第六章 石油、天然氣的開采與開發(fā)1

1、第六章 油氣開發(fā)與采油,Chapter 6 Exploitation and Production,油田開發(fā)就是依靠詳探成果和必要的生產(chǎn)性開發(fā)實(shí)驗(yàn)，制定開發(fā)方案，對(duì)其進(jìn)行建設(shè)和投資。詳探的主要任務(wù)是：,(1)研究油藏空間分布； (2)確定油氣藏的邊界； (3)弄清油氣藏的巖石、流體特性； (4)計(jì)算二級(jí)（未開發(fā)儲(chǔ)量）,在國外，開發(fā)階段是指油氣藏開采以前的那一階段，即投資階段。 （1）鉆井投資（占總投資的一半以

2、上）； （2）地面建設(shè)（通訊、交通、生活、運(yùn)輸）。 這階段沒有收入或收入極低。,任務(wù)：(1) 生產(chǎn)性開發(fā)實(shí)驗(yàn)； (2) 開發(fā)方案的制訂和調(diào)整； (3) 油、氣開采； (4) 提高原油采收率。,開發(fā)階段：從詳探結(jié)束到油藏廢棄整個(gè)階段（中國）,采油作業(yè)：屬于油氣田開發(fā)的一部分，其任務(wù)是使井中的流體流至地面，具體包括：抽油、氣舉、維修、增產(chǎn)、測(cè)試、注水、油氣水

3、分離等。 采油工作者的任務(wù)：根據(jù)具體油田情況，合理選擇生產(chǎn)工藝，創(chuàng)造和采用先進(jìn)的、科學(xué)的生產(chǎn)方法，保證油田高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和最大采收率，取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。,我國是世界最早開采石油的國家，但現(xiàn)代采油起源于上個(gè)世紀(jì)。,1857年，加拿大最早獲得了工業(yè)油流；1859年，美國用現(xiàn)代化方法鉆井推動(dòng)了石油工業(yè)的發(fā)展；1860年，俄國開采石油；1857年，世界原油產(chǎn)量為300噸，1859年為1800萬噸，1921年超過1億噸，1959年

4、突破10億噸，最高年產(chǎn)量為1979年的31.29億噸。,第一節(jié) 油氣藏分類(Reservoir Classification),不同類型的油氣藏，相應(yīng)的合理開發(fā)方式可能不同。因此，本節(jié)著重介紹油氣藏分類（從開發(fā)角度）。 （1）按照其中流體組分及性質(zhì)可劃分為：氣藏（Natural Gas R.)、凝析氣藏（Condensate R.)、輕質(zhì)油藏、油藏和重質(zhì)油藏等。 （2）按照儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)可劃分為：孔隙性油氣藏、裂縫

5、性油氣藏、溶洞性油氣藏及復(fù)合性油氣藏。,（3） 按照巖性可劃分為：砂巖、碳酸巖、 礫巖、變質(zhì)巖、巖漿巖油氣藏等。 （4） 按照儲(chǔ)層形態(tài)可劃分為：層狀油藏、塊狀油藏、斷塊油藏、不規(guī)則油藏。 （5） 按照油、氣、水分布特點(diǎn)劃分為：帶氣頂?shù)挠筒?、邊水油藏、底水油藏等?（6） 按照油氣藏滲透性可劃分為：高滲油藏、低滲油藏、特低滲油藏。 （7） 按照壓力系統(tǒng)可劃分為：異常高壓油藏、異常低壓油藏。 組合命名法

6、：如砂巖裂縫性油氣藏、碳酸巖裂縫性底水油氣藏等。,第二節(jié) 油氣藏驅(qū)動(dòng)方式(Driving Pattern),一、驅(qū)動(dòng)能量天然能量有：1.油、束縛水、巖石的彈性能；2.溶解氣的膨脹能；3.氣頂氣的膨脹能和氣頂壓頭；4.邊、底水的膨脹能和邊水壓頭；5.異常壓力系統(tǒng)的再壓實(shí)作用；6.原油本身重力。人工補(bǔ)充能量有：1.注水水力壓頭；2.注入氣壓頭。 通常用某種占優(yōu)的驅(qū)動(dòng)能量來命名“驅(qū)動(dòng)方式”,二、驅(qū)動(dòng)類型1.彈性驅(qū)動(dòng):（原油、束縛

7、水及巖石的彈性 能釋放) 無邊底水（或不活躍） 產(chǎn)生的地質(zhì)條件： 無人工注水、注氣 無氣頂?shù)奈达柡陀筒?彈性驅(qū)動(dòng)是開發(fā)初期的一個(gè)較短階段。 地層壓力

8、下降快 特點(diǎn)： 氣油比不變 采出程度2~5%,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,壓力下降，水和巖石體積增加，,巖石孔隙度下降。,,,地面,2溶解氣驅(qū)(油中釋放的溶解氣膨脹),由于氣體的膨脹性比油、巖石和水的膨脹性大很多，此時(shí)可以忽略油、巖石和水的膨脹作用。

9、 邊底水不活躍 產(chǎn)生的地質(zhì)條件 未注水注氣 無氣頂或氣頂很小 地層壓力低于飽和壓力 壓力急劇下降特點(diǎn) 產(chǎn)油量急劇下降 采出程度5~25%（美國）,,,3.氣頂驅(qū)（依靠氣

10、頂能量）,條件 構(gòu)造完整、傾角大或厚度大 油層kh/µ大 氣頂驅(qū)是帶氣頂油藏的一種衰竭式驅(qū)動(dòng)。 壓力遞減較慢特點(diǎn) 自噴期較長(zhǎng) 構(gòu)造頂部的井生產(chǎn)氣油比不斷上升 采出程度20~40%,,,,,,,,,,,gas,oil,goc,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

11、,,,,,,氣頂驅(qū)和人工注氣驅(qū),4.水驅(qū) (邊底水或人工注水),(1)剛性水壓驅(qū)動(dòng)（邊底水靜水壓頭、注入水水力壓頭） 有充足水源 水層連通性、滲透性好地質(zhì)條件 構(gòu)造單一，kh/µ大 水侵入油藏的速度=采油速度 地層壓力穩(wěn)定特點(diǎn)

12、 生產(chǎn)氣油比穩(wěn)定 邊部油井過早水淹 采收率高，有的油藏可達(dá)50%以上,,,,,,,,油,水源,,,,,,,注水井,,,生產(chǎn)井,如果水侵量不夠，可在邊部注水補(bǔ)充,,,,,,,,,,,,,,(2).彈性水壓驅(qū)動(dòng)(依靠含水區(qū)、油區(qū)和巖石的彈性來驅(qū)油),一般無露頭、無水源 油層含水區(qū)遠(yuǎn)大于含油區(qū)地質(zhì)條件

13、 雖有供水區(qū)，但與油區(qū)距離遠(yuǎn)， 連通性差 邊底水活躍，但水侵量不足 生產(chǎn)氣油比不變，地層壓力下降，但高于 飽和壓力Pb特點(diǎn) 采油、采液量不斷下降 采出程度25~50%,,,,,,,,,oil,water,,,,,,,,,,,,,,,典型彈

14、性驅(qū),5.重力驅(qū)動(dòng)(原油自身重力作用),油層傾角大或厚度大地質(zhì)條件 kh/µ 大 其他能量枯竭之后 地層壓力下降特點(diǎn) 不產(chǎn)水或少產(chǎn)水 采收率10~20%(前蘇聯(lián)),,,,,,,,gas,,,,,,,,oil,重力驅(qū)為主,第三節(jié) 試油及試井,一 .試油 油氣

15、井完井之后，由于井眼內(nèi)充滿了泥漿，井底壓力大于地層壓力，油氣不能自動(dòng)噴到地面。通過人為誘導(dǎo)方法，使油井暢通的過程稱為試油。,-----替噴法：首先用輕泥漿替出重泥漿，然后 再用水替出輕泥漿。-----抽汲法：經(jīng)替噴后，將井內(nèi)液體逐漸抽出， 進(jìn)一步減少井內(nèi)壓力。此外，在強(qiáng)大的抽吸 作用下，可能將侵入井內(nèi)的泥漿等污物清除， 使油井自噴。-----氣舉法：經(jīng)替噴后，若油井仍不能自噴，可

16、 以用壓縮機(jī)向油管或油套管環(huán)空中打入壓縮 氣體，使井中的液體從油套管環(huán)空或油管排 出， 這種方法叫氣舉法（氣頂液法）。此方 法比抽汲法效率高。,-----混氣水排液法（氣水法）：用混合氣水頂替井內(nèi)泥漿，使井底壓力不斷下降，達(dá)到既有效誘導(dǎo)油流又能保護(hù)油氣層的目的。-----提撈法：用鋼管制成的提撈管一桶一桶地將井內(nèi)原有液體撈出地面，達(dá)到降低井底壓力的目的。該方法效率低，多用于不能自噴的井。

17、 當(dāng)油氣誘噴完畢后，應(yīng)進(jìn)行放噴，將井內(nèi)贓物和水完全噴凈。,二 .試井,它是研究油氣層、油氣井特性，從而獲得油藏參數(shù)和確定油井合理產(chǎn)量的手段。 1 .穩(wěn)定試井：通過改變油井的工作制度（更換油嘴），每次達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后進(jìn)行產(chǎn)量、壓力、油氣比、含水率、出砂量等參數(shù)的測(cè)試。用途：1).確定油井的合理工作制度； 2).確定地層參數(shù)（如kh/µ 等） 3).進(jìn)行動(dòng)態(tài)

18、預(yù)測(cè)。,,2 .不穩(wěn)定試井：在井底造成壓力改變，并測(cè)定這種 壓力改變隨時(shí)間的變化，然后估算 出巖石、流體和井的特性參數(shù)。用途：1) 確定井底污染情況、地層壓力、滲透率、 儲(chǔ)量、地層的連通性； 2) 預(yù)測(cè)油藏動(dòng)態(tài)。 不穩(wěn)定試井類型：DST、壓

19、力恢復(fù)、壓降、干 擾試井等。,,生產(chǎn)壓差,產(chǎn)量,穩(wěn)定試井指示曲線,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Pi-Pwf,不穩(wěn)定試井曲線,,,,,,,,,,Lg t,,,,,,,,,,,,,,,,Pwf,,,,不穩(wěn)定試井地層壓降變化,第四節(jié) 油氣田的開發(fā),在油氣田已探明的前提下，并有可靠的開發(fā)儲(chǔ)量后，才能進(jìn)行油氣田的開發(fā)。 從油氣田的勘探到油氣田開發(fā)生命期

20、結(jié)束，大體經(jīng)歷以下四個(gè)過程： 1.油氣田的早期評(píng)價(jià)； 2.油氣田開發(fā)方案的制定與實(shí)施； 3.方案的調(diào)整； 4.EOR。,一 .油氣田的早期評(píng)價(jià),主要任務(wù)：評(píng)價(jià)構(gòu)造、油氣水分布、油層及流體物性研究，油田壓力系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)類型及采收率預(yù)測(cè)等。為油氣田是否全面開發(fā)提供依據(jù)。,二.油氣田的開發(fā)設(shè)計(jì)及全面開發(fā),油氣田已基本探明，有了可靠的開發(fā)儲(chǔ)量后，即可進(jìn)行油氣田的開發(fā)設(shè)

21、計(jì)。1、油氣藏描述 目的：獲得一系列地質(zhì)圖件，進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算， 為制定開發(fā)方案奠定基礎(chǔ)。 內(nèi)容：1）儲(chǔ)層構(gòu)造、狀況、斷層位置； 2）儲(chǔ)層的埋藏深度： 3）巖石物性； 4）含油面積； 5）小層分布； 6）儲(chǔ)量及產(chǎn)量分布。

22、,2.開發(fā)開采方式選擇,天然能量 自噴 能量 人工能量 生產(chǎn)方式 泵抽 氣舉 地質(zhì)條件影響因素 工藝特點(diǎn) 經(jīng)濟(jì)效益

23、 注熱水或蒸汽特殊油田(如稠油)開采方法 火燒油層 礦坑開采,,,,,3.劃分開發(fā)層系,為何要?jiǎng)澐珠_發(fā)層系？ 油田通常是由多油層或油藏組成。 例如:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,k大,k小,or P小,or P大,4.

24、井網(wǎng)布署,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,正對(duì)排狀井網(wǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,交錯(cuò)式排狀井網(wǎng),,,,,,,,,,九點(diǎn)井網(wǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,四點(diǎn)井網(wǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,五點(diǎn)井網(wǎng),,,井?dāng)?shù),產(chǎn)量,,選擇合理井?dāng)?shù)，,不使井間干擾過大，,同時(shí)可少鉆井?dāng)?shù)量。,,,5.確定油田合理開發(fā)速度； 6.方案優(yōu)選；(采用數(shù)值模擬方法計(jì)算 各方案

25、的開發(fā)指標(biāo)，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)　　評(píng)價(jià)；選擇最優(yōu)方案) 7.方案實(shí)施( 鉆井及投產(chǎn)次序、時(shí)間、 增產(chǎn)措施、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)),,三.開發(fā)方案調(diào)整,原因：1）對(duì)地下認(rèn)識(shí)不斷加深（井?dāng)?shù)增加） 2）油氣水分布發(fā)生了變化（投產(chǎn)） 3）可采儲(chǔ)量降低（累計(jì)采出增加） 4）新技術(shù)的出現(xiàn)、經(jīng)濟(jì)性變化,四.提

26、高采收率（EOR),通常,油田的注水（或注氣）等稱為二次采油。到了注水或注氣后期，井的注采比越來越高，原油產(chǎn)量越來越低，這時(shí)的油田采收率依然不高。如何將剩下的油采出來就需要依靠三次采油。 提高采收率方法有：聚合物驅(qū)；微乳液驅(qū)；堿驅(qū)；氣驅(qū)；熱力驅(qū)油等。,第五節(jié) 采油方法Oil Production,原油怎樣從地層采至地面？有三種方法：自噴采油(Natural Flow) 氣舉采油(gas Lift)泵

27、抽采油(Pumping),一.自噴采油,（一）、概念 原油依靠天然能量噴至地面的采油方法。 盡管自噴井井?dāng)?shù)少，但產(chǎn)量很高（例如：中東 地區(qū)油井基本上為自噴井，而我國自噴井小 于20%）。 特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、管理方便、生產(chǎn)成本低、 產(chǎn)能高、經(jīng)濟(jì)效益好。 采油指數(shù)：?jiǎn)挝簧a(chǎn)壓差下的日產(chǎn)油量。 氣油比：產(chǎn)氣量比產(chǎn)油量。（方/方）,

28、（二）、采油樹（Christmas tree)、井口裝置1、套管閘門：控制環(huán)空（洗井等作業(yè)、套壓）。2、總閘門：控制油氣噴出的第一道關(guān)口。3、生產(chǎn)閘門：控制油氣流向出油管線的關(guān)口。4、清蠟閘門：在最上部。 （下規(guī)工具或儀表） 65、油嘴：控制和調(diào)節(jié)油井 產(chǎn)量6、計(jì)量站：管理井、資料記錄,,,,,,,,

29、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4,3,2,1,5,,,,,（三）、自噴井的四個(gè)流動(dòng)過程 地面回壓 四個(gè)流動(dòng)過程的總壓降： 井口油壓 地層壓力減去計(jì)量站壓力1、地層滲流 井底流壓大于飽和壓力時(shí) 為單相流動(dòng) 井底流壓小于飽和壓力時(shí) 地層壓力 為多相流動(dòng)

30、 井底流壓能量消耗占總壓降的10~50%,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2、垂直管流 井底流壓大于飽和壓力、井口油壓大于飽和 壓力時(shí)為單相流動(dòng)。/ 井底流壓大于飽和壓力、井口油壓小于飽和 壓力時(shí)，在某一部位氣體開始分離。 井底流壓小于飽和壓力時(shí)，為多相流動(dòng)。垂直管流能量消耗占總壓降的30~80%。 流動(dòng)形態(tài)：垂

31、直管中氣、液的分布狀態(tài)。（1）純液流：沒有氣體分離出來。（2）泡流：液體為連續(xù)相，小氣泡為分散相。,,（3）段塞流：液體為連續(xù)相，小氣泡為分散相。 氣體活塞式舉液。（4）環(huán)狀流：氣柱在中心，液流緊貼管壁。（5）霧狀流：氣體為連續(xù)相，液體為分散相?；摤F(xiàn)象 ：混氣液流動(dòng)過程中，氣體超越液體 的現(xiàn)象?；摤F(xiàn)象增大了能量損失。

32、 （1） （2） （3） （4 ） （5）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3、嘴流 一般有井口油壓小于飽和壓力，往往是多相嘴流。 嘴流的能量消耗占總壓降的5~30%。油嘴的作用：（1）控制油井產(chǎn)量

33、 （ 2）保持油井穩(wěn)定生產(chǎn)臨界流速：流體的流速達(dá)到壓力波在流體介質(zhì)中 的傳播速度，即聲速。臨界流動(dòng)狀態(tài)：流體達(dá)到臨界速度時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)。 Pt ——井口流壓（油壓） PB——地面回壓 當(dāng) PB = Pt 時(shí)，即 PB / Pt = 1 時(shí)，Q = 0,,a b段： PB / Pt下降 Q 上升

34、 b 點(diǎn)： PB / Pt = 常數(shù) ， Q 達(dá)最大 b c 段：PB / Pt下降 Q 不變臨界壓力比： 達(dá)到最大流量時(shí)的壓力比。根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算， 氣體的 Q a b 臨界壓力比大都在0.5 左右。 當(dāng) PB / Pt 2 PB 時(shí) ， 可達(dá)到臨界流動(dòng)。

35、 PB / PtPt,,,,,,,,,,,Pt,,,PB,,PB / Pt,,,,,,,4、地面管流 為水平管流和傾斜管流 地面管流消耗的能量占總能量損失的5~10 %。（四）油井分析 1、井筒內(nèi)的壓力關(guān)系 Pwf > Pc > Pt > PB Pwf?井底流壓 Pc? 套壓 2、生產(chǎn)分析 Pwf?、

36、Pc? 、Pt?、PB?、Q? 出油管線被堵 Pwf?、Pc? 、Pt?、PB?、Q? 、汽油比上升， 油嘴堵塞 Pwf?、Pc? 、Pt?、PB?、Q?、 油管中結(jié)蠟,,,,二.氣舉采油,當(dāng)油井自噴能力減弱時(shí)，向井中注入高 壓氣體，降低井中油流密度，增加自噴能力 的采油方法。優(yōu)點(diǎn)： 井口、井下設(shè)備簡(jiǎn)單。氣舉不受套管 尺

37、寸限制，生產(chǎn)靈活。管理方便，適 用范圍廣，尤適用于海上采油、深井、 斜井、含腐蝕性 氣體或含砂多，不 適宜機(jī)械采油的井。缺點(diǎn)：地面設(shè)備復(fù)雜，投資大。需要?dú)庠础?有兩種方法 連續(xù)氣舉 間歇?dú)馀e采取何種方法取決于井的生產(chǎn)特征 1、開式裝置

38、（管柱不帶封隔器）， 適用于連續(xù)氣舉。 2、半閉式裝置（管柱帶封隔器），氣舉裝置類型 適用于連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e。 3、閉式裝置（管柱帶封隔器， 并在油管底部加單流凡爾），

39、 用于間歇?dú)馀e。,,,1、氣舉的啟動(dòng)壓力與工作壓力 當(dāng)環(huán)空中液面下降到管鞋時(shí)，壓風(fēng)機(jī)達(dá)到最大壓力，稱為啟動(dòng)壓力。 噴出前，井底流壓大于地層壓力。 當(dāng)井底流壓小于 地層壓力時(shí)，液體則 P 從地層流入井底。致 Pe 使壓風(fēng)機(jī)壓力復(fù)而上

40、 Po 升，穩(wěn)定后，壓風(fēng)機(jī) 的壓力稱為工作壓力。 t,,,,,,2、氣舉 凡爾 目的：降低啟動(dòng)壓力 原理：相當(dāng)于在油管上開了孔眼，高壓氣體通 過孔眼進(jìn)入油管舉出液體，降低了管內(nèi) 壓力。到一定程度后，氣舉凡爾能自動(dòng)

41、 關(guān)閉，將孔眼堵死。 隨著第一節(jié)液體噴出地面，第一孔眼處 達(dá)到臨界流動(dòng)條件，流量不再增加。 第一孔眼以臨界流量進(jìn)氣，極不利于第 二孔眼進(jìn)氣，因此，第二孔眼進(jìn)氣的時(shí)候， 第一孔眼必須關(guān)閉。,,,,,,,,,,,,,注入氣,,工作凡爾,,啟動(dòng)凡爾,,,,啟動(dòng)凡爾,,三.泵抽法,泵抽法是應(yīng)用最

42、廣的一種采油方法（80%以上的井為抽油井）。它是利用結(jié)構(gòu)特殊的井下泵將原油舉升到地面的采油方法。 氣舉 桿式泵機(jī)械采油方法 深井泵 有桿泵 管式泵 水力活塞泵

43、 無桿泵 電動(dòng)潛油離心泵 井下水力泵（ Bottom-Hole Hydraulic Pumping） 以動(dòng)力液帶動(dòng)深井泵工作。（圖） 電動(dòng)潛油泵（Electric Submerged Pumping） 用電纜給井下深井泵傳遞動(dòng)力。（圖）,,,,,目前應(yīng)用最廣的是游梁式抽油機(jī)—深井泵裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。（一）、抽油裝置 1、抽油機(jī)：有桿泵采油的主要地面

44、設(shè)備（圖） 2、抽油桿：傳遞動(dòng)力。 3、抽油泵：（Sucker Rod Pumping） 有桿泵采油的井下設(shè)備。 組成：工作筒、空心柱塞、襯套、固定凡爾及 游動(dòng)凡爾。 按在井內(nèi)的的安裝方式不同分為 ： 桿式泵：適用于深度大、產(chǎn)量小的油井。 管式泵：用于下泵深度不大、產(chǎn)量較高的油井。,,（二）、泵的工作原理 1、泵

45、的抽汲過程 沖程——驢頭帶動(dòng)抽油桿上下運(yùn)動(dòng)一次稱 一個(gè)沖程 。 上沖程：游動(dòng)凡爾關(guān)閉、固定凡爾打開、泵內(nèi) 吸液、井口排液、抽油桿伸長(zhǎng)、油管 縮短。 泵吸入條件：泵內(nèi)壓力 活塞以上的液柱壓力,,,,,,,,,,,,,,,,,,游動(dòng)凡爾,,活塞,,泵筒襯套,,固定凡爾,,,,2、泵的

46、理論排量 假設(shè)：抽油桿和油管無彈性伸縮、泵完全充滿、 無漏失、工作正常。 上沖程排液：（fp- fr）S 下沖程排液： ：fr S 一個(gè)沖程排液：（fp- fr）S + fr S=fp S fp——活塞截面積，平方米。 fr——光桿截面積，平方米。 S —光桿沖程，米。 n—沖次，次/ 分。日排量 Qt=1440fpSn Qt—泵的理論排量,方/天。,

47、,（三）、抽油機(jī)懸點(diǎn)承受的載荷 1、抽油桿柱的重量 上沖程：游動(dòng)凡爾關(guān)閉，抽油桿不受浮力作用， 是在空氣中的重量。 下沖程：游動(dòng)凡爾打開，抽油桿受到浮力作用， 是在液體中的重量。 2、作用在活塞上的液柱重量 上沖程：游動(dòng)凡爾關(guān)閉，液柱產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷為 活塞以上油管與抽油桿環(huán)空液柱的重量。 下沖程：游動(dòng)凡爾打

48、開，液柱不作用在懸點(diǎn)上。 3、慣性載荷 4、摩擦載荷,,（四）、泵效及其影響因素泵效——實(shí)際排量與理論排量之比值。影響因素： 1、油管和抽油桿彈性變形 （1） 靜載荷 （2） 動(dòng)載荷 2、氣體充滿系數(shù)——每沖程吸入泵內(nèi)的液體體積與上沖 程活塞讓出的容積之比。表示泵在 工作過程中被液體充滿的程度。它

49、 與氣油比和余隙比有關(guān)。,,3、漏失 （1 ）油管部分漏失 （2 ）活塞與襯套配合間隙漏失 （使凡爾不能及時(shí)打開） （3 ）凡爾漏失（自然磨損，腐蝕，結(jié)蠟）提高泵效的措施 ： 一般:大S，小fp，中n1、選擇合理的工作制度 稠油井 :大S,大fp，小n

50、 連噴帶抽井：大n2、使用油管錨3、提高泵的精度4、合理利用氣體能量，減小氣油比 。,,,（五）抽油機(jī)的診斷技術(shù)——示功圖分析示功圖—一個(gè)沖程中，光桿負(fù)荷與位移的關(guān)系圖。下死點(diǎn)處：A P B C 懸點(diǎn)載荷為Wr’ B’AB線：增載線,兩凡爾關(guān)沖程損失=B’B Wr’+Wl’

51、 A DBC=Sp,上凡爾關(guān),下凡爾開 O S C為上死點(diǎn)

52、 理論示功圖CD線：減載線，兩凡爾關(guān) D點(diǎn)：變形完畢,CD=ABDA=Sp,上凡爾開,下凡爾關(guān),,,,,,,,,,第六節(jié) 注水,目前我國90%以上的油田都采用注水開發(fā)。這是因?yàn)橛筒乇旧砟芰繕O為有限，如果沒有外來水的補(bǔ)充，油藏會(huì)很快地衰竭，即使有外來水增補(bǔ)，還常常由于增補(bǔ)速度較慢無法補(bǔ)償合理的采油速度而需人工補(bǔ)充能量。在我國，通常采用注水

53、方式補(bǔ)充能量。這是因?yàn)椋?）水易獲取，而氣的來源很受限制；2）水在油藏中具有擴(kuò)展能力，洗油能力高；3）注水的設(shè)備與工藝比較簡(jiǎn)單。,,注水方式有： 邊外注水（適合于中小型油藏） 切割注水（適合于大型油藏） 面積注水（ 適于復(fù)雜斷塊油藏、后期強(qiáng)化開采） 底部注水（適合于底水油藏） 但對(duì)于很小的油藏，可依靠天然水的補(bǔ)給開發(fā)。 十分致密的油藏和小的透鏡體油藏不能注水。水

54、源：(水量充足,水質(zhì)穩(wěn)定,處理簡(jiǎn)便,成本低) （1）地面水：淡水，水質(zhì)、水量不穩(wěn)定。 （2）河床等沖積層水：淡水，水質(zhì)、水量穩(wěn)定。 （3）海水：鹽水，量足，使用方便。 （4 ）地層水 ：淡水或鹽水 （5 ）采出水：污水回注,,,常用的水處理措施：1）機(jī)械雜質(zhì)的處理 經(jīng)沉淀，機(jī)械雜質(zhì)含量 < 50 mg / l 經(jīng)過濾，機(jī)械雜質(zhì) < 2 mg /

55、l2）化學(xué)處理 加聚凝劑：提高沉降和過濾效果（明礬和硫鋁） 軟化處理：使水質(zhì)穩(wěn)定（用明礬、石灰或錳砂） 殺菌：用氯氣或甲醛3）脫氧處理 化學(xué)處理：用亞硫酸鈉 氣提脫氧：天然氣與水逆流沖刷 真空脫氧：,,,,污水處理： 重點(diǎn)：脫油、過濾、水質(zhì)穩(wěn)定 污水處理流程圖1）處理后的水應(yīng)達(dá)到注水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

56、2）處理后不腐蝕管線和設(shè)備，不產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞。3）不與地層水起反應(yīng)生成沉淀。海水處理：重點(diǎn)：1）機(jī)械雜質(zhì)處理—多級(jí)過濾 2）脫氧處理—不同方法多級(jí)脫氧,來水,沉降,粗?；?過濾,清水罐,注入,第七節(jié) 油井增產(chǎn)措施,增產(chǎn)措施：采用各種方法來擴(kuò)大、延伸地層原有 通道或建立新的通道。 原因： (1) 在鉆井, 固井和完井過程中一些

57、外來液 體和固體顆粒進(jìn)入井壁附 近的地層形 成難以滲透的表皮(Skin), 通常用酸化 解除此堵塞。 (2) 油氣層滲透性很差，油氣難以流出。 常用水力壓裂方法改造地層。常用的兩種增產(chǎn)措施： (1) 壓裂(Hydraul

58、ic Fracturing) (2) 酸化(Acidizing）,一.水力壓裂,用高壓泵組將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排液量注入井中，在井底憋起高壓，使地層產(chǎn)生裂縫。然后繼續(xù)將帶有支撐劑（通常是顆粒比較均勻的石英砂）的壓裂液注入縫中，停泵后即可在地層中形成足夠長(zhǎng)度、一定寬度和高度的填砂裂縫。它具有很高的滲透能力，大大改善了油氣層的滲透能力，使油氣暢通流入井中，起到增產(chǎn)增注作用。

59、 解除深而嚴(yán)重的堵塞增產(chǎn)作用 改變流動(dòng)形態(tài)，大大降低流動(dòng)阻力,,壓裂液——壓裂施工時(shí)，向井筒中泵注的全部液 體的總合。 按在施工中所起的作用不同，可以分為：前置液——破裂地層，造成一定幾何尺寸的裂縫 以備后面的攜砂特液進(jìn)入。攜砂液——將支撐劑帶到裂縫中去，并將砂子放 到預(yù)定

60、位置上。頂替液——中間頂替液用來將攜砂液送到預(yù)定位 置上。最后頂替液用來將井筒中的全 部攜砂液替入裂縫中。,按性能壓裂液可分為： 水基壓裂液、油基壓裂液、 酸基壓裂液、 乳狀液、泡沫液。壓裂液的性能要求： 濾失小，懸砂能力強(qiáng)，摩阻低、穩(wěn)定性好、 配伍性好、低殘?jiān)?、?jīng)濟(jì)。支撐劑的要求：

61、 粒徑均勻、強(qiáng)度高、雜質(zhì)含量少、砂子圓度好、價(jià)格低。 目前我國每年通過壓裂增加的產(chǎn)量達(dá)幾百萬噸，相當(dāng)于建了一個(gè)大港油田。,二.酸化,將酸液泵入地層，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而增加油氣流通通道的方法。 （1）基質(zhì)酸化（常規(guī)酸化） 井底注酸壓力低于地層破裂壓力。它依靠注入酸液對(duì)巖石的溶蝕作用，擴(kuò)大、溝通滲流通道和溶解孔道中的堵塞物。 （2）壓裂酸化（酸壓） 注

62、酸壓力大于巖石破裂壓力。用酸作壓裂液，但無支撐劑。它是依靠酸的水力作用和溶蝕作用，把壓開的裂縫壁面溶蝕成凹凸不平的表面。起到支撐劑的作用。停泵后，裂縫不能完全閉合，具有較高的導(dǎo)流能力。,酸液類型 鹽酸、有機(jī)酸、多組分酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸。 添加劑類型 緩蝕劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑（緩速劑、，減阻劑、增粘劑、暫時(shí)堵塞劑、破乳劑、懸浮劑）、殺菌劑等。其作用是改善酸液性能和防止酸液對(duì)地層產(chǎn)生有害影響。,第八節(jié)

63、 提高原油采收率 Enhanced Oil Recovery (EOR),油藏依靠天然能量只能采出原油儲(chǔ)量的很少一部分。即使是最好的一次采油方法，仍然有75%以上的原油采不出來而遺留地下。人們想盡各種辦法來從地層中采出更多的原油。,采油進(jìn)程分類(Recovery Process):,一次采油 (Primary Recovery) 是指利用天然能量開采。 二次采油 (Secondary Recovery

64、 ) 是指保持地層壓力和機(jī)械采油。 三次采油 (Tertiary Recovery ) 是指進(jìn)一步改善驅(qū)油方法提高 采收率。,,提高原油采收率的方法,化學(xué)驅(qū),聚合物驅(qū)：增加水的粘度，延緩水通過油藏的進(jìn)程，使水很少超越油流走。表面活性劑驅(qū)：表面活性劑分子雙向吸引于油和水之間，具有降低界面張力的能力，可用來捕集殘余油。堿水驅(qū)：向地層注入堿性液，進(jìn)入地層后與原油中的油酸反應(yīng)生成活性劑。