油井管理知识解读

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1、1 一、自喷井的生产管理 二、电潜泵采油生产管理 2 自喷采油 一、井口装置 井口装置是表层套管的最上端和油管头 、变径接头之间连接的所有固定组件。 它以套管四通为主体，连接控制阀门和 悬挂封隔机构等（悬挂套管和油管，隔 离、控制各环形空间和连接并支撑采油 树）。 图11典型井口装置 1油管挂；2油管头；3油管；4套管挂；5套管头； 6油层套管；7技术套管；8密封件；9表层套管 3 1、套管头 套管头连接套管柱上端，由套管悬挂器及其锥座组成，用于支承下一层较小 的套管柱并密封上下两层套管间的环形空间。海上油田的井一般有多层套 管及环形空间，由此有多个套管头。最下部套管头安装在隔水导管顶端， 其

2、上法兰与中间套管头的下法兰相连接，其下端是螺纹或焊接滑套。中间 套管头的上下法兰分别与上下套管头相连。最上部套管头上下法兰分别与 油管头的下法兰和下面一级套管的上法兰连接。 2、套管悬挂器 套管悬挂器是坐在最下部套管头或中间套管头的锥座中，用于牢固地悬挂下 一级较小的套管柱，并在所悬挂的套管和套管头锥座之间提供密封的一种 装置。 3、油管头 油管头安装在最上部套管头的上端，由油管悬挂器及其锥座组成，用支承油 管柱，并密封油管与生产套管间的环形空间。 4、油管悬挂器 油管悬挂器是坐在油管头的锥座中，用于悬挂油管柱，并在所悬挂的油管 的油锥座之间提供密封的一种装置。海上油气田完井一般都下有井下安全

3、 阀，因此油管挂都必须有连接液控管线的通道，电潜泵井还必须有井下放 气阀（GVV）通道和电缆穿越并密封。 4 二、采油树 采油树由阀门、异径接头、油嘴及管路配件组成，是一种用于控制生 产，并为钢丝、电缆、连续油管等修井作业提供条件的装置。 1 、海上平台采油树分类 海上平台按结构形式，可分为分体式和整体式两种。分体式是由一些 阀门等独立部件组装而成。整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀和翼 阀等制成一个整体部件，阀与阀之间的距离较小，既省空间又耐高 压，特别适用于海上平台的油气井。 按生产井分类和完井生产方式，可分为自喷井、电潜泵井、气举井 、螺杆泵井、注水井、气井的采油树等。 5 图12 采油树剖

4、面图 1清蜡阀；2主阀；3地面安全阀；4油嘴； 5采油树；6套管头； 7SCSSV 和GVV 液控管线； 8缓蚀剂注入管线；9套管阀 图 崖131气田采用的采油树 6 崖131气田的采油树如图一所示，由两个模块组成： 主阀模块：包括一个地面主安全阀和一个手动主阀。 四通模块：用于与翼阀、修井阀和压井阀连接。连接方式均为法兰 式连接。 两模块均由在锻压不锈钢实体上钻孔和加工而成，考虑到冲刷腐蚀问 题，采油树的四通模块与翼阀压井阀的接口采用135度向上引出 。 2、油嘴 油嘴是采油树上用于控制油井流量的部件，它安装在翼阀与出油管线 之间。油嘴也可以用来控制气举井的注气量和注水井的注水量。 油嘴有固

5、定式和可调式两种。固定式油嘴内装有可更换的零件，这个 零件具有固定的小孔，用来节流。可调式油嘴则有一个由外部控制 的可变面积的小孔和一个与之对应的小孔面积指示机构。 油嘴的大小习惯上一英寸分为64分。如果某口井的油嘴是32，那么它 的油嘴大小表示方法是32/64英寸。 7 三、井身结构三、井身结构 1 1、各层套管的功用、各层套管的功用 1 1）隔水套管（导管）隔水套管（导管） 用于隔离海水以及为下一层钻井提供导向作用用于隔离海水以及为下一层钻井提供导向作用. . 下入深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通下入深度取决于第一层较坚硬岩层所在的位置，通 常为常为2 24040m m，所用导管的

6、直径尺寸一般有所用导管的直径尺寸一般有2020英寸和英寸和 3030英寸。英寸。 2 2）表层套管）表层套管 为了能控制溢流、井喷等紧急情况，需要安装为了能控制溢流、井喷等紧急情况，需要安装 井口防喷装置。这些装置就安在表层套管上。井喷井口防喷装置。这些装置就安在表层套管上。井喷 关井时的巨大向上裁荷就由表层套管承担了。它是关井时的巨大向上裁荷就由表层套管承担了。它是 一段较长的无缝管。它的功用是：一段较长的无缝管。它的功用是： A A）安装井口，承担井喷关井时的向上载荷；安装井口，承担井喷关井时的向上载荷； B B）承担以后几层套管的部分重量；承担以后几层套管的部分重量； C C）加固地表松

7、软土层、流砂层等，保证钻井加固地表松软土层、流砂层等，保证钻井 工作顺利进行；工作顺利进行； D D）封隔地层破裂压力小的地层，防止井喷压封隔地层破裂压力小的地层，防止井喷压 井时压裂地层，井时压裂地层， 3 3）技术套管）技术套管 亦称中间套管，是为了保证钻井工作的顺利进亦称中间套管，是为了保证钻井工作的顺利进 行而下的。其功用是：行而下的。其功用是： A A）按可能使用的最大泥浆密度考虑，保护有可按可能使用的最大泥浆密度考虑，保护有可 能被压裂的地层。能被压裂的地层。 8 2）表层套管 为了能控制溢流、井喷等紧急情况，需要安装井口防喷装置。这些装置就安在表层 套管上。井喷关井时的巨大向上裁

8、荷就由表层套管承担了。它是一段较长的无缝 管。它的功用是： A）安装井口，承担井喷关井时的向上载荷； B）承担以后几层套管的部分重量； C）加固地表松软土层、流砂层等，保证钻井工作顺利进行； D）封隔地层破裂压力小的地层，防止井喷压井时压裂地层， 3）技术套管 亦称中间套管，是为了保证钻井工作的顺利进行而下的。其功用是： A）按可能使用的最大泥浆密度考虑，保护有可能被压裂的地层。 B）封隔漏、塌、喷地层。 C）解决上部与下部地层对泥浆密度提出的相互矛盾的要求。 D）解决可能出现的各种困难问题。 4）油层套管 也叫生产套管，用以封隔油、气、水层，以利于分层开采，防止底水，并形成生产 通道，或用以

9、封堵暂不开采的油、气层。 5）尾管 它用于保护生产层位,节约开支以及射孔等作用。 9 四、 井口安全控制设备 井口安全控制设备指的是自动关井系统。当油井或平台处理设施 出现异常情况时，自动关井系统应能及时自动关闭油气井并停止 油气处理，以防止危机安全和造成环境污染的事故。也可在现场 实行手动关停。 自动关井系统包括安全阀、探测装置、井口控制盘和控制管线。 安全阀有地面安全阀（SSV）和井下安全阀（SCSSV）。地面安 全阀可以是气动或液动的，而井下安全阀一般都是液压控制的。 平台上的每一口井都有一个井口控制盘。在井口控制盘中安装着 一个或若干个由仪表元件组成的控制回路。每个控制回路主管一 个安

10、全阀的开与关。当回路中传递压力的流体（仪表气或液压油 ）增压，所控制的安全阀打开；当传递压力的流体降压，所控制 的安全阀关闭。 以涠114油田为例，它所采用的井口控制盘是选用美国TEST公 司制造.该控制盘具有完善的井上安全阀(SSV)气动控制回路,井下 安全阀(SCSSV)液压控制回路以及用于安全目的的易熔塞回路。 10 1、气动控制回路与液压控制回路 井口控制盘气源来自仪表风系统,供风压力1000kPa.井口控制盘的气动回路分为 两种不同压力的气动控制回路。一种气动控制回路的压力设定值为800kPa，其用途 是: 1) 用做气动逻辑控制回路的逻辑转换及地面安全阀的操作气源。 2) 用来驱动

11、液压油泵。 另一种气动控制回路的压力设定值为344kPa，其用途是： 1) 用作易熔塞控制回路的控制气源。 2) 是用作气动逻辑控制回路的控制气源。 液压是由气动泵产生的，用于驱动井下安全阀及放气阀的动作。液压油设在井口 控制盘内的油箱供给。井口控制盘内配有两台气动液压泵。液压系统的设置压力为 31500kPa。 2、井口控制盘的功能 1) 在井口控制盘上可以有选择地对每一口井或全部井的井下安全阀、地面安全 阀和电潜泵进行操作控制，也可以在PUQ中控房内对某一口井的地面安全阀和电潜 泵实现远程关井和停泵。 11 2) 当井口区发生火灾或温度高于设定温度600时，井口控制盘即立即自 动关闭所有井

12、的井下安全阀、地面安全阀和电潜泵，并将状态信号送至中 央控制盘和火灾控制盘进行指示和报警并发出二级关断信号。 3) 每一口井的出油管线上设有PSL和PSH压力开关，当出油管线内压力高 于PSH设定值或低于PSL设定值时，HILO PILOT动作，井口盘就自动关闭 该井的地面安全阀及电潜泵，并将信号送至中控室报警。 4) 操作者在观察到异常状态或意外事故时，可以在井口区手动触发关断 回路。通过井口控制盘达到关闭井下安全阀、地面安全阀和电潜泵的目的 。 3、井口高低压开关 的作用 它是调定的高压、低压检测器，当井口的回压管线出口压力大于或小于 调定的压力时，那么井口回压管线上的高压、低压检测器将给

13、一个信号到 井口控制盘，井口控制盘将自动关闭这口井的SSV，保证平台的正常生产开 井时, 由于井口压力低, 低压信号存在, 地面安全阀无法打开, 因此要将 井口控制盘要开的井打到 BYPASS 位置。 12 4、易熔塞回路 拉出易熔塞回路充气控制阀的手动杆，使易熔塞回路工作压力保持在 344kPa；当井口区发生火灾或温度高于60摄氏度时，易熔塞被熔化，将有以 下动作： 1) 井口控制盘的PALL-1717指示变红。 2) 中央控制盘和火灾盘同时发出声光报警及ESD2级关断。 3) 喷淋阀打开，在井口区进行喷淋。 四、 井下流动控制工具 1、井下安全阀 井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，

14、海上生产设施发生火警， 管线破裂等非正常情况时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是海上 完井生产管柱的重要组成部分。一般要求至少要下在海底泥线以下20m。 安全阀下入井中后，通过地面加压，压力经液控管线传至两个密封盘根之 间的传压孔到活塞上，推动活塞向下移动，并压缩弹簧，将活瓣打开，如果 保持控制管线压力，安全阀处于打开位置，释放控制管线压力，靠弹簧张力 向上推动活塞上移，阀处于关闭状态。 13 2、滑套 1）滑套的功能 滑套主要用来提供油管和环空之间的流动通道，有下列用途： A） 完井后诱喷； B） 循环压井； C） 气举； D） 坐挂射流泵； E） 多油层内，选择性对不同的油层进行生产

15、、测试或增产措施； F） 多层混采； G） 下入堵塞器关井或油管试压； H） 循环化学剂防腐等。 2）滑套开关工具 通过移动内套筒来关闭或连通油管与环形空间之间的通道当内套筒的孔 道对着滑套本体的通道时，滑套处于打开状态；当两者错开时，滑套关闭 。 14 滑套开关常用的工具，用钢丝把它下入井中 滑套位置，通过钢丝作业可对井下滑套进行开 关作业。有的滑套通过向下震击使内套筒下移 而打开滑套，有的则需要向上震击向上移动内 套筒使滑套打开。 3、工作筒 1）坐入堵塞器； 2）坐入井下自动控制安全阀； 3 坐入单流阀； 4）下入减压工具（节流嘴）以降低井口压力； 5）坐挂井下测量仪器； 6）钢丝钢丝

16、作业时业时 ，可防止工具串落入井内。 结构如图14所示，由上、下短节、工作筒 、滑动套筒、密封件等组成，其中上短节有 锁定槽，以坐挂井下工具。 15 五、自喷采油原理 自喷采油是指利用油层本身的能量使油喷到地面。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，且生产操作费较高，要求油井在较长的时间内保持较高的相 对稳定的产量下进行生产。然而油井的供给能力随着油藏衰减式开采而减 弱，其主要原因是油藏压力的降低和流动阻力的增加，因此油井自喷产量 会逐渐降低。一般来说，在开采初期，如果地层能量充足能提供较高产量 ，可考虑采取自喷采油。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。随着产量下降，不能满足油田开发计划，可选用人 工举升采油，如气举、电潜泵等。 、自喷井的四种流动过程 任何油井的生产都可分为三个基本流动过程：从油层到井底的流动 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 器在地面管线中的水平或倾斜管