采油采氣工藝技術(shù)

1、采油采氣工藝技術(shù),采油采氣工藝研究室,華北油田采油工藝研究院,一、采油采氣工藝研究室簡介二、機械采油技術(shù)三、采氣工藝技術(shù)四、提高抽油機井系統(tǒng)效率 技術(shù)研究與應(yīng)用,匯報提綱,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,采油采氣工藝研究室成立于2002年6月，其前身為機械采油研究室。目前有員工12名，其中工程師9人，助理工程師3人。具有從事科研攻關(guān)和新技術(shù)推廣的技術(shù)力量。為國內(nèi)20多個單位提供過技術(shù)服務(wù)并建立了業(yè)務(wù)聯(lián)系，具有良好的信譽。

2、 2003年開展的提高抽油機井系統(tǒng)效率研究、排水采氣配套工藝技術(shù)研究、螺桿泵配套工藝技術(shù)研究等三個公司級科研項目，其中提高抽油機井系統(tǒng)效率研究為股份公司項目；開展的推廣技術(shù)有：桿式泵配套工藝技術(shù)、斜井防偏磨配套工藝技術(shù)等。,采油采氣工藝研究室,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,1、Φ110大泵及配套技術(shù)2、四器（脫節(jié)器、扶正器、泄油器、防脫器）3、有桿射流增壓泵及配套技術(shù)4、有桿

3、泵優(yōu)化設(shè)計與診斷技術(shù)5、螺桿泵設(shè)計與測試診斷技術(shù)6、抽油桿輕便檢測技術(shù)7、斜井防偏磨配套技術(shù)8、新型桿式泵配套技術(shù)9、天然氣井排水采氣技術(shù)10、提高抽油機井系統(tǒng)效率技術(shù)研究與應(yīng)用,二、機械采油技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,抽油桿防脫器,旋轉(zhuǎn)井口及配套工具,技術(shù)內(nèi)容 可連續(xù)或定期對井下油管進行轉(zhuǎn)動，使桿管間的線接觸變?yōu)槊娼佑|，減少油管的磨損，延長油管的使用壽命和系統(tǒng)的運行周期。,油管扶正器,旋轉(zhuǎn)井口,⒈ 斜井

4、防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,旋轉(zhuǎn)井口,技術(shù)參數(shù)?最大高度：285mm?最大直徑：Φ385mm?最大通徑：Φ120mm?額定扭矩：1500N·m?連接方式：法蘭連接?密封方式：鋼圈密封?最大承壓: 25 MPa,,斜井防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,油管扶正器,減少油管旋轉(zhuǎn)時與套管間產(chǎn)生的摩擦力，使油管的轉(zhuǎn)動變的輕松，防止油管轉(zhuǎn)動時與套管間產(chǎn)生摩擦磨損。,油管扶正器,

5、技術(shù)參數(shù)最大長度: 436 mm最大外徑: ?100 mm最大通徑: ?62 mm聯(lián)結(jié)扣型: 2 7/8”U P TBG,斜井防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,抽油桿防脫器,集扶正、轉(zhuǎn)向、防脫等功能于一體，用在井斜角、方位角較大的部位，可減少抽油桿的彎曲應(yīng)力，增加抽油桿使用壽命。,抽油桿防脫器,技術(shù)參數(shù)最大長度: 317 mm最大外徑: ?56 mm最大偏角: 5?聯(lián)接扣型: 7/8”抽油桿扣,斜井防偏磨

6、配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,建立油井測斜數(shù)據(jù)文件進行井斜計算輸入編輯油井及抽油機數(shù)據(jù)抽汲參數(shù)優(yōu)化設(shè)計油井產(chǎn)能預(yù)測（IPR曲線）,桿柱及附件設(shè)計扶正器下放位置圓整設(shè)計校核各種數(shù)據(jù)的瀏覽打印受力曲線的查看打印井斜剖面圖的查看及打印設(shè)計說明書的查看及打印抽油機數(shù)據(jù)文件編輯斜井工況診斷斜井抽油機扭矩分析調(diào)用油井測斜數(shù)據(jù)及油井基本數(shù)據(jù)庫建立油井測斜數(shù)據(jù)文件,桿柱設(shè)計采用了三維力學(xué)模型；診斷采用了新的

7、系統(tǒng)力學(xué)建模方法：功率鍵合圖法。該軟件已在華北、中原、勝利和青海等油田推廣應(yīng)用；設(shè)計、診斷符合率90% 。,斜井采油設(shè)計診斷軟件,斜井防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,建立油井測斜數(shù)據(jù)文件進行井斜計算輸入編輯油井及抽油機數(shù)據(jù)抽汲參數(shù)優(yōu)化設(shè)計油井產(chǎn)能預(yù)測（IPR曲線）,桿柱及附件設(shè)計扶正器下放位置圓整設(shè)計校核各種數(shù)據(jù)的瀏覽打印受力曲線的查看打印井斜剖面圖的查看及打印設(shè)計說明書的查看及打印抽油機數(shù)據(jù)文

8、件編輯斜井工況診斷斜井抽油機扭矩分析調(diào)用油井測斜數(shù)據(jù)及油井基本數(shù)據(jù)庫建立油井測斜數(shù)據(jù)文件,桿柱設(shè)計采用了三維力學(xué)模型；診斷采用了新的系統(tǒng)力學(xué)建模方法：功率鍵合圖法。該軟件已在華北、中原、勝利和青海等油田推廣應(yīng)用；設(shè)計、診斷符合率90% 。,斜井采油設(shè)計診斷軟件,斜井防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,應(yīng)用情況,斜井防偏磨配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,自九七年至今共在華北油田、勝利油田、中原油田、唐海

9、油田推廣應(yīng)用了34口井，取得了良好的效果。 現(xiàn)場應(yīng)用情況表明，該項技術(shù)的應(yīng)用不僅大大延長了斜井中油管的使用壽命，同時也大大延長了斜井有桿泵抽油系統(tǒng)的檢泵周期。為用戶節(jié)約了大量的油管投資和檢泵作業(yè)費用。該工藝技術(shù)除了能夠有效地防止油管偏磨外，由于油管的定期轉(zhuǎn)動，還可有效地清除油管壁上的蠟。 因此，當(dāng)將該工藝技術(shù)應(yīng)用于含蠟較高的斜井中時，可以節(jié)約大量的清防蠟劑費用。,⒉ 小直徑氣錨,主要特點,?直徑小，可滿足環(huán)空測試要求；

10、?油氣分離效率高。,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,小直徑氣錨,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,小直徑氣錨,⒊ 小直徑氣砂錨,?直徑小，可滿足環(huán)空測試要求； ?集防砂防氣功能于一體，也可單級使用； ?采用內(nèi)外篩管防砂，效果好，滲透率高；?螺旋形結(jié)構(gòu)防氣，分離效果好，泵效高。,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,?鋼體最大外徑：Φ90mm?氣體分離器內(nèi)徑：Φ76mm?氣體分離器長度：

11、1100 mm?濾砂管長度與整體長度： 一級：1000 mm；2700 mm 二級：2000 mm；4100 mm 三級：3000 mm；5500 mm?兩端連接扣型：2 7/8”TBG?氣液比：60m3/m3以上?含砂原油：0.5%左右?出砂粒徑中值：≥0.09mm?原油粘度：≤900mPa.s,主要技術(shù)指標(biāo),,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,小直徑氣砂錨,自1995年研制以來，已在華北、大港、勝利、長

12、慶和青海等油田推廣使用數(shù)百臺。僅華北油田應(yīng)用情況統(tǒng)計，平均提高泵效18.2%，延長檢泵周期一倍以上。,應(yīng)用效果,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,小直徑氣砂錨,⒋ 桿式泵采油配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,外工作筒內(nèi)工作筒柱塞總成密封定位,結(jié)構(gòu),對于抽油泵漏失、凡爾失效等原因造成的檢泵作業(yè)，可以減少作業(yè)施工工序，降低作業(yè)成本，減少作業(yè)占井時間。 對于桿斷的油井，在打撈斷脫抽油桿完成后，可以不動油管更換新泵，同

13、樣縮短作業(yè)檢泵時間，還可以減少或避免因頻繁起下管柱造成加快油管扣損壞的幾率，有利于保護環(huán)境。,打撈投送工具,打撈工具,投送工具,下部,桿式泵采油配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,桿式泵采油配套技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,技術(shù)參數(shù),適用條件 適用于具有一定供液能力的抽油機井 含蠟高及出砂嚴(yán)重的井不宜使用該泵,應(yīng)用情況該技術(shù)在華北油田六個采油廠，現(xiàn)場實施27口井29井次，泵在井下工作最長時間達(dá)900天。取得較

14、好的經(jīng)濟效益和社會效益，有比較廣泛的應(yīng)用前景。,⒌ 螺桿泵采油配套技術(shù),?優(yōu)化設(shè)計和診斷軟件?螺桿泵測試儀?螺旋滑動式扶正器?螺桿泵井抽油光桿卡,,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,⑴ 優(yōu)化設(shè)計和診斷軟件,對生產(chǎn)井進行工況監(jiān)測、診斷分析和科學(xué)調(diào)參；對施工井進行優(yōu)化設(shè)計，包括：泵深、桿徑、轉(zhuǎn)速、扶正器的位置和數(shù)目等。設(shè)計、診斷符合率達(dá)80％以上。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,螺桿泵采油配套技術(shù),⑵ 螺桿泵測試儀,測試螺桿泵

15、井井口處抽油光桿的載荷和扭矩,?載荷測量范圍：10 N～100KN ?載荷測量精度：0.5% F?S ?扭矩測量范圍：10 N?m～1500N?m ?扭矩測量精度：0.5% F?S,,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,螺桿泵采油配套技術(shù),三、采氣技術(shù),華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,⒈ 優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù),技術(shù)原理,,通過調(diào)整管柱直徑，使管鞋處的氣流速度達(dá)到連續(xù)排液的臨界速度，增強氣體攜帶

16、液體的能力。,技術(shù)內(nèi)容,建立優(yōu)選管柱的排液采氣計算方法，設(shè)計合適的管柱直徑，延長自噴生產(chǎn)時間。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù),,⒉ 氣井積液規(guī)律研究,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣井積液規(guī)律研究,軟件功能,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣井積液規(guī)律研究,?不同溫度下飽和含水量的計算；?不同壓力下飽和含水量與凝析水量的計算

17、；?不同產(chǎn)氣量下凝析水量的計算；?不同井口壓力、油管組合下排液時間的預(yù)測計算。,⑶ 產(chǎn)液動態(tài)預(yù)測,,氣井積液規(guī)律研究,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣井積液規(guī)律研究,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣井積液規(guī)律研究,,⒊ 氣舉排液采氣工藝,通過控制注入管內(nèi)流體中的高壓氣量，使管內(nèi)從注氣點到地面的流體混氣，以獲得正常生產(chǎn)所需的井底流壓。注入氣加上地層氣使得進入舉升管柱內(nèi)的總氣量增加，從而降低了

18、注氣點以上的流動壓力梯度，使流體被舉升至地面。,工藝原理,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉閥調(diào)試設(shè)備,充氮壓力打開壓力,關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,打開打開打開打開,華北油田采油院采油采

19、氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,打開打開打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,打開打開打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,關(guān)閉打開打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,關(guān)閉打開打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,

20、氣舉排水過程示意圖,關(guān)閉關(guān)閉打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,關(guān)閉關(guān)閉打開打開,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,氣舉排水過程示意圖,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉工藝設(shè)計軟件的主要功能 ⑴ 確定最深注入點 ⑵ 氣舉閥間距設(shè)計 ⑶ 氣舉閥調(diào)試參數(shù)設(shè)計 ⑷ 閥深度分析 ⑸ 注氣壓力分析 ⑹ 提供多種設(shè)計方案

21、 ⑺ 經(jīng)濟方案評價 ⑻ 設(shè)計報告（包括設(shè)計圖、流程簡圖 等）自動輸出,氣舉排液采氣工藝,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,軟件設(shè)計界面,氣舉排液采氣工藝,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣舉排液采氣工藝,應(yīng)用情況 自2002年3月2日在大港油田的官32-48-2井成功實施氣舉以來，共做施工設(shè)計38口井，現(xiàn)場施工32口。 官7-8-2井2002年3月11日施工，共下氣舉閥3只，深度分別為702.4

22、m、1317m和1886.7m；通過氣舉找水后，實施卡水措施后，日增油5t，取得了良好效果。 氣舉工藝為測試找水提供一種強有力的舉液方法。,四、提高抽油機井系統(tǒng)效率 技術(shù)研究與應(yīng)用,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,技術(shù)內(nèi)容,提高抽油機井系統(tǒng)效率,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,技術(shù)原理,抽油機井優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)以最小的舉升系統(tǒng)和噸液舉升能耗達(dá)到單井的供采協(xié)調(diào)，實現(xiàn)舉升系統(tǒng)的長壽、低耗運行，從而實現(xiàn)大范圍的降低采油成本

23、的目的。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,?油井流入動態(tài)計算方法?多相管流計算理論?抽油桿、液柱運動學(xué)模型,計算方法,,,,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,⑴ 油井流入動態(tài)計算方法,?采油指數(shù)法（PI）?達(dá)西公式（Darcy）?Vogel型流入動態(tài)關(guān)系 ?Vogel/Darcy算法?油水復(fù)合法,,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,⑵ 多相管流

24、計算理論,?Orkiszewski關(guān)系式 ?Hagedron-Brown 關(guān)系式 ?Beggs-Brill 相關(guān)式,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,⑶ 抽油桿、液柱運動學(xué)模型,?API方法 ?Gibbs方法 ?Doty方法?余國安方法?石油大學(xué)方法?修正的API方法,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,各級系統(tǒng)效

25、率的分解,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,抽油機井綜合測試儀,采用的是湖北省荊州市沙市科隆儀表研究所生產(chǎn)的XTZH—Ⅲ型抽油機井綜合測試儀，測試內(nèi)容：三相電流、電壓、位移、載荷、有功功率、無功功率、視在功率，同時還可顯示電流、電壓、功率波形曲線并能進行諧波分析。儀器每秒鐘記錄50個數(shù)據(jù)點，從時間分辨能力講，比國內(nèi)外電力質(zhì)量測試儀要快5～10倍。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,測試儀

26、技術(shù)指標(biāo),?電流測試0～150A，精度1.0%；?電壓測試0～1140V，精度1.0%；?單相或三相交流電功率0～200kW，在功率因數(shù)大于0.5精度為1%；?電網(wǎng)頻率監(jiān)測，精度為0.1Hz；?電流電壓波形曲線及其相位關(guān)系顯示記錄；?電流電壓諧波分析,從基波到49次諧波,當(dāng)電流大于10A、電壓大于100V時,精度為2%,其它為5%；?計算電能參數(shù)如：無功功率、視在功率、功率因數(shù)?位移測試0～8m，精度1%；?載荷測試0～

27、150kN，精度1%；?動液面測試0～2500m,誤差＜2%。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,軟件功能抽油機單井系統(tǒng)效率計算、分析模塊抽油機斜、直井工況診斷模塊抽油機斜、直井優(yōu)化設(shè)計、預(yù)測模塊單井、區(qū)塊抽油機基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)Oracle數(shù)據(jù)庫存儲模塊數(shù)據(jù)采集端、平臺前端、數(shù)據(jù)發(fā)布端數(shù)據(jù)接口模塊。,,華北油田采油院采油采氣工藝研究

28、室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計,方案優(yōu)化設(shè)計,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,方案設(shè)計,,如：采油三廠抽油機井740口，分別由1140V、380V供電的電機驅(qū)動。從2002年

29、5月13日～ 6月13日，對131口井進行了綜合測試。131口抽油機選用了江漢總機廠、華北石油一機廠、華北石油二機廠、大安石油機械廠和南陽石油機械廠5個廠家，從8型到16型共11個型號；電機功率為22kW、30kW、45kW和55kW四檔，泵徑為Ф38、44、56、70mm四種，泵掛深度從798～2006m，平均為1691m，沖程從2.1～5.5ｍ，平均為3.8ｍ，沖次從3～9次/min，平均為4.4次/min。,現(xiàn)場應(yīng)用,華北油田采油

30、院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,,131口井中資料齊全的有112口井，平均沖程4.2ｍ，實測沖次4.35次/min，動液面276～2048ｍ，平均值1398ｍ,沉沒度293ｍ,產(chǎn)液量19ｔ,產(chǎn)油量6ｔ,含水67%,泵效46%,電機有效功率2.5 kW,無功功率11.9kVar,功率因數(shù)0.4897。抽油機井地面效率61%，井下效率35.9 %，平均系統(tǒng)效率為21.3%。,地面設(shè)備效率達(dá)到了理想水平；而井下效率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)

31、平均水平；所以采油三廠提高抽油機井系統(tǒng)效率的潛力方向在于提高舉升系統(tǒng)井下效率。,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,提高抽油機井系統(tǒng)效率,,華北油田采油院采油采氣工藝研究室,氣井積液規(guī)律研究,地址：河北任丘中國石油華北油田 采油工藝研究院采油采氣研究室聯(lián)系人：崔金榜、郭吉民電話：0317-2728923、2782052（油網(wǎng)948）傳真：0317-2726419