海洋石油开采工程(第五章海上油气井生产原理与技术)4.8

第一节 自喷采油
2、各流动过程的衔接
（1）井底 地层渗流出来的产量q与所剩Pwf正好等于垂直管推送
该产量所需的井底压力。
即：地层产量 = 油管的举升量 井底流压 = 油管举升所需的管鞋压力
（2）井口 流体的剩余压力Pt正好等于油咀推送该产量所要求的
咀前压力。
第一节 自喷采油
3、全井的协调
P
（1）协调条件
自喷采油是指油层能量充足，完全依靠油层天然能 量将原油举升到地面的方式。它的特点是设备简单、管 理方便、经济实用，但其产量受到地层能量的限制。
由于海上油田初期投资大，且生产操作费用较高， 要求油井在较长时间内保持较高的相对稳定的产量进行 生产。
当油层能量较低或自喷产量不能满足油田开发计划 时，可采用人工给井筒流体增加能量的方法将原油从井 底举升到地面，即采用人工举升方式。
第五章 海上油气井生产原理与技术
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。 1、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
（1）油层工作曲线（ IPR ） ① 基本概念
油井流入动态： 油井产量(qo) 与井底流动压力(pwf) 的关系，反 映了油藏向该井供油的能力。
油井流入动态曲线：
表示产量与流压关系的曲线，简称IPR曲线。 Inflow Performance Relationship Curve
第一节 自喷采油
4、油层、油管、油嘴工作曲线的绘制
第五章 海上油气井生产原理与技术
2、海上油田适用的人工举升方式
（1）电动潜油泵 （2）水力活塞泵 （3）气举 （4）喷射泵 （5）电潜螺杆泵
第五章 海上油气井生产原理与技术
第一节 自喷采油 第二节 气举采油 第三节 电潜泵采油 第四节 其他采油方式 第五节 海上油田采油方式的选择
第一节 自喷采油
（1）油层工作曲线（ IPR ） ② 单相液体流入动态
供给边缘压力不变、圆形地层中心一口井的产量公式为：
qo
2 koh( pr
o
Bo
ln
re rw
pwf )
1 2
s
（1）
圆形封闭油藏、拟稳态条件下产量公式为：
qo
2 o Bo
koh( pr
ln
re rw
pwf )
3 4
s
Fra Baidu bibliotek
（2）
第一节 自喷采油
１—地层压力； ２—井底流压； ３—油压； ４—回压； ５—计量装置
自喷井的四个流动过程示意图
第一节 自喷采油
典型的油井流入动态曲线
第一节 自喷采油
１—油层； ２—套管； ３—油管； ４—油压表； ５—油嘴； Ｉ—纯油（液）流； Ⅱ—泡流； Ⅲ—段塞流； Ⅳ—环流； Ｖ—雾流 油气混合物流动结构状态示意图
一、油井井身结构
自喷采油是完全依靠油层能量将原油从井底举升到地 面的采油方式。
不需要补充能量，设备简单,操作方便,投资少,经济效益 高。
海上油井套管程序主要为隔水导管、表层套管、技术 套管和油层套管。隔水导管可将钻井或采油时的管柱与强 腐蚀性的海水分隔开来。
第一节 自喷采油
油井井身结构示意图
第一节 自喷采油
第五章 海上油气井生产原理与技术
油气举升技术是任何油田贯穿其开发全过程的基本 生产技术。各种采油方式有各自的工作原理、举升能力 和对油井开采条件的适应性。采油方式的选择与油藏地 质特点、油田开发动态、油井生产能力以及工作环境等 密切相关，它直接影响原油产量和油田开发效果。
第五章 海上油气井生产原理与技术
1、表层套管 主要用于加固地表上部比较疏松易塌的不稳定岩层，并 可防止浅层天然气的不利影响。 2、技术套管 用于封隔某些高压、易塌或易漏失等复杂地层，保护井 壁，维持正常钻进工作。井较深时，技术套管可以选用两层。 3、油层套管 是钻开油层后必须下入的一层套管，用以加固井壁、封 隔井深范围内的油气水层，保证油井正常生产。
第一节 自喷采油
二、油井自喷的条件
gH—井内静液柱压力 Pfr—摩擦阻力 Pt—油压
第一节 自喷采油
三、自喷井的协调生产及系统分析
1、四个流动过程
（1）地层渗流
（3）咀流
遵守渗流规律,IPR曲线；
多相咀流规律,咀流曲线；
（2）垂直管流
（4）地面管流
两相流动规律,油管曲线； 被油嘴分隔开。
第一节 自喷采油
稳定自喷：四个流动过程相互衔
接与协调，满足质量与能量守恒
3. 自喷井节点分析(Nodal Analysis)
节点：油层、井底、井口、油
嘴前、分离器(Separator) 常选取井口(Wellhead)为求解节点
油层工作曲线 油管工作曲线 油嘴工作曲线
曲线如何得来?
第一节 自喷采油
4、油层、油管、油嘴工作曲线的绘制
数及完井条件等与产量之间的关系的综合指标。
第一节 自喷采油
③ IPR曲线绘制
试井资料：测得3～5个稳定工作制度下的产量及其流压，便可绘制该井 的实测IPR曲线，斜率的负倒数-采油指数
注意：
对单相液体流动的直线型IPR曲线， 采油指数可定义为产油量与生产压差之比， 也可定义为每增加单位生产压差时，油井 产量的增加值，或IPR曲线斜率的负倒数。
第一节 自喷采油
③ IPR曲线绘制
平面径向流，直井油气两相渗 流时油井产量公式为：
井底井口都能衔接。
（2）协调点
Pwf
两曲线的交点。
Pt
当q=qc时，Pwf-Pt有较低值。 表明该产量下油管中压力 损失较低。
d C
B
qc
q
复习上节：自喷井生产系统分析
1.自喷采油(Flowing Production):
利用油层自身能量将原油举升到 地面的采油方式。 2.流动系统（四个流动）：
油层渗流(IPR，流入动态) 井筒流动(多相流，压力温度) 嘴流(自喷井，嘴损与流量) 地面管线流动
② 单相液体流入动态
单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化。
qo
2koh( pr
o Bo
ln
re rw
pwf )
1 2
s
J
2koh
oBo ln
re rw
1 2
s
qo J ( pr pwf )
直线型
J qo ( pr pwf )
pr pwf
采油指数可定义为: 单位生产压差下的油井产油量，是反映油层性质、厚度、流体参