《油井举升工艺技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油井举升工艺技术课件（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、14 九月 2024油井举升工艺技术油井举升工艺技术24 九月 2022油井举升工艺技术1.1.举升工艺概述举升工艺概述2.2.举升设计举升设计3.3.自喷井自喷井4.4.抽油机井抽油机井5.5.电泵井电泵井6.6.螺杆泵井螺杆泵井7.7.气举采油气举采油8.8.采油方式比较采油方式比较举升工艺概述举举升升方方法法各各有有其其特特点点和和适适应应性性，因因此此，根根据据油油田田实实际际情情况况选选择择最最佳佳的的人人工工举举升升方方法法，以以发发挥挥油油井井的的最最大大潜潜力力，取取得得最最佳佳的的经经济济效效益益，是是非非常常必必要的。要的。自自喷喷采采油油设设备备简简单单、管管理理方方便便
2、、经经济济效效益益高高，只只要要地地层层能能量量允允许许，它它就就是是首首选选的的采采油油方方法法。因因此此，采采油油方方法法的的优优选选通通常常就就是是人人工工举举升升方方法法的的优优选选。1 1举升工艺概述举升工艺概述举升方法各有其特点和适应性，因此，根据油田实际情况选择最佳的 什么是人工举升？什么是人工举升？在在地地层层的的天天然然能能量量不不足足以以维维持持自自喷喷生生产产或或者者虽虽然然可可以以自自喷喷但但产产量量达达不不到到要要求求时时，在在井井筒筒中中下下入入机机械械设设备备，对对流流体体做做功功，使使流流体体能能够够流流到到地地面面的的工工艺艺过过程程，称称为为人人工工举升。举
3、升。人人工工举举升升要要研研究究的的内内容容：举举升升方方式式选选择择；油油管管尺尺寸寸确确定定；选选用用举举升升设设备备并并给给出出设设备备工工作作参参数数；举举升升设设备备工工况况诊断。诊断。 什么是人工举升？在地层的天然能量不足以维持自喷生产或者虽然 选择举升方式应考虑的因素选择举升方式应考虑的因素油井的供液能力是选择人工举升方法的主要依据之一，油井的供液能力是选择人工举升方法的主要依据之一，举升方法举升方法的选择实质上就是选择能够发挥油井潜在产能的的选择实质上就是选择能够发挥油井潜在产能的经济有效的经济有效的举升手段举升手段。选择人工举升方法应考虑以下一些。选择人工举升方法应考虑以下一
4、些因素：因素：油藏的驱动类型；油藏的驱动类型；油藏流体的性质；油藏流体的性质；油井的完井状况及生产动态油井的完井状况及生产动态 ；油井生产中出现的问题；油井生产中出现的问题；油井所处的地面环境；油井所处的地面环境；油田开发中后期的开采方式（如注水、注气、注聚油田开发中后期的开采方式（如注水、注气、注聚合物、注蒸气及其它化学驱）；合物、注蒸气及其它化学驱）；各种采油方法的经济效果。各种采油方法的经济效果。 选择举升方式应考虑的因素油井的供液能力是选择人工举升方法的 选择举升方式的基本原则选择举升方式的基本原则能够充分发挥油井的生产能力，满足能够充分发挥油井的生产能力，满足开发方案开发方案规定的配
5、产任务；规定的配产任务；所选举升设备所选举升设备工作效率较高工作效率较高；所选举升方法可靠，对油井的生产状况具有较所选举升方法可靠，对油井的生产状况具有较强的强的适应性适应性；立足于减少井下作业工作量，所选举升方法的立足于减少井下作业工作量，所选举升方法的油井油井维修与管理较方便维修与管理较方便；适合油田野外工作环境和动力供应条件；适合油田野外工作环境和动力供应条件；所选举升方法所选举升方法投资少、效益高投资少、效益高。 选择举升方式的基本原则能够充分发挥油井的生产能力，满足开发2 2举升设计举升设计举升设计的前提是确定油井产能。举升设计的前提是确定油井产能。油井产能通常用以下三种方法进行估算
6、：油井产能通常用以下三种方法进行估算：产液指数法（产液指数法（PIPI法）法）VOGELVOGEL方程（方程（IPRIPR方法）方法）单相流与两相流的结合（单相流与两相流的结合（PIPIIPRIPR）方法）方法 2举升设计举升设计的前提是确定油井产能。 油井生产的三个基本流动过程油井生产的三个基本流动过程油层到井底的流动油层到井底的流动( (地层渗流地层渗流) )井底到井口的流动井底到井口的流动( (井筒多相管流井筒多相管流) )井口到分离器井口到分离器( (地面水平或倾斜管流地面水平或倾斜管流) )气液两相流气液两相流基本理论基本理论油井流入动态油井流入动态 油井生产的三个基本流动过程油层到
7、井底的流动井底到井口的流动IPRIPR曲曲线线基基本本形形状状与与油油藏藏驱驱动动类类型型有有关关。即即使使在在同同一一驱驱动动方方式式下下，还还将将取取决决于于油油藏藏压压力力、油油层层厚厚度度、渗渗透透率率及及流流体体物物理性质等。理性质等。prqomax 典型的流入动态曲线典型的流入动态曲线IPR曲线基本形状与油藏驱动类型有关。即使在同一驱动方式下，这这种种方方法法在在描描述述油油井井流流入入时时，假假设设流流入入油油井井的的产产量与生产压差成正比量与生产压差成正比，并引入采油指数的概念。，并引入采油指数的概念。 PI PI法法这种方法在描述油井流入时，假设流入油井的产量与生产压差成正比
8、 Vogel Vogel方程方程当当油油井井中中含含有有气气体体时时，用用PIPI法法估估算算油油井井产产能能误误差差较较大大。19681968年年，VogelVogel提提出出了了无无因因次次的的流流入入动动态态（IPRIPR）曲线方程。）曲线方程。 Vogel方程当油井中含有气体时，用PI法估算油井产能误差 a. a.计计算算c.c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPRIPR曲线曲线b.b.给定不同流压，计算相应的产量：给定不同流压，计算相应的产量：已知地层压力和一个工作点已知地层压力和一个工作点( ( q qo o(test) (test) , ,
9、p pwfwf(test) (test) ) ) 绘制绘制IPRIPR曲线的步骤曲线的步骤 a.计算c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线b单相流与两相流的结合（单相流与两相流的结合（PIPIIPRIPR）方法）方法当油藏压力和井底流压当油藏压力和井底流压高于饱合压力时，油流入高于饱合压力时，油流入曲线在曲线在PrPr和饱合压力和饱合压力PbPb之之间为间为一直线一直线，当，当PwfPbPwf2500M2500Mu工作压力工作压力25MPa25MPau温度温度150150（2）井口装置井口高压密封端子潜潜油油电电机机的的外外形形为为细细长长圆圆柱柱体体，分分单单节节和和多多节节，节节
10、中中分分段段，每每段段相相当当一一个个小小电电机机。每每节节电电机机由由多多个个相相同同的的小小电电机机组组成成。在在单单节节电电机机内内是是由由同同一一个个外外壳壳、同同一一个个绕绕组组、同同一一根根轴轴组组装装而而成成的的。它它主主要要由由定定子子、转转子子、止止推推轴承、油路循环系统组成。轴承、油路循环系统组成。（3 3）潜油电机）潜油电机潜油电机的外形为细长圆柱体，分单节和多节，节中分段，每段相当保保护护器器分分为为沉沉淀淀（沉沉降降）式保护器和胶囊式保护器。式保护器和胶囊式保护器。胶胶囊囊式式保保护护器器上上部部为为胶胶囊囊式式结结构构，内内装装有有润润滑滑油油，下下部部为为沉沉降降
11、式式结结构构。特特点点：密密封封可可靠靠，寿寿命命长长；电电机机油油漏漏失失少少；机械密封分散，散热性好。机械密封分散，散热性好。l保护器原理保护器原理保护器分为沉淀（沉降）式保护器和胶囊式保护器。保护器原理（5 5）油气分离）油气分离器器油油气气分分离离器器是是为为了了将将井井液液中中的的气气体体分分离离出出，保保证泵正常运转的装置。证泵正常运转的装置。常常用用的的分分离离器器有有沉沉降降式式和和旋旋转转式式两两种种：沉沉降降式式分分离离器器出出现现较较早早，但但目目前前由由于于分分离离效效率率低低、适适用用范范围围小小已已逐逐渐渐被被旋旋转转式式分分离离器器所取代。所取代。（5）油气分离器
12、油气分离器是为了将井液中的气体分离出，保证泵潜潜油油离离心心泵泵就就是是一一个个多多级级离离心心泵泵 （一 般 为 196394级 ,扬 程 一 般 为154500m）。由由多多个个叶叶轮轮和和导导轮轮组组成成，分分多多节节串串联联。其其转转动动部部分分主主要要有有轴轴、键键、叶叶轮轮、垫垫片片、轴轴套套和和定定位位卡卡簧簧等等，固固定定部部分分主主要要有有壳壳体体、泵泵头头、泵泵座座、导导轮轮和和扶扶正正轴轴承承等等。相相邻邻两两节节泵泵的的泵泵壳壳用用法法兰兰连连接接，轴轴用花键套连接。用花键套连接。（6 6）潜油离心泵）潜油离心泵潜油离心泵就是一个多级离心泵（一般为196394级,扬程一
13、（7 7）潜油电缆）潜油电缆潜油电缆分为圆型和扁型两种。潜油电缆分为圆型和扁型两种。1-1-导体导体 2-2-绝缘层绝缘层3-3-护套层护套层4-4-衬衬垫垫层层或或护护套套层层 5-5-铠装层铠装层 （7）潜油电缆潜油电缆分为圆型和扁型两种。1-导体 （8 8）变压器、控制柜）变压器、控制柜l变压器的作用是将电源电压变为电机所需电压。变压器的作用是将电源电压变为电机所需电压。l控控制制屏屏的的作作用用是是控控制制电电机机运运行行，短短路路、过过载载、欠欠载载保护。保护。（8）变压器、控制柜变压器的作用是将电源电压变为电机所需电压电电泵泵最最早早是是由由苏苏联联人人A.S.A.S.艾艾鲁鲁托托
14、诺诺夫夫于于19231923年年研研究究发发明明的的，并并且且把把这这种种泵泵的的概概念念介介绍绍到到美美国国。19261926年年美美国国第第一一台台潜潜油油电电泵泵在在洛洛杉杉机机问问世世，从从此此开开始始了了潜潜油油电电泵泵用用于于原原油油生生产产的的历历史史。美美国国在在潜潜油油电电泵泵的的研研究究制制造造和和使使用用方方面面已已有有近近八八十十年年的的历历史史，无无论论是是在在制制造造工工艺艺，还还是是在在应应用用技技术术方方面面都都居居世世界界领领先地位。先地位。我我国国是是从从19641964年年开开始始进进行行潜潜油油电电泵泵的的研研制制和和抽抽油油试试验验，于于1981198
15、1年年由由天天津津电电机机厂厂首首先先研研制制成成功功排排量量200m3/d,200m3/d,扬程为扬程为800m800m的潜油电泵机组。的潜油电泵机组。（9 9）潜油电泵发展历史）潜油电泵发展历史电泵最早是由苏联人A.S.艾鲁托诺夫于1923年研究发明的，l潜潜油油电电泵泵具具有有排排量量大大、地地面面设设备备及及向向井井下下传传递递能能量量的的方方式式简简单单等等特特点点，常常作作为为高高产产井井及及中中、高高含水期油井提高排液量的一种采油方式。含水期油井提高排液量的一种采油方式。l电电泵泵的的优优点点：大大排排量量，操操作作简简单单，自自动动化化程程度度高高，适适合合斜斜井井和和水水平平
16、井井，容容易易清清蜡蜡，检检泵泵周周期期比比较长等。较长等。l电电泵泵的的缺缺点点：下下深深受受电电机机功功率率和和耐耐温温等等级级的的限限制制，可可选选排排量量受受套套管管尺尺寸寸的的限限制制，一一次次投投资资高高，维修成本高，气体影响泵效等。维修成本高，气体影响泵效等。（1010）潜油电泵的特点）潜油电泵的特点潜油电泵具有排量大、地面设备及向井下传递能量的方式简单等特点螺螺杆杆泵泵是是一一种种内内啮啮合合偏偏心心回回转转的的容容积积泵泵，可可以以将将介介质质连连续续地地，均均速速地地、而而且且容容积积恒恒定定地地从吸入口送到压出端。从吸入口送到压出端。6 6螺杆泵井螺杆泵井螺杆泵是一种内啮
17、合偏心回转的容积泵，可以将介质连续地，均速地单单螺螺杆杆泵泵由由法法国国人人勒勒内内莫莫依依诺诺发发明明, ,距距今今已已有有7070多多年年的的历历史史。螺螺杆杆泵泵应应用用于于原原油油开开采采是是最最近近二二十十几几年年的的事事情情，它它是是为为开开采采高高粘粘度度原原油油而而设设计的。计的。我我国国从从 80 80 年年代代末末期期开开始始研研究究和和应应用用螺螺杆杆泵泵举举升升技技术术，进进入入 90 90 年年代代以以后后螺螺杆杆泵泵的的研研究究与与应应用用开开始始加加快快。目目前前已已形形成成排排量量为为2-800m3/d2-800m3/d、扬扬程程为为500-2000m500-2
18、000m的的系系列列产产品品，并并已已在在国国内内各各大大油油田推广应用。田推广应用。（1 1）螺杆泵技术的发展）螺杆泵技术的发展单螺杆泵由法国人勒内莫依诺发明,距今已有70多年的历史。螺（2 2）单螺杆泵工作原理）单螺杆泵工作原理由由于于螺螺杆杆与与衬衬筒筒内内壁壁的的紧紧密密配配合合，在在泵泵的的吸吸入入口口和和排排出出口口之之间间分分隔隔成成多多个个密密封封空空间间。随随着着螺螺杆杆的的转转动动，这这些些密密封封空空间间在在泵泵的的吸吸入入端端不不断断形形成成，将将吸吸入入室室中中的的液液体体封封入入其其中中并并自自吸吸入入室室沿沿螺螺杆杆轴轴向向连连续续地地推推移移至至排排出出端端，将
19、封闭在各空间中的液体不断排出。将封闭在各空间中的液体不断排出。（2）单螺杆泵工作原理由于螺杆与衬筒内壁的紧密配合，在泵的吸l优点：优点：螺螺杆杆泵泵运运动动部部件件少少，没没有有阀阀件件和和复复杂杂的的流流道道，吸吸入入性性能能好好，水水力力损损失失小小，介介质质连连续续均均匀匀吸吸入入和和排排出出，砂砂粒粒不不易易沉沉积积，不不易易结结蜡蜡，不不会会产产生生气气锁锁现现象象，同同时时螺螺杆杆泵泵采采油油系系统统又又具具有有结结构构简简单单、体体积积小小、重重量量轻轻、耗耗能能低低、投投资资低低、使使用用和和安安装装维维修修保保养养方方便便等等特特点点，在在举举升升条条件件相相同同的的情情况况
20、下下，与与抽抽油油机机和和电电泵泵相相比比，一一次次性性投投资资少少、能能耗耗低低、适适应应性性强强，具具有有明明显的优势。显的优势。（3 3）螺杆泵的主要特点）螺杆泵的主要特点优点：（3）螺杆泵的主要特点l缺点：缺点：定子最容易损坏，每次检泵，必须起下管柱；定子最容易损坏，每次检泵，必须起下管柱；泵需要流体润滑，定子弹性体易老化；泵需要流体润滑，定子弹性体易老化；不适合在注蒸汽井应用；不适合在注蒸汽井应用；对对井斜井斜要求比较高。要求比较高。总压头较小，总压头较小，下泵深度下泵深度受限制。受限制。缺点：地面电控箱地面电控箱地面驱动装置地面驱动装置驱动杆驱动杆螺杆泵螺杆泵螺螺杆杆泵泵装装置置（
21、4 4）螺杆泵装置的组成）螺杆泵装置的组成详细结构详细结构地面电控箱螺杆泵装置（4）螺杆泵装置的组成详细结构7 7气举采油气举采油气气举举是是一一种种对对油油井井适适应应性性较较强强的的机机械械采采油油方方式式。它它的的举举升升深深度度大大，生生产产范范围围大大，井井下下测测试试工工艺艺简简单单。在在有有足足够够气气源源的的条条件件下下，通通常常被被选选为为高高油油气气比比、高高产产深深井井及及定定向向井井，特别是特别是丛式井丛式井的采油方式。的采油方式。 7气举采油气举是一种对油井适应性较强的机械采油方式。它的举（1 1）气举原理）气举原理（1）气举原理（2 2）气举采油特点）气举采油特点u
22、气举采油的优点：气举采油的优点： 排量大排量大，小井眼中更优越。，小井眼中更优越。 调整排量简便调整排量简便，适应广泛的排量变化。，适应广泛的排量变化。 井井下下设设备备简简单单，效效率率高高，不不受受井井温温限限制制，可可进进行行综综合合试井研究，适于高度自动化管理。试井研究，适于高度自动化管理。 免免修修期期长长，操操作作及及维维修修费费用用低低，可可用用于于斜斜井井、小小井井眼眼井井，可进行同井开采。，可进行同井开采。 防腐和防垢简便。防腐和防垢简便。（2）气举采油特点气举采油的优点：（2 2）气举采油特点）气举采油特点u气举采油的缺点：气举采油的缺点：投投资资较较高高，须须建建压压气气
23、站站，循循环环管管线线，钢钢材材消消耗耗大大、利利用用率低，因此大井距大油田不宜采用，操作费用也很高。率低，因此大井距大油田不宜采用，操作费用也很高。双双层层分分采采井井内内，如如两两层层距距离离大大，井井底底压压力力低低，则则气气举举下下层困难。层困难。套管损坏井不宜采用。套管损坏井不宜采用。采用腐蚀性气源时，举身成本高。采用腐蚀性气源时，举身成本高。高压气举高压气举不安全不安全。易形成乳化物，给原油处理带来一定困难。易形成乳化物，给原油处理带来一定困难。低排量时能量利用效率低。低排量时能量利用效率低。（2）气举采油特点气举采油的缺点：u三种常见的气举采油井下管柱三种常见的气举采油井下管柱三
24、种常见的气举采油井下管柱 各各种种采采油油方方式式有有各各自自的的工工作作原原理理、举举升升能能力力和和对对油油井井开开采采条条件件的的适适应应性性。采采油油方方式式的的选选择择与与油油藏藏地地质质特特点点、油油田田开开发发动动态态、油油井井生生产产能能力力以以及及地地面面环环境境等等密密切切相相关关，它它直直接接影影响响原原油油产产量量和和油田开发效果。油田开发效果。8 8采油方式比较采油方式比较 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一、采油工程概述一、采油工程概述二、完井工艺二、完井工艺三、举升工艺三、举升工艺四、举升配套技术四、举升配套技术五、机采井工况诊断五、机采井工况诊断六、油井管理六、油井管理提提 纲纲一、采油工程概述提 纲
