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1、自喷采油法：自喷采油法：完全依靠流体完全依靠流体 自身的能量将原油采出地面自身的能量将原油采出地面 的方法叫自喷采油法，这样的方法叫自喷采油法，这样 的生产井叫自喷井。的生产井叫自喷井。 优点：优点：不需要补充能量，设不需要补充能量，设 备简单备简单, ,操作方便操作方便, ,投资少投资少, , 经济效益高。经济效益高。 第二章第二章 自喷与气举采油自喷与气举采油 第一节 自喷采油 一、一、油井自喷的条件油井自喷的条件 1.1.自喷井的结构自喷井的结构 2.2.油井自喷的条件油井自喷的条件 gHgH井内静液柱压力井内静液柱压力 P P frfr 摩擦阻力摩擦阻力 P Pt t 油压油压 二、油
2、管特性曲线 反映油管流通特性的流通量与压力 的关系曲线，叫油管特性曲线。 根据已知压力点位置，分成两种： 1流量与井口压力的关系曲线 假设油井以不同产量qi生产,由流入动 态关系,得出相应井底流压Pwfi,由压力梯度 计算方法,计算出相应的井口压力Pti。 作出井口压力与 产量的关系曲线 q p qi 0 Pti Pwfi IPR B 2.流量与井底压力的关系曲线 流入动态关系描述地层流入井筒的规律, 给出关于地层渗流的井底压力与产量的关系 如果：井口压力Pt一定， 假设油井以不同的产量qi生产， 利用压力梯度计算对应的井底流压Pwfi 这一Pwf与q关系曲线，描述油管 的流通特性，与地层渗流
3、无关。 作出曲线: Pwf P IPR 油管工作特性曲线 qO q B 第二节 自喷井的协调生产及系统分析 一、四个流动过程 1.地层渗流：遵守渗流规律,IPR曲线； 2.垂直管流：两相流动规律,油管曲线； 3.咀流：多相咀流规律,咀流曲线； 4.地面管流：被油嘴分隔开。 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。 二、各流动过程的衔接 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。
4、 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。 q P Pt Pwf B d qc C 1.如Pwf Pwf1 q q1 Pt Pt1 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， 而地层又以q1继续供给， 造成井底流体堆积 Pwf 回到C点。 四、协调点的分析 d Pwf P IPR B C Pt PT A q Pt1 q1 q Pwf1 2.如Pwf Pwf1 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， 而地层又以q1继续供给， 造成井底亏空。 Pwf 回到C点。 C q Pwf P q d
5、IPR B Pt PT A q1 Pwf1 Pt1 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。 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 产量就是选用合 适的油咀，达到 合适的协调点。 q 4 6 8 10 16 P q5q4q3q2q1 六、协调在自喷井管理中的应用 1.利用油咀控制油井生产 当Pt较低时，大直径油管 的产量比小直径的高; 当Pt较高时，大直径油管 的产量比小直径的低。 因此，大直径油 管不一定好。 高产井用大油管，低产井用小油管。 31/2 21/2 P q Pt
6、Pt 2优选油管直径 当地层压力下降，IPR曲线下移，油管曲 线随之下移，使协调点左偏，产量下降。 q d1 d2 P q1q2 若d1不变，则q1 q2 若q1不变，则d1 d2 3预测地层压力的变化对产量的影响 欲保持油井产量，需更换油咀， 使新的协调点的产量与原来相同。 4预测停喷压力 若要求油压Pt，过Pt作水平线EC与B相交。 EC不能与B3相交，表明地层压力 下降到A3前,油井已不能正常 自喷了。应采取相应措 施维持生产。 q q P A3 A2 A1 B1 B2 B3 EC (Pt) 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 mgH
7、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 Pt PB Pc L H 忽略PG ， 则：Pwf =Pc+LLg 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 Pt 自喷井正常生产时，各压力之间的关系为： Pwf Pc Pt PB 2生产分析 a.井筒中流动阻力和液柱重力增大,导致Pt 如：油管中结蜡、原油脱气、含水增多。 b.油嘴被刺大时， Pt; 油嘴被堵时， Pt 油管受堵 油嘴受阻 c.套压变化反映井底流压的变化。 若： Pt Pc Pw
8、f q ， 一般认为是出油管线被堵所致。 对象：油气井生产系统； 基本思想：设置节点,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。 第三节 节点系统分析 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置 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
9、部分。 1. 建立油井模型并设置节点 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 二、节点分析的基本步骤 三、示例 1. 井底为求解点 （c）（d） p 选井底为求解点，可以： 2.井口为求解点（无油嘴） 3.井口为求解点(安装地面油嘴) q5 q 4 6 8 10 16 P q4q3q2q1 d q P Pt Pwf B qc C 一、自喷后期的问题 q2 d1 P q1q 第四节 气举采油概述 地层能量下降， 所提供的压力小于 举升时要消耗的压 力，油井停喷。 二、解决方法 减少自喷过程的压降
10、，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P,需降低m。 把气体从地面注入井筒内，可以增加R，从而 达到降低m的目的。 三、气源 1.要求: 2.来源： a.高压天然气。 b.低压天然气，经压缩机加压注入。 a.具有足够的压力， b.必须不含氧气。 人为地把气体压入井底，使油喷出 地面，这种生产方法叫气举采油法。 四、特点 优点：井口、井下设备简单，气举不受 套管尺寸限制，生产灵活，管理 比较方便。适用范围广，尤其适 用于海上采油、深井、斜井、含 腐蚀性气体或含砂多、不适于泵 抽的油井。 缺点：地面设备复杂、投资大、需要气 源，要求套管能承受高压。 一、气举系统构成
11、 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。 第五节 气举装置与气举卸载 图2-13 1.气举前状态 油井停喷时，油管和环空液面处于同一位置。 2.气举过程 二、气举的启动压力和工作压力 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。 喷出前，Pwf Ps ； 喷后，使油管内m越来越低，油管 鞋压力急剧降低，井底压力及压风机压 力随之急剧下降。 当 Pw
12、f Ps 时，地层开始产油，并使油 管内m稍有增加，致使压风机压力复而 上升。最后，液面在管鞋处达到动态平 衡，这时压风机的压力称为工作压力Po。 若：Pe Pc ，则气举无法实现。 Pc压缩机的额定输出压力。 Pe P t Po 3. 启动时压风机压力变化曲线 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 置有关。 a、液体溢出井口： 启动压力：Pe=LLg (2-1a) Pe最大启动压力；L油管长度 b、液体不溢出井口： 启动压力：Pe=(h+h)Lg (2-1b) 4. 启动压力的计算 h(D2-d2)/4=(/4)d2h 得：h=(D2/d2 -1)h 代入(
13、2-1b)式得： Pe=hLgD2/d2 (2-1c) h h D套管内径 d油管直径 h油管在静液面 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 Pe最小启动压力 因此： Pe Pe Pe (2-1) 若Pe大于压缩机的额定输出压力，该压缩 机就无法把环空中的液体压入油管内，气体不 能进入油管，就不能实现气举。 要想实现气举，需大功率的压缩机来保证 气举的启动。但正常生产时不需要这么大的功 率，造成浪费，增加了设备的成本。 为实现气举，同时降低
14、成本，必须减小Pe ，有效的方法是安装气举凡尔。 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)。 三、气举的卸载过程 3. 在这一位置上方的油管上 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， 第一个应封住。 6. 逐级将液面压向一定位置。 能满足打开和封闭油管孔眼的装置 叫气举凡尔，这样只需要工作压力就能 启动气举。 正常气举时开启的凡尔叫工作凡尔 上面其余的凡尔称启动凡尔 图2-1
15、9 1.注气通道； 2.油管柱上注气孔的开关； 3.降低注气的启动压力。以注气工 作压力按预期的产量进行开采； 4.灵活改变注气深度，适应供液能 力的变化； 四、气举阀的作用 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 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 节流阀在关闭状态时与气压阀相同，但一 旦打开后，仅对油压敏感。打开阀，需要 提高套压，关闭阀则降低油压
16、或套压； 气压阀在关闭状态时，有50-100%对套压敏 感，而打开后，仅对套压敏感。为了开、 关气举阀，必须分别提高或降低套压； 液压阀与气压阀正好相反，为 了开、关气举阀，必须分别降 低或提高油压； 复合控制阀，也称液压打开， 气压关闭阀。即提高油压则打 开阀，降低套压则关闭阀。 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
