油水井結(jié)構(gòu)作用

1、采油基礎(chǔ)知識(shí)采油基礎(chǔ)知識(shí)一、認(rèn)識(shí)油水井油水井的結(jié)構(gòu)采油工程是油田開發(fā)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是從油田人工補(bǔ)充地下能量到人工舉升（或自噴）的采油工 程 ， 包 括 注 水（或其他注入劑）井和采油井兩大管理對(duì)象。 認(rèn)識(shí)油水井油水井的結(jié)構(gòu) 掌握油水井結(jié)構(gòu)是采油工日常管理中油水井的基礎(chǔ)。通過井身結(jié)構(gòu)圖可以直接的了解油水井的井深管柱結(jié)構(gòu)，油層情況；完井情況，為油水井動(dòng)態(tài)分析提供技術(shù)依據(jù)。 井身結(jié)構(gòu)通常是指鉆井深度和相應(yīng)井段的鉆頭深度，下入的套管層數(shù)，直徑和深度，各套管外的水泥返高和人工井底等。認(rèn)識(shí)油水井油水井的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)油水井完井的概念 完井是指裸眼井鉆到設(shè)計(jì)井深后，使井底和油層以一定結(jié)構(gòu)連通起來的工

2、藝。它是鉆井工程最后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，又是采油工程的開端，與以后采油、注水及整個(gè)油氣田的開發(fā)是緊密聯(lián)系的。而油井完成質(zhì)量的好壞直接影響到油井的生產(chǎn)能力與經(jīng)濟(jì)壽命，甚至關(guān)系到整個(gè)油田能否得到合理的開發(fā)。 完井是銜接鉆井和采油工程的而又相對(duì)獨(dú)立的工程，是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。完井方式選擇應(yīng)考慮油氣藏類型、油氣層特性和工程技術(shù)及措施要求三方面因素。認(rèn)識(shí)油水井油水井的結(jié)構(gòu)套補(bǔ)距：鉆井時(shí)的方補(bǔ)心與套管頭的距離 套管深度：下入油層套管的深度 人工井底深度：完井時(shí)套管內(nèi)最下部水泥頂界面至方補(bǔ)心的距離 射開油層頂部深度：射孔井段最上部至方補(bǔ)心的距離

3、射開油層底部深度：射孔井段最下部至方補(bǔ)心的距離 在鉆井架一撤之后現(xiàn)場(chǎng)就不存在了，但在以后的生產(chǎn)過程中，如補(bǔ)孔、下泵、抬高井口、修井等措施時(shí)的丈量管柱都要用到二.認(rèn)識(shí)油水井注水井油田投入生產(chǎn)以后，隨著油氣的采出，地層壓力就會(huì)下降，這就需要向地層補(bǔ)充能量。目前補(bǔ)充地層能量的方法有向油氣藏中注水和注氣，但絕大部分油田都是采用注水來補(bǔ)充地層能量。注水是通過注水井江水注入地層，從而保持地層壓力，提高采油速度和采收率的一種有效措施。注水開發(fā)是油田開發(fā)的一種十分重要的開采方式，是補(bǔ)充地層能量，維持油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效方法。認(rèn)識(shí)油水井注水井注水井井身結(jié)構(gòu)：通常是指在完鉆井基礎(chǔ)上，在井筒套管內(nèi)下入油管，配水管

4、柱，再配以井口裝置。生產(chǎn)原理：一定壓力的地層動(dòng)力水通過井口裝置，從油管（正注）進(jìn)入到井下配水器對(duì)油層進(jìn)行注水。注水原則：注夠水、 注好水認(rèn)識(shí)油水井注水井水源類型1.地面水源2.地下水源4.工業(yè)廢水3.油層采出水2.海水水源1.地面淡水水源2. 深層地下水1.淺層地下水認(rèn)識(shí)油水井注水井注水井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：(1)套管規(guī)范：即下入的套管直徑與壁厚，如141mm772mm。(2)油管規(guī)范及下入深度：油管規(guī)范指下入油管的直徑與壁厚，如62mm55mm。下入深度指下入油管的底部到方補(bǔ)心的距離。(3)注水管柱深度及級(jí)數(shù)：即下入管柱有幾級(jí)幾段封隔器。(4)油層中部深度：主力油層深度至方補(bǔ)心的距離。(5)井口裝

5、置：所采用的采油樹型號(hào)。認(rèn)識(shí)油水井注水井認(rèn)識(shí)油水井抽油機(jī)抽油機(jī)井采油是油田應(yīng)用最廣泛的采油方式，它是靠人工舉升井筒液量來采油的。 圖3-30為常見的最簡單的抽油井結(jié)構(gòu)。抽油機(jī)井結(jié)構(gòu)由井口裝置(采油樹)，地面抽油機(jī)設(shè)備、井下抽油泵設(shè)備、，抽油泵吸入口(篩管)、機(jī)械動(dòng)力傳遞裝置(抽油桿)、油管、套管等組成 認(rèn)識(shí)油水井抽油機(jī)抽油機(jī)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：(1)抽油泵規(guī)格：泵徑，mm。(2)抽油泵深度：泵筒下入深度，m。(3)吸入口深度：泵進(jìn)液孔深度，m。(4)抽油桿深度及規(guī)范：活塞深度及以上桿的直徑(5)油管規(guī)格：下入油管直徑。(6)套管規(guī)格及深度：下入套管直徑及深度。(7)采油樹型號(hào)：井口實(shí)際安裝的。(8)

6、抽油機(jī)型號(hào)：即井口實(shí)際安裝的抽油機(jī)型號(hào)。 采油生產(chǎn)原理：地面抽油機(jī)的機(jī)械能通過抽油桿帶動(dòng)井下抽油泵往復(fù)抽吸井筒內(nèi)的液體降低井底壓力(流壓)，從而使油層內(nèi)的液體不斷地流入井底，泵抽出的液體由井口裝置即采油樹不斷地抽出 抽油機(jī)井可以是自噴井轉(zhuǎn)抽的，也可是油井開采投產(chǎn)時(shí)直接安裝抽油機(jī)井采油的。認(rèn)識(shí)油水井抽油機(jī)認(rèn)識(shí)油水井自噴井自噴井采油一般是在油田地下油層天然能量較強(qiáng)，石油足以自噴到地面的情況下采取的采油方式，圖3-29為最簡單的自噴井結(jié)構(gòu)。在完鉆井身結(jié)構(gòu)內(nèi)下入油管及喇叭口（如是分層開采，則下入分層管柱），井口裝置只是采油樹。自噴井采油樹主要是依靠油嘴來調(diào)節(jié)產(chǎn)量。自噴井采油生產(chǎn)原理：油層液從油層流入到

7、井底，靠自身能量由喇叭口（或配產(chǎn)管柱）進(jìn)入油管，再到井口通過油嘴噴出。優(yōu)點(diǎn)：不需要補(bǔ)充能量，設(shè)備簡單、操作方便、投資少，經(jīng)濟(jì)效益高認(rèn)識(shí)油水井自噴井自噴井自噴井從油層流到地面轉(zhuǎn)油站可以分為四個(gè)基本流動(dòng)過程地層滲流、井筒多相垂直管流、嘴流、地面管線流（水平管流），如圖3-34. 滲流：從油層流入井底。流體是在多孔介質(zhì)中滲流，故稱為滲流。若井底壓力大于飽和壓力，此時(shí)是液體的單向流，其流動(dòng)規(guī)律符合向心流公式。 垂直管流：從井底到井口，流體在油管中上升，一般在油管某斷面處以低于飽和壓力，故屬于油、氣、水多相流。 嘴流：流體通過油嘴，流速較高。水平管流：流體進(jìn)入出油管線后，沿地面管線流動(dòng)，屬多相水平管流。

8、電動(dòng)潛油泵井在油田開采中也是被廣泛應(yīng)用的采油方式。它也是人工舉升才有的一種方式，其特點(diǎn)是抽油排量大，操作方便，有些特殊井如斜井、水平井、超深井等也采用電動(dòng)潛油泵抽油。電動(dòng)潛油泵是機(jī)械采油中相對(duì)排量較大的一種無桿泵采油方式，它是很多油田不可缺少的采油設(shè)備。認(rèn)識(shí)油水井電動(dòng)潛油泵電動(dòng)潛油泵井采油生產(chǎn)原理：地面電能通過電纜傳遞給井下潛油電動(dòng)機(jī)，潛油電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能帶動(dòng)多級(jí)離心泵，把井內(nèi)液體加壓通過油管經(jīng)采油樹舉升到地面；在多級(jí)離心泵不斷抽吸過程中，井底壓力（流壓）降低，從而使油層液體不斷流入井底。 常見電動(dòng)潛油泵結(jié)構(gòu)：井口裝置采油樹，油管、套管、地面電源輸入設(shè)備、電能傳遞線（電纜）、潛油電動(dòng)

9、機(jī)、多級(jí)離心泵、分離器等。如圖3-31。需要注意的是：泵的吸入口與抽油機(jī)井基本相同，可以是各種管柱。認(rèn)識(shí)油水井電動(dòng)潛油泵認(rèn)識(shí)油水井電動(dòng)潛油泵電潛泵井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：（1）多級(jí)離心泵排量：（下入）離心泵最大 排量，m/d；（2）潛油電動(dòng)機(jī)功率：（下入）潛油電動(dòng)機(jī)額度功率，kw；（3）下泵深度：離心泵下入深度，m；（4）吸入口深度：油氣分離器進(jìn)液孔深度，m；（5）油管規(guī)格：下入油管公稱直徑及壁厚，mm x mm；（6）套管規(guī)格：下入套管公稱直徑及壁厚，mm x mm；（7）井下電纜：隨電動(dòng)機(jī)下入并附在油管外壁的電纜；（8）采油樹型號(hào)：井口采油控制裝置。認(rèn)識(shí)油水井電動(dòng)潛油泵電動(dòng)潛油泵裝置由三大部分組成：

10、（1）井下部分包括：多級(jí)離心泵、潛油電機(jī)、保護(hù)器、油氣分離器。（2）中間部分：電纜。（3）地面部分：變壓器、控制屏、接線盒。 螺桿泵又叫漸進(jìn)式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)介質(zhì)的傳輸。認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井采油生產(chǎn)原理：地面電源由配電箱供給電動(dòng)機(jī)電能，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并通過皮帶帶動(dòng)減速裝置啟動(dòng)光桿，進(jìn)而把動(dòng)力再通過光桿傳遞給井下螺桿泵轉(zhuǎn)子，使其旋轉(zhuǎn)給井筒液加壓舉升到地面；與此同時(shí)井底壓力（流壓）降低。認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井冀東油田冀東油田 2002年以來主要是在年以來主要是在稠油出砂區(qū)塊應(yīng)用螺桿泵稠油出砂區(qū)塊應(yīng)用螺桿泵提液，不僅解決了

11、高提液，不僅解決了高104-5區(qū)塊油稠，同時(shí)也解決區(qū)塊油稠，同時(shí)也解決了油井出砂影響生產(chǎn)的問了油井出砂影響生產(chǎn)的問題，提高了油田的經(jīng)濟(jì)效題，提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益，總體效果顯著。高益，總體效果顯著。高104-5區(qū)塊共應(yīng)用區(qū)塊共應(yīng)用37口井，口井，平均檢泵周期達(dá)平均檢泵周期達(dá)1年。年。 澤澤70斷塊共應(yīng)用斷塊共應(yīng)用35口井，口井，平均下泵深度平均下泵深度1423m，最大下，最大下泵深度泵深度1900m，在螺桿泵開采，在螺桿泵開采重油井中，采用了井口加裝載重油井中，采用了井口加裝載荷傳感器的過載保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)荷傳感器的過載保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，井下加化學(xué)降粘劑過載保護(hù)，井下加化學(xué)降粘劑降低螺桿泵載荷等

12、八項(xiàng)配套工降低螺桿泵載荷等八項(xiàng)配套工藝技術(shù)，提高了螺桿泵的開采藝技術(shù)，提高了螺桿泵的開采效果，平均泵效達(dá)到效果，平均泵效達(dá)到80%，平，平均檢泵周期均檢泵周期594天，長壽井已天，長壽井已達(dá)達(dá)1592天。天。華北油田華北油田 認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井51236789101112131415161 1電控箱；電控箱； 2-2-電機(jī)；電機(jī)；3-3-皮帶；皮帶； 4-4-方卡子；方卡子；5-5-光桿；光桿； 6-6-減速箱；減速箱； 7-7-專用井口；專用井口； 8-8-抽油桿；抽油桿；9-9-抽油桿扶正器；抽油桿扶正器；10-10-油管扶正器；油管扶正器；11-11-油管；油管； 12-12-螺桿泵；螺

13、桿泵；13-13-套管；套管； 14-14-定位銷；定位銷；15-15-防脫裝置；防脫裝置；16-16-篩管篩管可分為地面和井下兩大部分?？煞譃榈孛婧途聝纱蟛糠?。地面部分包括地面部分包括:驅(qū)動(dòng)頭和控制柜，井下部分包括：，井下部分包括：井下泵、抽油桿、油管、配套工具（如錨定工具、扶正器）等。見左圖。見左圖。認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井3 3、配套工具部分、配套工具部分 （1 1）專用井口：簡化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便，同時(shí)增強(qiáng)）專用井口：簡化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便，同時(shí)增強(qiáng)了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)，起到保護(hù)光桿和換盤根時(shí)密了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)，起到保護(hù)光桿和換盤

14、根時(shí)密封井口的作用。封井口的作用。 （2 2）光桿：強(qiáng)度大、防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。）光桿：強(qiáng)度大、防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。 （3 3）抽油桿扶正器：避免或減緩桿柱與管柱的磨損，使抽油桿在油）抽油桿扶正器：避免或減緩桿柱與管柱的磨損，使抽油桿在油管內(nèi)居中，減緩抽油桿的疲勞。管內(nèi)居中，減緩抽油桿的疲勞。 （4 4）油管扶正器：減小管柱振動(dòng)。）油管扶正器：減小管柱振動(dòng)。 （5 5）抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置：防止抽油桿倒扣。）抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置：防止抽油桿倒扣。 （6 6）油管防脫裝置：錨定泵和油管，防止油管脫落。）油管防脫裝置：錨定泵和油管，防止油管脫落。 （7 7）防蠟器：延緩原油中膠

15、質(zhì)在油管內(nèi)壁沉積速度。）防蠟器：延緩原油中膠質(zhì)在油管內(nèi)壁沉積速度。 （8 8）防抽空裝置：地層供液不足會(huì)造成螺桿泵損壞，安裝井口流量）防抽空裝置：地層供液不足會(huì)造成螺桿泵損壞，安裝井口流量式或壓力式抽空保護(hù)裝置可有效地避免此現(xiàn)象的發(fā)生。式或壓力式抽空保護(hù)裝置可有效地避免此現(xiàn)象的發(fā)生。 （9 9）篩管：過濾油層流體。）篩管：過濾油層流體。 認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井認(rèn)識(shí)油水井螺桿泵井螺桿泵可應(yīng)用于粘度范圍在02000mPas，含砂小于5%，下入深度14001600m，試用環(huán)境溫度低于120的高粘度原油開采。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)省投資；二是地面裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；三是泵效高，節(jié)能，管理費(fèi)用低；四是適應(yīng)性強(qiáng)

16、，可舉升稠油；五是適應(yīng)高含砂量、高含氣井。缺點(diǎn)缺點(diǎn)（電動(dòng)螺桿泵的局限性）：一是定子壽命短，檢泵次數(shù)多；二是泵需要潤滑；三是操作技術(shù)要求高。其最突出問題：其最突出問題：一是停機(jī)時(shí)間不能長；二是洗井時(shí)溫度及排量要求高。二、井口設(shè)備-采油樹井口裝置俗稱“采油樹”，是油、氣水井的一種最重要、最常見設(shè)備，是控制和調(diào)節(jié)油井生產(chǎn)的主要設(shè)備。 井口設(shè)備-采油樹1.采油樹分為兩大類，即老式采油樹和新型采油樹；老式采油樹指20世紀(jì)60年代的大?。ǚ麓罅_馬）、榮豐（仿小羅馬）良工（仿蘇）等采油樹。新型采油樹是指我國自己設(shè)計(jì)制造的大慶150、大慶160微型、CY-250、CYb -360、勝251、勝型等采油樹。2.

17、采油樹的結(jié)構(gòu)：以我國CY250采油樹為例，各零部件有采油樹套管四通、左右套管閥門、油管頭、油管四通、總閥門、左右生產(chǎn)閥門、測(cè)試閥門或清蠟閥門（封井器）、油管掛頂絲、卡箍、鋼圈及其他附件組成。井口設(shè)備-采油樹3.采油樹的主要作用是：（1）懸掛油管、承托井內(nèi)全部油管柱重量；（2）密封油、套管之間的環(huán)形空間；（3）控制和調(diào)節(jié)油井的生產(chǎn)；（4）錄取油、套壓力資料，測(cè)試，清蠟等日常管理；（5）保證各項(xiàng)作業(yè)施工的順利進(jìn)行。4.采油樹的連接方式 卡箍連接、螺紋連接、鐵箍連接、法蘭連接、卡箍法蘭連接 卡箍連接螺紋連接鐵箍連接法蘭連接井口設(shè)備-采油樹各部件的作用(1)防噴管的作用：防噴管是用63mm(21/2i

18、n)油管制成，外部套89mm(31/2in)管環(huán)空，內(nèi)循環(huán)蒸汽或熱水(油)保溫(也可采用不保溫循環(huán)的，不用外套)，在自噴井中有兩個(gè)作用：一是在清蠟前后起下清蠟工具及熔化刮蠟片帶上來的蠟；二是各種測(cè)試、試井時(shí)的工具起下。在電動(dòng)潛油泵井中也有兩個(gè)作用：一是在電動(dòng)潛油泵井測(cè)流、靜壓時(shí)便于起下工具用；二是在給電動(dòng)潛油泵井清蠟時(shí)起下工具，放空用。5.采油樹各部件作用(2)膠皮閘門的作用(帶封井器的)：當(dāng)刮蠟測(cè)試工具上升到防噴管時(shí)切斷井下的壓力；在工具是否已升到防噴管情況不明的情況下，關(guān)閉閘門，如果工具正在井下也不致關(guān)斷鋼絲使工具掉落井中；在抽油井中，關(guān)閉此膠皮閘門方可加光桿密封填料。(3)測(cè)試閘門(25

19、0型)的作用：連接膠皮閘門便于測(cè)壓、試井等。(4)小四通的作用：連接測(cè)試閘門與總閘門及左右生產(chǎn)閘門。它是油井出油測(cè)試等必經(jīng)通道。(5)總閘門的作用：開關(guān)井以及在總閘門以外設(shè)備的維修時(shí)切斷井底壓力井口設(shè)備-采油樹各部件的作用(6)大四通的作用：是油管套管匯集分流的主要部件。通過它密封油套環(huán)空、油套分流。外部是套管壓力，內(nèi)部是油管壓力。下部連接套管短接。圖3-28所示(7)套管短接的作用：上部與四通下法蘭螺紋連接，下部與套管連接，并可根據(jù)井場(chǎng)的高低，作業(yè)施工時(shí)調(diào)整套管短接來達(dá)到提高或降低的要求。(8)表層套管與生產(chǎn)套管的鋼板支承的作用：連接生產(chǎn)套管及表層套管，使采油樹不產(chǎn)生振動(dòng)。井口設(shè)備-采油樹各

20、部件的作用井口設(shè)備-采油樹性能和技術(shù)規(guī)范的井口設(shè)備-采油樹性能和技術(shù)規(guī)范的二、井口設(shè)備-采油樹的維護(hù)保養(yǎng)采油樹的維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容是：保持設(shè)備清潔無滲漏、無油污、無銹、無松動(dòng)、無缺件、各部件開關(guān)靈活好用。 (一)250型閘板閘門的組成主要是由閥體、大壓蓋、閘板、絲杠、推力軸承、手輪、壓蓋、壓帽等組成。250型閘板閘門的作用就是開通和截止流程。(二)250型閘板閘門易發(fā)生的故障及維修1更換閘門推力軸承與銅套2更換閘門絲杠的O型密封圈(閘板)二、井口設(shè)備-采油樹的維護(hù)保養(yǎng)(三)250型閘板閘門在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)避免閘門缺油磨壞軸承，應(yīng)定時(shí)加油。(2)開關(guān)閘門時(shí)應(yīng)開大后或關(guān)死后倒回半圈。(3)高寒地區(qū)關(guān)井時(shí)應(yīng)放掉管線的水，以防凍死閘板而拉斷閘板上的臺(tái)階。(4)如發(fā)現(xiàn)閘板凍死不要硬