采油机械ppt课件—自喷采油和气举采油.ppt
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1、自喷采油和气举采油自喷采油和气举采油一、自喷采油一、自喷采油采油树采油树 采油树是指采油树是指自喷井口装置的地上部分自喷井口装置的地上部分,它用法兰盘坐于油管头之上。,它用法兰盘坐于油管头之上。采油树用于采油树用于控制和调节升举到井口的油气流向控制和调节升举到井口的油气流向,与大四通配合形成修井液,与大四通配合形成修井液和压井液的正、反循环及进行测井作业以及关闭井口。和压井液的正、反循环及进行测井作业以及关闭井口。1-螺母;螺母;2-双头螺栓;双头螺栓;3-套管法兰头;套管法兰头;4-锥座式油管头;锥座式油管头;6-钢圈;钢圈;7-卡箍;卡箍;8-闸阀闸阀5-卡箍短节卡箍短节9-钢圈;钢圈;1
2、0-油管头上法兰;油管头上法兰;11-螺母;螺母;12-双头螺栓;双头螺栓;13-节流器节流器14-小四通;小四通;15-压力表压力表16-弯头弯头17-压力表截止阀;压力表截止阀;18-接头接头19-名牌名牌采油树示意图采油树示意图采油树采油树采油树采油树是阀门和配件的组成总成,用于油气井的流体控制,并为生产油是阀门和配件的组成总成,用于油气井的流体控制,并为生产油是阀门和配件的组成总成,用于油气井的流体控制,并为生产油是阀门和配件的组成总成,用于油气井的流体控制,并为生产油管柱提供入口。它包括油管头上法兰上的所有装备。可以应用采油树总成进管柱提供入口。它包括油管头上法兰上的所有装备。可以应
3、用采油树总成进管柱提供入口。它包括油管头上法兰上的所有装备。可以应用采油树总成进管柱提供入口。它包括油管头上法兰上的所有装备。可以应用采油树总成进行多种不同的组合,以满足任何一种特殊用途的需要。行多种不同的组合,以满足任何一种特殊用途的需要。行多种不同的组合,以满足任何一种特殊用途的需要。行多种不同的组合,以满足任何一种特殊用途的需要。采油树按不同的采油树按不同的采油树按不同的采油树按不同的作用作用作用作用又分采油(自喷、人工举升)、采气(天然气和各又分采油(自喷、人工举升)、采气(天然气和各又分采油(自喷、人工举升)、采气(天然气和各又分采油(自喷、人工举升)、采气(天然气和各种酸性气体)、
4、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。并根据使用压力种酸性气体)、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。并根据使用压力种酸性气体)、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。并根据使用压力种酸性气体)、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。并根据使用压力等级不同而形成系列。等级不同而形成系列。等级不同而形成系列。等级不同而形成系列。采气树及油管头采气树及油管头采气树及油管头采气树及油管头主要用于采气和注气。由于天然气气体相对密度低,气主要用于采气和注气。由于天然气气体相对密度低,气主要用于采气和注气。由于天然气气体相对密度低,气主要用于采气和注气。由于天然气气体相对密度低,气注压力低,不论采气或注
5、气井口压力都高,流速高,同时易渗漏,有时天然注压力低,不论采气或注气井口压力都高,流速高,同时易渗漏,有时天然注压力低,不论采气或注气井口压力都高,流速高,同时易渗漏,有时天然注压力低,不论采气或注气井口压力都高,流速高,同时易渗漏,有时天然气中会有气中会有气中会有气中会有H H H H2 2 2 2S S S S、COCOCOCO2 2 2 2等腐蚀性介质,因而对采起树的密封性及其材质要有更严等腐蚀性介质,因而对采起树的密封性及其材质要有更严等腐蚀性介质,因而对采起树的密封性及其材质要有更严等腐蚀性介质,因而对采起树的密封性及其材质要有更严格的要求。有时为了安全起见,油、套管均采用双阀门,对
6、于一些高压超高格的要求。有时为了安全起见,油、套管均采用双阀门,对于一些高压超高格的要求。有时为了安全起见,油、套管均采用双阀门,对于一些高压超高格的要求。有时为了安全起见,油、套管均采用双阀门,对于一些高压超高压气井的阀门采用优质钢材整体锻造而成。压气井的阀门采用优质钢材整体锻造而成。压气井的阀门采用优质钢材整体锻造而成。压气井的阀门采用优质钢材整体锻造而成。采油(气)树及油管接头主要采油(气)树及油管接头主要采油(气)树及油管接头主要采油(气)树及油管接头主要用于控制生产井口的压力和调节油(气)用于控制生产井口的压力和调节油(气)用于控制生产井口的压力和调节油(气)用于控制生产井口的压力和
7、调节油(气)流量流量流量流量;也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。最常用的是最常用的是KYS2565DQ型自喷井口装置。型自喷井口装置。工作压力:工作压力:25MPa,联接型式:井口闸门以卡箍型式联接联接型式:井口闸门以卡箍型式联接 通径:通径:65mm 适用适用5 3/4in油层套管。油层套管。图图 卡箍式采油树卡箍式采油树 采油树主要由采油树主要由油管四通油管四通(小四通小四通)、四个井口闸阀四个井口闸阀和和节流器节流器组成组成。油管四通下连油管四通下连总闸门总闸门、上连、
8、上连清蜡清蜡(测井测井)闸门闸门,安装在油管四通两侧的井口,安装在油管四通两侧的井口闸门称闸门称生产闸门生产闸门。在一侧生产闸门连接有节流器。在一侧生产闸门连接有节流器(嘴子套嘴子套),节流器内装有可更,节流器内装有可更换的换的油嘴油嘴。节流器和油井出油管线连接。节流器和油井出油管线连接。工厂工厂制造的井口装置时将制造的井口装置时将油管头、采油树及套管头油管头、采油树及套管头法兰装配成一个整体。法兰装配成一个整体。常将这种成套的自喷井口装置简称为常将这种成套的自喷井口装置简称为采油树采油树。1-底法兰,底法兰,2-钢圈,钢圈,3-油管头油管头4-闸阀,闸阀,5-上法兰上法兰6-法兰接头法兰接头
9、7-节流器(针阀)节流器(针阀)8-四通四通9-截止阀截止阀10-压力表缓冲器压力表缓冲器采气树采气树 采气树典型结构见图。采气树典型结构见图。图图 采气井口装置采气井口装置 釆气树和采油树结构相似,但考虑到天然气的特点,对采气树要求更为严格:1)所有部件均采用法兰连接;2)套管闸阀和总闸阀均成对配置,其中一个为备用;3)节流器采用针形阀,而不是固定孔径的油嘴;4)全部部件均经抗硫化氢处理。1-套管短接;套管短接;2-套管头座;套管头座;3-四通;四通;4-大小头;大小头;5-阀门;阀门;6-短接;短接;7-油嘴套和井口油嘴油嘴套和井口油嘴8-由壬;由壬;9-放空阀放空阀10-压力表压力表11
10、-导管;导管;12-表层管水泥环;表层管水泥环;13-表层套管;表层套管;14-技术套管;技术套管;15-油层套管油层套管16-油管;油管;17-高压气层;高压气层;18-高压水层高压水层19-易坍塌地层易坍塌地层20-技术套管水泥环技术套管水泥环21-主油层主油层22-油层套管水泥环油层套管水泥环图图 自喷井自喷井采油装置采油装置 油田上的生产井,按其生产方式的不同,分为油田上的生产井,按其生产方式的不同,分为自喷采油自喷采油和和机械采油机械采油两大类两大类型。型。如果如果油层具有足够的能量,不仅能将原油从油层内驱入井底,而且还能够油层具有足够的能量,不仅能将原油从油层内驱入井底,而且还能够
11、将其由井底连续不断地举升到地面上来将其由井底连续不断地举升到地面上来。这样的生产井,我们称它为自喷井。这样的生产井,我们称它为自喷井。用这种自喷的方式进行采油,称其为用这种自喷的方式进行采油,称其为自喷采油自喷采油。1 1、自喷管柱、自喷管柱 井筒内只下油管柱,简称光油管,管鞋一般下至产层中部。油气是沿油井筒内只下油管柱,简称光油管,管鞋一般下至产层中部。油气是沿油管被升举到井口,所以该管柱常被称为管被升举到井口,所以该管柱常被称为自喷管柱自喷管柱。油管是采油工业专用的高压无缝钢管,分油管是采油工业专用的高压无缝钢管,分平式平式和和外加厚外加厚两种。自喷管柱两种。自喷管柱常用常用2 1/2in
12、平式平式,外径为,外径为73mm,内径为,内径为62mm。3 3、四种流动过程、四种流动过程 原油从油层流到计量站,一般要经过原油从油层流到计量站,一般要经过四种四种流动过程流动过程:(1)原油沿油层流入井底;)原油沿油层流入井底;(2)从井底沿井筒流到井口;)从井底沿井筒流到井口;(3)通过油嘴;)通过油嘴;(4)沿地面管道流至计量站。)沿地面管道流至计量站。四种流动过程各自四种流动过程各自遵循不同的规律遵循不同的规律:沿油层流动为沿油层流动为渗流渗流;沿井筒的流动为沿井筒的流动为垂直多相或单相管流垂直多相或单相管流;通过油嘴的流动为通过油嘴的流动为嘴流嘴流;沿地面管道的流动一般为沿地面管道
13、的流动一般为多相水平管流多相水平管流。4 4 4 4、自喷能量的消耗、自喷能量的消耗、自喷能量的消耗、自喷能量的消耗 自自自自喷喷喷喷生生生生产产产产时时时时,原原原原油油油油的的的的流流流流动动动动主主主主要要要要是是是是受受受受地地地地层层层层渗渗渗渗流流流流阻阻阻阻力力力力、井井井井筒筒筒筒液液液液柱柱柱柱重重重重力力力力和和和和原原原原油油油油与井筒管壁的摩擦阻力与井筒管壁的摩擦阻力与井筒管壁的摩擦阻力与井筒管壁的摩擦阻力等因素的影响。等因素的影响。等因素的影响。等因素的影响。(1)(1)原原原原油油油油在在在在地地地地层层层层中中中中流流流流动动动动时时时时,主主主主要要要要能能能能
14、量量量量消消消消耗耗耗耗是是是是流流流流体体体体克克克克服服服服在在在在多多多多孔孔孔孔介介介介质质质质岩岩岩岩石石石石中的中的中的中的渗流阻力渗流阻力渗流阻力渗流阻力。(2)(2)原原原原油油油油在在在在井井井井筒筒筒筒中中中中流流流流动动动动时时时时,主主主主要要要要是是是是克克克克服服服服井井井井筒筒筒筒内内内内液液液液柱柱柱柱重重重重力力力力和和和和原原原原油油油油与与与与井井井井筒筒筒筒管管管管壁的摩擦阻力壁的摩擦阻力壁的摩擦阻力壁的摩擦阻力。液柱重力受原油密度、含水量、溶解气和浮力等影响。液柱重力受原油密度、含水量、溶解气和浮力等影响。液柱重力受原油密度、含水量、溶解气和浮力等影响
15、。液柱重力受原油密度、含水量、溶解气和浮力等影响。原油与井筒管壁的摩擦阻力主要与流体粘度大小有关。原油与井筒管壁的摩擦阻力主要与流体粘度大小有关。原油与井筒管壁的摩擦阻力主要与流体粘度大小有关。原油与井筒管壁的摩擦阻力主要与流体粘度大小有关。(3)(3)原油通过原油通过原油通过原油通过油嘴油嘴油嘴油嘴时要消耗一定的能量。时要消耗一定的能量。时要消耗一定的能量。时要消耗一定的能量。(4)(4)在在在在多多多多相相相相水水水水平平平平管管管管流流流流过过过过程程程程中中中中主主主主要要要要的的的的能能能能量量量量消消消消耗耗耗耗是是是是:流流流流体体体体通通通通过过过过各各各各种种种种管管管管线线
16、线线时时时时产产产产生的生的生的生的局部水力损失局部水力损失局部水力损失局部水力损失和沿管线流动的和沿管线流动的和沿管线流动的和沿管线流动的沿程水力损失沿程水力损失沿程水力损失沿程水力损失等。等。等。等。项目简介项目简介*井口安全截断系统井口安全截断系统石石石石油油油油、天天天天然然然然气气气气的的的的采采采采气气气气、集集集集输输输输是是是是天天天天然然然然气气气气开开开开采采采采过过过过程程程程中中中中的的的的一一一一个个个个重重重重要要要要环环环环节节节节。由由由由于于于于天天天天然然然然气气气气中中中中含含含含有有有有水水水水分分分分、硫硫硫硫化化化化氢氢氢氢、二二二二氧氧氧氧化化化化
17、碳碳碳碳等等等等成成成成分分分分,在在在在采采采采气气气气到到到到集集集集输输输输过过过过程程程程中中中中,只只只只要要要要有一个环节引起故障或失控,均可酿成重大事故。有一个环节引起故障或失控,均可酿成重大事故。有一个环节引起故障或失控,均可酿成重大事故。有一个环节引起故障或失控,均可酿成重大事故。在在在在天天天天然然然然气气气气采采采采气气气气及及及及集集集集输输输输过过过过程程程程中中中中,除除除除采采采采气气气气工工工工艺艺艺艺参参参参数数数数的的的的自自自自动动动动控控控控制制制制外外外外,设设设设备备备备及及及及井井井井口在生产过程中出现意外的自动保护系统也是采气集输中的一个重要环节
18、。口在生产过程中出现意外的自动保护系统也是采气集输中的一个重要环节。口在生产过程中出现意外的自动保护系统也是采气集输中的一个重要环节。口在生产过程中出现意外的自动保护系统也是采气集输中的一个重要环节。只只只只有有有有充充充充分分分分利利利利用用用用现现现现在在在在的的的的自自自自动动动动控控控控制制制制及及及及安安安安全全全全保保保保障障障障系系系系统统统统结结结结合合合合在在在在一一一一起起起起,由由由由集集集集中控制,在出现故障时,各施其职,有效的保护现场及井口设备。中控制,在出现故障时,各施其职,有效的保护现场及井口设备。中控制,在出现故障时,各施其职,有效的保护现场及井口设备。中控制,
19、在出现故障时,各施其职,有效的保护现场及井口设备。我我我我校校校校研研研研制制制制的的的的井井井井口口口口安安安安全全全全截截截截断断断断保保保保护护护护装装装装置置置置可可可可配配配配合合合合电电电电动动动动截截截截断断断断阀阀阀阀、电电电电动动动动调调调调节节节节阀阀阀阀等等等等执执执执行行行行设设设设备备备备来来来来集集集集中中中中控控控控制制制制集集集集输输输输工工工工艺艺艺艺,即即即即具具具具有有有有现现现现场场场场参参参参数数数数检检检检测测测测,又又又又可可可可对对对对现现现现场场场场工工工工艺艺艺艺路路路路线线线线控控控控制、井口安全保障等功能于一体,对采气工艺具有重要作用。制
20、、井口安全保障等功能于一体,对采气工艺具有重要作用。制、井口安全保障等功能于一体,对采气工艺具有重要作用。制、井口安全保障等功能于一体,对采气工艺具有重要作用。系统功能与原理说明:系统功能与原理说明:具有完具有完善的监测及执行能力,正常情况下,善的监测及执行能力,正常情况下,系统可实时对多路压力、多路温度、系统可实时对多路压力、多路温度、气体浓度、火警信号、流量信息、气体浓度、火警信号、流量信息、阀位信息、阀位调节、控制等工艺阀位信息、阀位调节、控制等工艺信息进行现场及远程监测、记录、信息进行现场及远程监测、记录、计算和判断。并根据监测到的信息计算和判断。并根据监测到的信息由现场或控制器进行控
21、制,由现场或控制器进行控制,同时,通过现场总线直接传送到中同时,通过现场总线直接传送到中央控制站,可有效地确保油气输送央控制站,可有效地确保油气输送及开采过程的安全。及开采过程的安全。单井单井现场安装结构示意图现场安装结构示意图集输站集输站应用案例应用案例无人值守单井无人值守单井-集输站应用案例集输站应用案例二、气举采油二、气举采油二、气举采油二、气举采油气举采油站气举采油站 气举采油工艺过程气举采油工艺过程是通过是通过向井筒内注入高压气体向井筒内注入高压气体的方法来的方法来降低井内注气点至降低井内注气点至地面的液柱密度地面的液柱密度,以减小地层与井底的压差,使油气继续流出,并举升到地面。,以
22、减小地层与井底的压差,使油气继续流出,并举升到地面。气举气举是在油井停喷后恢复生产的一种机械采油方法,亦可作为自喷生产的能是在油井停喷后恢复生产的一种机械采油方法,亦可作为自喷生产的能量补充方法量补充方法帮助实现自喷。帮助实现自喷。典型气举系统典型气举系统如图所示。如图所示。气举工艺所需设备:气举工艺所需设备:除除地面管汇地面管汇及及一般的一般的流量流量、压力压力计量和计量和监控监控的仪表外,的仪表外,主要是主要是地面的压缩机站地面的压缩机站和和井中的气举阀井中的气举阀。图图 气举系统示意图气举系统示意图1 1气举采油的优点和局限性气举采油的优点和局限性 气举采油的优点:气举采油的优点:(1
23、1)气气举举井井井井下下设设备备的的一一次次性性投投资资低低,尤尤其其是是深深井井,一一般般都都低低于于其其它它机机械械采油方式的投资。采油方式的投资。(2 2)能延长油田开采期限,增加油井产量。)能延长油田开采期限,增加油井产量。(3 3)气气举举采采油油的的深深度度和和排排量量变变化化的的灵灵活活性性大大,举举升升深深度度可可以以从从井井口口到到接接近近井底,日产量可从井底,日产量可从1 1m m3 3以下到以下到30003000m m3 3以上。以上。(4 4)大多数气举装置不受开)大多数气举装置不受开采液体中腐蚀性物质和高温的影响。采液体中腐蚀性物质和高温的影响。(5 5)井下无摩擦件
24、,故适宜于含砂含蜡和高含水)井下无摩擦件,故适宜于含砂含蜡和高含水(95(95)的井。的井。(6 6)易易于于在在斜斜井井、定定向向井井、丛丛式式井井和和井井筒筒弯弯曲曲的的井井中中使使用用,尤尤其其适适合合于于气气油比高的井。油比高的井。(7 7)维维持持生生产产的的费费用用大大大大地地低低于于其其它它类类型型机机械械采采油油方方式式,在在深深井井中中更更为为明明显。显。(8 8)产产量量可可以以在在地地面面控控制制;气气举举的的主主要要设设备备(压压缩缩机机组组)装装在在地地面面,容容易易检检查修理和维护。查修理和维护。(9 9)占地少,适合于居民区和海上油田。)占地少,适合于居民区和海上
25、油田。气举局限性:气举局限性:(1)(1)必必须须有有充充足足的的气气源源。虽虽然然可可以以使使用用氮氮气气或或废废气气,但但与与使使用用当当地地产产的的天天然气相比成本高,且制备和处理困难。然气相比成本高,且制备和处理困难。(2)(2)气体压缩机站增加了投资气体压缩机站增加了投资,基本建设费用高。,基本建设费用高。(3)(3)采采用用中中心心集集中中供供气气的的气气举举系系统统不不宜宜在在大大井井距距的的井井网网中中使使用用。但但目目前前已已有有不不少少油油层层连连通通性性较较好好的的油油田田,釆釆用用把把气气顶顶作作为为气气源源,气气举举后后再再通通过过注注入入井井把把气注回到气顶,解决了
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