气举系统构成
1. 压缩站；
2. 地面配气站； 3. 单井生产系统；
4. 地面生产系统。
重点：单井生产系统。
地面生产系统与其他举升方式基本相同。
（二）、气举的启动压力和工作压力
1.气举前状态 2.气举过程
向环空注入压缩气时，环空液面被挤压 向下，油管中的液面则上升。当环空液面下 降到管鞋时，压风机达到最大压力，称为启 动压力Pe。压缩气进入油管后，使油管内原 油充气，液面不断上升，直至喷出地面。
A1
下降到A3前,油井已不能正常
A3
B1 B2 (Pt) E B3
自喷了。应采取相应措
C q
施维持生产。
（七）、井筒分析
1. 井筒内的压力关系 油管系统：
Pt—油压 Pfr—沿油管流动时的摩阻损失
Pt Pc
H
PB
mgH—油管中的全部重力损失
套管系统：Pwf=Pc+PG+LLg
L—液面以下液体的平均密度
L—环空中的液柱高度 PG—环空气柱所造成的压力
L
忽略PG ， 则：Pwf =Pc+LLg Pwf < Pb时，L=0 Pwf=Pc Pwf > Pb时，气体在某一高度处分离出来。 套压和油压的关系：mgH+Pfr+Pt=Pc+LLg 当 Pwf < Pb时，L=0 则：Pc=mgH+Pfr+Pt 一般有： Pc > Pt
一般认为是出油管线被堵所致。
三、节点系统分析
对象：油气井生产系统； 基本思想：设臵节点,隔离油井系统为子系统 主要线索：压力和流量变化，联系各流动过 程，确定系统的流量。
（一）、基本概念
1．油井生产系统 油井生产系统是指从油层到地面油气分 离器这一统一的水力学系统。
2. 节点：节点即位置。 a.普通节点:一般指两段不同流动过程的 衔接点、系统的起止点。不产生与流量有 关的压降。 b.函数节点:一般在具有限流作用的装臵 处。由于在其局部产生的压降为流量的函 数而得名。 c.解节点:问题获得解决的节点称为求解 节点，简称解节点或求解点。它将整个系 统划分为流入节点和流出节点两个部分。
气压阀或称套压操作阀
液压阀或称油压操作阀 复合控制阀
2. 按气举阀在井下所起的作用， 气举阀可分为:
卸载阀、工作阀和底阀。
3. 按气举阀自身的加载方式可分为: 充气波纹管阀和弹簧气举阀。 4. 按气举阀安装作业方式分为： 固定式气举阀和投捞式气举阀。

所谓套压控制或油压控制是指气举凡尔对Pt 或Pc 哪个更敏感。与凡尔接触面积大的压力就 是凡尔的支配压力。用于连续气举的凡尔,要在 打开状态时对Pt敏感一些，油压下降，凡尔关闭 一些，减小进气量；油压上升，凡尔打开一些， 增大进气量，以保持Pt趋于稳定。用于间歇气举 的凡尔，在打开时，应最大限度扩张孔眼，并在 关闭前一直保持全开状态。以保证注气期间把液 体段塞举出地面。
Ⅰ、自喷采油
自喷采油法：完全依靠流体自身的 能量将原油采出地面的方法叫自喷 采油法，这样的生产井叫自喷井。 优点：不需要补充能量，设备简单,
操作方便,投资少,经济效益高。
一、油井自喷的条件
1.自喷井的结构 2.油井自喷的条件
gH—井内静液柱压力
Pfr—摩擦阻力
Pt—油压
二、 自喷井的协调生产及系统分析 （一）、四个流动过程
（二）、节点分析的基本步骤
1. 建立油井模型并设臵节点 2. 解节点的选择 3. 计算解节点上游的供液特征 4. 计算解节点下游的排液特征
5. 确定生产协调点
6. 进行动态拟合
7. 程序应用
（三）、示例 1. 井底为求解点
选井底为求解点，可以：
2.井口为求解点(安装地面油嘴)
P
P
4
6
8
10
16
Pwf
Pt
C
d
q1 q2 q3 q4 q5
q
B
qc
q
Ⅱ 气举采油概述
自喷后期的问题
地层能量下降，
P d1
所提供的压力小于
举升时要消耗的压 力，油井停喷。
q2 q1
q
解决方法
减少自喷过程的压降，在地层所能供给
的压能范围内，使油井恢复自喷。
分析压降公式，欲降低ΔP,需降低ρm。 把气体从地面注入井筒内，可以增加R，从而
h(D2-d2)/4=(/4)d2h
得：h=(D2/d2 -1)h
代入(2-1b)式得：
Pe=hLgD2/d2 D—套管内径 d—油管直径 h—油管在静液面
h
(2-1c)
Δh
下的沉没度。
当地层K大，被挤压的液面下降很缓慢
时，环空中的液体部分被地层吸收。极端 情况，全部吸收。环空液面到达管鞋时， 油管液柱几乎没有升高，此时，启动压力 由沉没度决定。 Pe=hLg
第四章 海上采油方式
第一节、海上油气开采方式特点、选择原则 第二节、自喷与气举采油
第三节、电潜泵与射流泵采油 第四节、螺杆泵采油
第一节、海上油气开采方式特点、选择原则

常用采油方式：自喷和人工举升方式。 人工举升方式：有杆抽油泵、螺杆泵、电潜泵、水力活塞
泵、射流泵、气举、柱塞泵、腔式气举、电潜螺杆泵、海 底增压泵。
达到降低ρm的目的。
各机械采油适应性分析
很好
好
腐蚀性
中等
砂
适 应 性 强
高气液比 深井
差
蜡
有杆泵
水力泵
电潜泵
气 举
降低液柱梯度
注入气体膨胀 压缩气驱替液柱
气举采油设备的发展
光管柱 靠油管与套管之间 压差关闭，关闭压 差100-150psi 油管底部注气
随充气液柱的比重压 差而开关，仅适于连 续气举，直到今天仍 广泛使用
据井内流体所需，可加入添加剂，能远程提供动力液。 缺点：泵效低，系统设计复杂，不适用于含较高自由气井，地面系统工作 压力较高。
5) 电潜螺杆泵
优点：系统具有高泵效，适用于高粘度油井，并适用于低含砂流体及定向
井，排量范围大。 缺点：工作寿命相对较低（与ESP相比），一次性投资高。