石油工程_抽油井系統采油課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ⑵柱塞始終封住泵筒 ,使管柱內的砂粒不易在泵筒與柱塞之間沉積。 ⑶有獨立的沉砂通道 ,避免了所沉砂粒再次被抽出。 ⑷如合同無規定我廠按 II級間隙。 上沖程時 ,抽油桿帶動泵筒上行 ,出油閥關閉 ,泵筒腔內空間增大 ,壓力下降 ,井內的液體啟開進油閥進入到泵腔內。下沖程時 ,泵筒下行 ,泵內壓力增高 ,出油閥打開 ,進油閥關閉 ,泵內液體排入油管內。 動筒式防砂泵 工作原理 : 結構特點 : ⑴泵筒作上、下運動 ,而柱塞靠加長管固定在管柱上。 圖 25 ⑵出油閥始終在泵筒之上 ,停抽時 ,避免砂埋、砂卡。沉積到泵筒和外管環形空間的砂子可避免再次被抽出。 ⑶柱塞加長管屬細長桿類 ,穩定性差 ,因此該泵不適宜作長沖程泵和在稠油井中使用 。 ⑷泵筒在油管中上、下運動 ,運動空間受限制 ,該 泵的排量較小 。由于進油凡爾小于出油凡爾 ,對液流有阻抗作用。 過橋防氣抽油泵 ?工作原理 : 上沖程時 ,柱塞在最底位置 ,由于上部油管的高液壓 ,上、下游動閥關閉 ,柱塞上行 ,在壓差的作用下使固定閥打開進油 ,井下壓力驅使地層液體通過固定閥流入到泵筒內 。 圖 26 下沖程時 ,油液壓力驅使和游動閥打開 ,油液從柱塞下面通過柱塞內孔游動閥流向柱塞上面 ,從而流入到油管內。 ?結構特點 : 過橋泵就是常規泵的上、下接箍之間搭一個受力橋 (過橋泵外管 ),而泵筒僅靠一端懸掛固定于外管內 ,這樣就避免了因承受懸掛尾 管、錨定油管錨、坐封封 隔 器 產 生 的 拉 伸 力 而 使 泵 筒 發 生 縮 徑 或 彎 曲 變 形 。Roman。msohansifontfamily:Times New Roman39。⑷泵筒在油管中上、下運動 ,運動空間受限制 ,該泵的排量較小 。由于進油凡爾小于出油凡爾 ,對液流有阻抗作用。 防落物抽油泵 工作原理 : 當柱塞上行時 ,固定閥開啟 ,游動閥關閉 ,油液會被提升至泵筒下腔室內。柱塞繼續上行 ,至規定沖程后 ,上沖程結束 ,油液充滿整個泵腔室。 當柱塞下行時 ,固定閥關閉 ,游動閥開啟 ,油液順柱塞上行到泵筒上腔室內、油管。下沖程結 束。 ?結構特點 : ⑴泵底部固定凡爾采用了環型空間設計 ,落物空間大 ,避免了因砂粒和殘留物直接的下落導致進油口堵塞。 ⑵獨特的固定凡爾進出油口設計 ,避免因柱塞的往復運動使砂粒和殘留物做往復運動而導致的整泵進出油口堵塞現象發生。 圖 27 雙作用抽油泵 工作原理 : 上沖程時下部固定閥打開。與此同時 ,上腔室體積減小 ,壓力增大 ,上固定閥關閉 ,下游動閥關閉 ,上腔室的油流啟開上游動閥 ,通過上柱塞排出地面。 圖 28 下沖程時下固定閥關閉 ,下游動閥打開 ,上游動閥關閉 ,原油通過下柱塞、上柱塞 、進入油管。與此同時 ,上腔室體積增大 ,壓力降低 ,上固定閥打開 ,原油從油管與套管的環形空間進入汲油。 結構特點 : ⑴一個往復沖程可完成兩次汲油和排油的過程 ,比泵徑和工作參數完全相同的抽油泵提高了產液量。 ⑵因為下沖程時桿柱下行阻力較大 ,不宜在原油粘度過大而出砂嚴重的油井中使用 ,且抽油桿柱易斷脫。 抽砂泵 工作原理 : 沖頭、沉砂油管、抽砂泵、油管。按下井次序接好后 ,隨著動力油管的不斷下入 ,沖頭接觸砂面 ,指重表懸重下降 ,當沉砂油管重量完全加在砂面上時 ,抽砂泵柱塞下行 ,這時指重表有一個穩定的指重值 ,就 是動力油管的重量 ,當抽砂泵的柱塞至下死點位置時 ,指重表懸重稍有下降既開始上提 ,上提過程中 ,砂子通過沖頭被吸入沉砂油管 ,當上提至指重表的指重值大于動力油管指重值時立即下放 ,重復以上過程 ,完成抽砂作業。 ?結構特點 : ⑴安全 ,不污染油層 ,節約環境污染處理費用。 圖 29 ⑵節約水泥車 ,罐車勞務 ,減輕工人勞動強度。工人勞動強度比傳統水力沖砂工藝低。 ⑶縮短作業周期 ,不等不靠水泥車、罐車。 ⑷減少泵站水處理費用。 ⑸特別對于漏失井 ,節約使用暫堵劑的費用。 工作原理 在泵工作時過程中 ,活塞是主動件 ,作用是通 過改變泵內的壓力。泵閥是從動件 ,僅當滿足閥球下方的壓力大于其上方壓力時才打開 ,讓液體通過閥座孔向上流 ,否則閥關閉阻止液體向下流。 上沖程 (左圖 )抽油桿帶著活塞向上運動 ,活塞上的游動閥受閥球自重和管內壓力作用關閉。泵內 (活塞下方 )容積增大壓力降低 ,固定閥在環形空間液柱壓力 (沉沒壓力 )與泵內壓力差的作用下被打開 ,原油進泵 ,同時井口排出液體。 下沖程 (右圖 ) 圖 210 抽油泵工作原理 抽油桿帶著活塞向下運動 ,固定閥關閉 ,活塞擠壓泵中液體使泵內壓力升高到高于活塞上 方壓力時 ,游動閥被頂開 ,泵中液體排到活塞上方的油管中同時由于光桿進入井筒 ,在井口擠出相當于光桿體積的液體。 油井產能計算 采油指數 oil well production index 通常以油層厚度除采油指數得到單位厚度的采油指數 ,也稱比采油指數 ,用以比較不同油井的生產能力。 采油指數 oil productivity index 油井日產油量除以井底壓力差 ,所得的商叫采油指數。采油指數等于單位生產壓差的油井日產油量 ,它是表示油井產能大小的重要參數。單位生產壓差Δ p 下的油井日產油 量 qo,即 Jo qo /Δp 采油設備或井底流壓 pwf 改變 1MPa 時的油井日產油量 qo 的變化值 ,即 Jo(qo2 qo1 )/(pwf1 pwf2) 常用單位為 m3/d/MPa。是表示油井產能大小的重要參數 ,其值根據流入動態曲線 (IPR)的形狀 ,可以是常數 ,也可能隨著流動壓力而變化。 采油指數 :在油層物理一書中指出是一個反映油層性質 ,厚度 ,流體參數 ,完井條件及泄油面積等與產量之間關系的綜合指標 ,其數值等于單位生產壓差下的油井產油量 單相液體滲流時的流入動態 性滲流規律時的流入動態 根據達西定律 ,定壓邊界圓形油層中心一口井產量為 : 圓形封閉地層中心和一口井的產量為 :式中 ??油井產量 (地面 ),m3/S。??油層的有效滲透率 ,m3。h??油層有效厚度 ,m。??底層油的粘度 ,Pa?s。??原油體積系數 。??供給邊緣壓力 ,Pa。 ??井底流動壓力 ,pa。??油井 (泄油 )半徑 ,m。??井底半徑 ,m。S??表皮因子 ,與油井完善程度有關。 實際生產中 ,油井的平均地層壓力有時比供給邊緣壓力易求得 : 單相液體滲流條件下 ,油層及流體物性基本不隨壓力變化 ,于是 ,上述產量公式又可 寫成此式亦稱為油井的流動方程 ,其中 : 由式可得 單相氣體滲流時的流入動態 根據達西定律 ,定壓邊界、圓形氣層中心有一口氣井穩定生產時 ,距井軸 r處的流量為 : 式中 r??距井軸的任意半徑 ,m。 ??半徑為 r 處的氣體流量 ,m3/s。p??半徑為 r 處的壓力 ,Pa。 ??氣層有效滲透率 ,m2。 ??氣體粘度 ,Pa?s。h??氣層有效厚度 ,m。 對于定壓邊界、穩定流動 ,各過流斷面的質量不變 ,根據氣體連續方程和狀態方程 ,將半徑 r處的流量折算為標準狀態下的氣井 產量 ,并積分得 : 式中 ??標準狀態下氣井的產量 ,m3/s。T??氣層溫度 ,K。??標準溫度 ,K。??標準壓力 ,pa。Z??氣體壓縮因子 。??標準狀態下氣體的壓縮因子。 油氣兩相滲流時流入動態的基本公式 根據達西定律 ,平面徑向滲流的油井產量公式為 : 因油相滲透率 ,代入上式求積分得 : 由于 ,及都是壓力的函數 ,所以應先確定它們與壓力之間的具體關系后 ,方可求積得出油井流入動態。這種繪制 IPR 曲線的方法 ,雖然具有可靠理論基礎 ,但一般需要用數值方法計算積分 ,計算過程較繁雜 ,因此在工程中常用簡便的近 似方法來繪制 IPR 曲線。 采油指數 稱為采油指數 ,它是一個表示油井產能大小的指標 ,這一指標綜合反映了油層性質、流體性質、完井條件及泄油面積等與油井產量之間的關系。在單相滲流條件下 ,采油指數的數值等于單位生產壓差下的油井生產能力強 ,反之生產能力弱。在對比不同油層的生產能力時 ,為了消除油層厚度因素 ,常用單位油層厚度的采油指數 ,即比采油指數。比采油指數的數值等于采油指數除以油層有效厚度 ,因此也稱為每米采油指數。 通常用系統試井資料來求得采油指數 ,只需測得 3至 5個穩定工作制度下的產量及 其相應的井底流壓 ,便可繪制出該井的 IPR 曲線。由于單相液體滲流時的 IPR 曲線為一直線 ,所以斜率的負倒數便是采油指數 。在縱坐標 (壓力坐標 )上的截距即為油層壓力。求得采油指數后便可用式子預測不同流壓下的產量及推算油層的有關參數。