第六章 自喷及气举采油技术 (2006.9)
合集下载
气举采油
气举井（无气举阀） 气举井（无气举阀）的启动过程 a—停产时
②如不考虑液体被挤入地层，环空中的 如不考虑液体被挤入地层， 液体将全部进入油管， 液体将全部进入油管，油管内液面上升 随着压缩机压力的不断提高， 。随着压缩机压力的不断提高，环形空 间内的液面将最终达到管鞋 注气点） 管鞋（ 间内的液面将最终达到管鞋（注气点） 此时的井口注入压力为启动压力。 处，此时的井口注入压力为启动压力。
设计内容： 设计内容：
气举方式和气 举装置类型； 举装置类型； 气举点深度、 气举点深度、 气液比和产量； 气液比和产量； 阀位置、类型、 阀位置、类型、 尺寸及装配要 求等。 求等。
气举装置类型
（二）连续气举设计基础 1.设计所需基本资料 1.设计所需基本资料
油层数据：油藏平均压力、油藏平均温度、 (1) 油层数据：油藏平均压力、油藏平均温度、油井流入动态 油井基础数据：井身结构； (2) 油井基础数据：井身结构；油、套管尺寸 (3) 油井生产数据：产量、含水、生产气油比、注气压力、 油井生产数据：产量、含水、生产气油比、注气压力、 注气量、 注气量、油压
气举井压力及其分布
Pwh + G fa L + G fb ( D − L) = Pwf
气举井的启动过程 c—气体进入油管 气体进入油管
(2)气举过程中压缩机压力变化 (2)气举过程中压缩机压力变化
①压缩机向油套环形空间注入高压气体，随着压缩机压力的不断提高， 压缩机向油套环形空间注入高压气体，随着压缩机压力的不断提高， 压缩机压力的不断提高 环形空间内的液面将最终达到管鞋 注气点） 液面将最终达到管鞋（ 环形空间内的液面将最终达到管鞋（注气点）处，此时的井口注入压力 为启动压力。 为启动压力。 ②当高压气体进入油管后，由 当高压气体进入油管后， 于油管内混合液密度降低，井 于油管内混合液密度降低， 底流压将不断降低。 底流压将不断降低。 ③当井底流压低于油层压力时， 当井底流压低于油层压力时， 液流则从油层中流出 这时混 油层中流出， 液流则从油层中流出，这时混 合液密度又有所增加， 合液密度又有所增加，压缩机 注入压力也随之增加， 的注入压力也随之增加，经过 一段时间后趋于稳定 趋于稳定( 一段时间后趋于稳定(气举工 作压力) 作压力)。
石油工程课件PPT自喷与气举采油
通过油嘴直径的大小控制产量
地面管线总压力损失，包括 P5 和 P6 穿过井下 安全阀的 压力损失
回压
油管总压 力损失， 包括 P3 和 P4 穿过井下 节流器的 压力损失 穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失 穿过地面 油嘴的压 力损失 地面出油 管线的压 力损失 油压
套压 井底流压
(3)采油树 • 采油树是指油管头以上的部分，它的作用是控制和 调节油井的生产，引导从井中喷出的油气进入出油 管线，实现下井工具设备的起下等。采油树的主要 部件如下： • ①总闸门 • ②生产闸门 • ③清蜡闸门 • ④节流阀其作用是控制 自喷井的产量，有可调式节流阀 和固定式节流阀两种。 采气树上使用可调式节流阀， 采油树上使用固定节流阀（油嘴）。
三、自喷井分层开采生产管柱
（1）分层开采的目的意义 • 油井分层开采，水井分层配注，都是为 了在开发好高渗透层的同时，充分发挥 中、低渗透层的生产能力、调整层间矛 盾。
（2）分层开采的方法
• 自喷分层开采可分为单管封隔器分采、 双管分采和油套分采三种方式。 • 单管分层开采钢材消耗较少，分采的层 数较多，我国油田仍然多采用单管分层 开采。
IPR曲线
节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线 应用：计算出任意 产量下的井口油压压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：分离器压力；油藏深度；油藏压力；饱和 压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数J等。
1)井底为求解点
生产系统从井底分成两部分：
油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。 由于选取中间节点(井底)为求解点，
求解时，要从两端(井底和分离器)开
始，设定一组流量，对这两部分分别 计算至求解点上的压力(井底流压，亦
地面管线总压力损失，包括 P5 和 P6 穿过井下 安全阀的 压力损失
回压
油管总压 力损失， 包括 P3 和 P4 穿过井下 节流器的 压力损失 穿过井壁 (射孔孔眼、 污染区)的 压力损失 穿过地面 油嘴的压 力损失 地面出油 管线的压 力损失 油压
套压 井底流压
(3)采油树 • 采油树是指油管头以上的部分，它的作用是控制和 调节油井的生产，引导从井中喷出的油气进入出油 管线，实现下井工具设备的起下等。采油树的主要 部件如下： • ①总闸门 • ②生产闸门 • ③清蜡闸门 • ④节流阀其作用是控制 自喷井的产量，有可调式节流阀 和固定式节流阀两种。 采气树上使用可调式节流阀， 采油树上使用固定节流阀（油嘴）。
三、自喷井分层开采生产管柱
（1）分层开采的目的意义 • 油井分层开采，水井分层配注，都是为 了在开发好高渗透层的同时，充分发挥 中、低渗透层的生产能力、调整层间矛 盾。
（2）分层开采的方法
• 自喷分层开采可分为单管封隔器分采、 双管分采和油套分采三种方式。 • 单管分层开采钢材消耗较少，分采的层 数较多，我国油田仍然多采用单管分层 开采。
IPR曲线
节点（井口）流入曲线： 油压与产量的关系曲线 应用：计算出任意 产量下的井口油压压与产量的关系曲线
(二)从油藏到分离器无油嘴系统的节点分析方法
给定的已知条件：分离器压力；油藏深度；油藏压力；饱和 压力(低于油层压力)及单相流时的采油指数J等。
1)井底为求解点
生产系统从井底分成两部分：
油藏中的流动； 从油管入口到分离器的管流系统。 由于选取中间节点(井底)为求解点，
求解时，要从两端(井底和分离器)开
始，设定一组流量，对这两部分分别 计算至求解点上的压力(井底流压，亦
采油机械课件—自喷采油和气举采油
更换的油嘴。
节流器和油井出油管线连接。 工厂制造的井口装置时将油管头、采油树及套管头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采油树。
采气树
图 采气井口装置
10-压力表缓冲器 9-截止阀
采气树典型结构见图。
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；
气举局限性：
(1) 必须有充足的气源。虽然可以使用氮气或废气，但与使用当地产的天
然气相比成本高，且制备和处理困难。 (2) 气体压缩机站增加了投资，基本建设费用高。 (3) 采用中心集中供气的气举系统不宜在大井距的井网中使用。但目前已 有不少油层连通性较好的油田，釆用把气顶作为气源，气举后再通过注入井把 气注回到气顶，解决了这个问题。 (4) 使用腐蚀性气体气举时，需增加气体的处理费用和防腐措施费用。 (5) 连续气举是在高压下工作，安全性较差；在注气压力下，含水气体易 在地面管线和套管中形成水合物，影响气举的正常工作。 (6) 套管损坏了的高产井不宜采用气举。
连续气举机理类似于自喷井。
图 连续气举装置示意图
（２）间歇气举
周期性气举，即注入一定时间的气体后停止注气，液体段塞被升举，并快
速排出；同时地层油聚集在井底油管中，随后又开始注气，如此反复循环进行。 间歇气举的注气时间和注气量一般 由时钟驱动机构或电子驱动进行控制。 间歇气举井的生产是不连续的。 连续气举适用于产液指数和井底压 力高的中高产量井。 间歇气举适用于井底压力低、产液 指数较高的油井。 连续气举井在油层供液能力下降、 井底液量聚集太慢时，常会转为间歇气 举。
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 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H2S、CO2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。 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） 流量；也可用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。
气举采油方法资料
G
气举动态曲线
产 液 量
P GLR
给定注气量
极限注气量 注气量
流入动态曲线
不同气液比下的产量和流 压关系曲线
Q
气举井管理
◆施工管理 --重点工序要求旁站监督，严把作业施工质量； ◆投产管理 --保证油井投产安全，顺利卸荷,严格控制投
产程序和卸荷速度；
◆生产管理 ----生产资料录取 气举井故障排除 生产工况分析诊断, 注气量调配、清蜡等
连续气举的卸荷过程
2、间歇气举
间歇气举主要分为常规间歇、柱塞间歇、球塞间歇等几类，其主要原理为： 地面间歇注气，实现油井间歇生产。
特点：
1、降低液体滑脱损失，减少注气量； 2、适应低产井、高含水井气举（产量<20m3/d) 。
四、气举采油采用什么样的 管柱结构？
出油 出油 进气 进气 进气
连续气举
需要经过油 1 产液量 >20 m3/d的井应采用连续气举。 田开发经济 技术论证 设计注气压力与油井地质特征和地面增压
2
装置的能力相匹配。
二、基础数据及来源
1 油井数据：
a) c) e） g） i） j） l） m） 油层中部深度，m ； b) 油层静压，MPa ； 静液面深度，m ； d） 地层水密度，kg/m3 ； 原油密度，kg/m3 ； f） 油井含水率，% ； 生产油压，MPa ； h） 产液指数，m3/(MPa· d) 压井液压力梯度，MPa/m ； 井口温度，℃ ； k） 井底温度，℃ ； 地层气液比，m3/m3 ； 设计日产液量，m3/d 。
② 气举节点系统分析优选参数
流入：地层＋注入气 流出：油管 用于分析油管尺
QGI
qL qL pwf
寸、出油管线、注气
气举动态曲线
产 液 量
P GLR
给定注气量
极限注气量 注气量
流入动态曲线
不同气液比下的产量和流 压关系曲线
Q
气举井管理
◆施工管理 --重点工序要求旁站监督，严把作业施工质量； ◆投产管理 --保证油井投产安全，顺利卸荷,严格控制投
产程序和卸荷速度；
◆生产管理 ----生产资料录取 气举井故障排除 生产工况分析诊断, 注气量调配、清蜡等
连续气举的卸荷过程
2、间歇气举
间歇气举主要分为常规间歇、柱塞间歇、球塞间歇等几类，其主要原理为： 地面间歇注气，实现油井间歇生产。
特点：
1、降低液体滑脱损失，减少注气量； 2、适应低产井、高含水井气举（产量<20m3/d) 。
四、气举采油采用什么样的 管柱结构？
出油 出油 进气 进气 进气
连续气举
需要经过油 1 产液量 >20 m3/d的井应采用连续气举。 田开发经济 技术论证 设计注气压力与油井地质特征和地面增压
2
装置的能力相匹配。
二、基础数据及来源
1 油井数据：
a) c) e） g） i） j） l） m） 油层中部深度，m ； b) 油层静压，MPa ； 静液面深度，m ； d） 地层水密度，kg/m3 ； 原油密度，kg/m3 ； f） 油井含水率，% ； 生产油压，MPa ； h） 产液指数，m3/(MPa· d) 压井液压力梯度，MPa/m ； 井口温度，℃ ； k） 井底温度，℃ ； 地层气液比，m3/m3 ； 设计日产液量，m3/d 。
② 气举节点系统分析优选参数
流入：地层＋注入气 流出：油管 用于分析油管尺
QGI
qL qL pwf
寸、出油管线、注气
采油工程自喷及气举采油
采油工程自喷及气举采油1. 简介采油工程是指利用各种工程措施将地下的石油资源开采到地面并加以处理的技术与工程。
自喷和气举采油是采油工程中常用的两种方法。
本文将对自喷和气举采油的原理、应用以及优缺点等进行介绍和分析。
2. 自喷采油自喷采油是指利用地下原有的能量将石油推到井口的采油方法。
其原理是通过人工注入压缩空气或其他气体到油层中，产生气体压力使石油从油井中自行流出。
2.1 原理自喷采油的原理基于气体流体动力学。
当气体注入到油层中时，由于压力差，气体会形成气体圈，在注气点周围的石油被压力推动，从油井中流出。
这种方法不仅可以提高石油的产量，还可以减少地面处理设备的使用。
自喷采油广泛应用于含水高、油藏压力低的油田。
通过注气增加油井的压力，提高油井产量。
自喷采油技术广泛应用于陆上和海上油田，尤其在海底油田中更有明显优势，可以减少地表设备的使用和对海洋环境的影响。
2.3 优缺点自喷采油的优点包括：提高产量、节约能源、减少设备成本、减少环境污染等。
缺点包括：需人工控制注气量、注气管道易发生堵塞、对油藏压力依赖较大等。
3. 气举采油气举采油是指通过注入压缩气体到油井中，利用气体的浮力将石油推至井口的采油方法。
与自喷采油不同的是，气举采油是通过气体的浮力来推动石油的上升。
3.1 原理气举采油的原理基于气体浮力和液体静压力之间的平衡。
在油井中注入压缩气体后，气体在井筒中产生浮力，将石油推向井口。
这种方法适用于油层厚度小、黏度大、含水率低的油田。
气举采油广泛应用于粘度高的胶状油藏和凝析油田。
通过注入压缩气体，可以减少石油的粘度，使其更容易被推至井口。
气举采油在油田开发中有着广泛的应用前景。
3.3 优缺点气举采油的优点包括：节约能源、提高产量、减少油井堵塞风险等。
缺点包括：对气体的流量和压力有较高要求、井下设备投资较大、油井产量下降后需要额外措施等。
4. 结论自喷和气举采油是采油工程中的两种常用技术。
自喷采油通过注气增加油藏压力，将石油推至井口；气举采油则通过注入压缩气体，利用浮力将石油推至井口。
自喷及气举采油技术
采收率高
自喷采油能够充分利用地层能量 ，提高采收率。
自喷采油技术的优缺点
• 便于生产管理：自喷井生产流程简单，便于日常管理和维 护。
自喷采油技术的优缺点
1 2
对地层条件要求高
自喷采油技术要求油藏具有一定的地层能量和渗 透率，不适用于低渗透或地层能量不足的油藏。
受原油粘度影响
原油粘度过高可能导致举升困难，影响自喷效果。
案例二
某油田B区，由于地层条件复杂，采用自喷采油技术难以实现有效开采。为了解 决这一问题，油田引入了智能喷射装置，通过实时监测和调整喷射参数，提高了 自喷采油的效率和稳定性。
气举采油技术应用案例
案例一
某油田C区，由于油层压力较低，采用自喷采油技术无法满足生产需求。因此，油田采用了气举采油 技术，通过向油井注入高压气体，将石油从油层中顶升至地面。该技术的应用提高了采油效率和采收 率。
效益评估
自喷采油技术适用于产量大、地层能量高的油井，具有较高的经济效益；气举采油技术虽 然投资成本较高，但在低产低能油井中能够提高采收率和降低生产成本，因此也有较好的 经济效益。
04
自喷及气举采油技术的 发展趋势
技术创新方向
智能化控制
利用物联网、大数据和人工智能 等技术，实现自喷及气举采油过 程的智能化控制，提高采油效率
关键在于合理控制生产压差
02
生产压差是油藏压力与井筒压力之差，控制适当的生产压差是
实现自喷采油的关键。
影响因素包括油藏深度、原油粘度等
03
油藏深度和原油粘度等参数影响地层能量和举升效率，进而影
响自喷采油的效果。
自喷采油技术的优缺点
成本低
相对于其他采油方式，自喷采油 技术成本较低，尤其适用于地层 能量充足、原油粘度较低的油藏 。
自喷采油能够充分利用地层能量 ，提高采收率。
自喷采油技术的优缺点
• 便于生产管理：自喷井生产流程简单，便于日常管理和维 护。
自喷采油技术的优缺点
1 2
对地层条件要求高
自喷采油技术要求油藏具有一定的地层能量和渗 透率，不适用于低渗透或地层能量不足的油藏。
受原油粘度影响
原油粘度过高可能导致举升困难，影响自喷效果。
案例二
某油田B区，由于地层条件复杂，采用自喷采油技术难以实现有效开采。为了解 决这一问题，油田引入了智能喷射装置，通过实时监测和调整喷射参数，提高了 自喷采油的效率和稳定性。
气举采油技术应用案例
案例一
某油田C区，由于油层压力较低，采用自喷采油技术无法满足生产需求。因此，油田采用了气举采油 技术，通过向油井注入高压气体，将石油从油层中顶升至地面。该技术的应用提高了采油效率和采收 率。
效益评估
自喷采油技术适用于产量大、地层能量高的油井，具有较高的经济效益；气举采油技术虽 然投资成本较高，但在低产低能油井中能够提高采收率和降低生产成本，因此也有较好的 经济效益。
04
自喷及气举采油技术的 发展趋势
技术创新方向
智能化控制
利用物联网、大数据和人工智能 等技术，实现自喷及气举采油过 程的智能化控制，提高采油效率
关键在于合理控制生产压差
02
生产压差是油藏压力与井筒压力之差，控制适当的生产压差是
实现自喷采油的关键。
影响因素包括油藏深度、原油粘度等
03
油藏深度和原油粘度等参数影响地层能量和举升效率，进而影
响自喷采油的效果。
自喷采油技术的优缺点
成本低
相对于其他采油方式，自喷采油 技术成本较低，尤其适用于地层 能量充足、原油粘度较低的油藏 。
气举采油
气举采油当油层能量不足以维持油井自喷时，为使油井继续出油，人为地将天然气压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油法。
一、气举采油原理1、气举采油原理气举采油原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，从而将井筒内流体举出。
2、气举方式（1）气举按注气方式可分为连续气举和间歇气举。
连续气举就是从油套环空（或油管）将高压气体连续地注入井内，排出井筒中的液体。
连续气举适用于供液能力较好、产量较高的油井。
间歇气举就是向油套环空内周期性地注入气体，气体迅速进入油管内形成气塞，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体的一种举升方式。
间歇气举主要用于井底流压低，采液指数小，产量低的油井。
（2）气举方式根据压缩气体进入的通道分为环形空间进气系统和中心进气方式系统环形空间进气是指压缩气体从环形空间注入，原油从油管中举出；中心进气方式与环形空间进气方式相反3、井下管柱按下入井中的管子数量，气举可分为单管气举和多管气举。
（1）开式管柱。
它只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井。
（2）半闭式管柱。
它既可用于连续气举，也可用于间歇气举。
（3）闭式管柱。
闭式管柱只适用于间歇气举。
二、气举启动压力1、气举启动过程开动压风机向油、套管环形空间注入压缩气体，环形空间内液面被挤压向下，油管内液面上升，在此过程中压风机的压力不断升高。
当环形空间内的液面下降到管鞋时，如图2—39（b）所示，压风机达到最大的压力，此压力称为气举井的启动压力随压缩气进入油管，使油管内原油混气，因而使油管内混合物的密度急剧减小，液面不断升高直至喷出地面，如图2—39（c）所示。
油管鞋压力急剧降低，此时，井底压力及压风机压力亦迅速下降。
当井底压力低于油层压力时，液体则从油层流入井底。
由于油层出油使油管内混气液体的密度稍有增加，因而使压风机的压力又有所上升，直到油层的油和环形空间的气体以不变的比例进入油管后压力趋于稳定，此时压风机的压力称为工作压力。
第六章 自喷及气举采油技术 (2006.9)
Inflow Performance Relationship
Pwf
Qo
供给边缘压力不变，无限大圆形地层中心一口井生 产时，单相稳定渗流的产量公式为： 2ko h( Pe Pwf ) qo a re Pwf 变化，产量也随着变化。 o Bo ln r s w 油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。 表示产量与井底流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship Curve),称为流入动
气举井（无阀）的启动过程 b—环空液面到达管鞋
③当高压气体进入油管后
，由于油管内混合液密度
降低，液面不断升高，液
流喷出地面，井底流压随
着高压气体的进一步注入 ，也将不断降低，最后达 到一个协调稳定状态。
气举井（无阀）的启动过程 c—气体进入油管
三、气举阀(Gas Lift Valve)
为保证油气混合物能喷出地面，压风机的额定压力 必须大于启动压力，而气举系统在正常生产时，其 工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率 的浪费，增加投入成本。为了降低压缩机的启动压 力与工作压力之差，必须降低启动压力。 气举阀的作用： ①逐步排除油套环形空间的液体； ②降低启动压力。
(6)气举阀的作用是降低气举启动压力，从而选
择小功率的压缩机，节约投资。
完
将高压气体连续地注入井内，
连续气举
(Continuous Gas-lift)
排出井筒中液体。适应于供液
能力较好、产量较高的油井。 向井筒周期性地注入气体，推
气举
动停注期间在井筒内聚集的油
间歇气举
(Intermittant Gas Lift)
层流体段塞升至地面，从而排 出井中液体。主要用于油层供 给能力差，产量低的油井。
Pwf
Qo
供给边缘压力不变，无限大圆形地层中心一口井生 产时，单相稳定渗流的产量公式为： 2ko h( Pe Pwf ) qo a re Pwf 变化，产量也随着变化。 o Bo ln r s w 油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。 表示产量与井底流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship Curve),称为流入动
气举井（无阀）的启动过程 b—环空液面到达管鞋
③当高压气体进入油管后
，由于油管内混合液密度
降低，液面不断升高，液
流喷出地面，井底流压随
着高压气体的进一步注入 ，也将不断降低，最后达 到一个协调稳定状态。
气举井（无阀）的启动过程 c—气体进入油管
三、气举阀(Gas Lift Valve)
为保证油气混合物能喷出地面，压风机的额定压力 必须大于启动压力，而气举系统在正常生产时，其 工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率 的浪费，增加投入成本。为了降低压缩机的启动压 力与工作压力之差，必须降低启动压力。 气举阀的作用： ①逐步排除油套环形空间的液体； ②降低启动压力。
(6)气举阀的作用是降低气举启动压力，从而选
择小功率的压缩机，节约投资。
完
将高压气体连续地注入井内，
连续气举
(Continuous Gas-lift)
排出井筒中液体。适应于供液
能力较好、产量较高的油井。 向井筒周期性地注入气体，推
气举
动停注期间在井筒内聚集的油
间歇气举
(Intermittant Gas Lift)
层流体段塞升至地面，从而排 出井中液体。主要用于油层供 给能力差，产量低的油井。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气举采油 电动潜油离心泵采油 无杆泵采油
水力活塞泵采油
电动潜油螺杆泵采油 射流泵采油 柱塞泵采油
第一节
自喷井生产系统分析
2 1
自喷采油
3
4
地面出油管线中的压力损失＝Ph－Psep 嘴损＝Pt－Ph 套压Pc
回压Ph
分离器压力Psep
油压Pt
穿过地面 油嘴的压 力损失 井筒中的压力损失＝ Pwf－Pt 油藏压力Pe
第六章 自喷及气举采油技术 主要研究内容
油井流入动态 自喷采油 气液混合物在垂直管中的流动规律 嘴流规律 气举采油原理 气举采油 气举启动 气举阀
重点
油井流入动态、采油指数、滑脱现象、气举
启动压力等基本概念；
自喷井生产系统一般包括四个基本流动过程； 气液混合物在垂直管中的流型变化及其特征； 气举采油原理及工艺过程。
二、气举启动过程(Gas Lift Startup)
①当油井停产时，井筒中的积
液将不断增加，油套管内的液
面在同一位置，当启动压缩机
向油套环形空间注入高压气体
时，环空液面将被挤压下降。
气举井（无气举阀）的启动过程 a—停产时
②如不考虑液体被挤入地层，环空 中的液体将全部进入油管，油管内 液面上升。随着压缩机压力的不断 提高，环形空间内的液面将最终达 到管鞋（注气点）处，此时的井口 注入压力为启动压力。 启动压力:当环形空间内的 液面达到管鞋(注气点)时 的井口注入压力。
嘴流示意图
力（油压）有关。
根据热力学理论， 气体流动的临界压 力比为：
Pc 2 P k 1 1
k k 1
空气流过喷管的临界压力比为：
Pc 0.528 P1
天然气流过喷管的临界压力比为： Pc 0.546
P 1
油嘴特性曲线
临界流动条件下， pt－qo 成线性关系
井底流压Pwf
油藏中的压力损失＝Pe－Pwf
完整的自喷井生产系统的压力损失示意图
油井自喷生产的条件
油气水混合物从地层流至计量站分离器总的压 力损失为：
生产压差＋井筒损失＋油嘴损失＋地面管线损失
P总 P生 P井筒 P嘴 P管线
油井自喷生产的条件
Pe P总
一、油井流入动态
o、Bo、Kro都是压力的函数，通常结合试井资料
来研究IPR曲线。
Vogel （沃格尔）方程－完善井
1968年，沃格尔对不 同流体性质、油气比、 相对渗透率、井距、 压裂井、污染井等各 种情况下的21个溶解 气驱油藏进行了计算。
低 高
排除高粘度原油及严重污染的油井后，绘制了一条 参考曲线，这一曲线被称为沃格尔曲线。
缺点：
适用条件：
高产量的深井；气油(液)比高的油井； 定向井和水平井等。
一、气举采油原理(Gas Lift Theory)
依靠从地面注入 井内的高压气体
与油层产出流体
在井筒中混合，
利用气体的膨胀
使井筒中的混合 液密度降低，将 流到井内的原油 举升到地面。
气举采油系统示意图
气举分类（按注气方式分）
当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油 中，产液呈单相液流。
②泡流
井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中 分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。 滑脱现象： 混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引 起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。 特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影 响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；滑脱现象比 较严重。
小结
(1)自喷井生产系统一般包括四个基本流动过程， 每一过程遵循各自的流动规律；
(2)单位生产压差下的油井产油(液)量称为采油(液) 指数；
(3)油井生产中可能出现的流型自下而上依次为： 纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。
(4)在临界流动条件下，混合物的流量只与嘴前压力
（油压）有关。
(5)气举是利用气体膨胀使井筒流体密度降低的机理 采油；
特点：
气液两相都是连续相；
气体举油作用主要是靠摩擦携带；
滑脱损失变小；
摩擦损失变大。
⑤雾流 气体的体积流量增加到足够大时，油 管中内流动的气流芯子将变得很粗， 沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部 分油以小油滴分散在气流中。 特点： 气体是连续相，液体是分散相； 气体以很高的速度携带液滴喷出井口； 气、液之间的相对运动速度很小； 气相是整个流动的控制因素。
态曲线，简称IPR曲线。
1.单相液体流入动态
单相稳定流动条件下，油层物性及流体性质 基本不随压力变化。
qo J ( Pr Pwf )
qo J ( Pr Pwf )
m
1 J
采油(液)指数： 单位生产压差下的油井产油(液)量。
2.油气两相渗流时的流入动态
直井油气两相渗流时油井产量公式为：
将高压气体连续地注入井内，
连续气举
(Continuous Gas-lift)
排出井筒中液体。适应于供液
能力较好、产量较高的油井。 向井筒周期性地注入气体，推
气举
动停注期间在井筒内聚集的油
间歇气举
(Intermittant Gas Lift)
层流体段塞升至地面，从而排 出井中液体。主要用于油层供 给能力差，产量低的油井。
(6)气举阀的作用是降低气举启动压力，从而选
择小功率的压缩机，节约投资。
完
Inflow Performance Relationship
Pwf
Qo
供给边缘压力不变，无限大圆形地层中心一口井生 产时，单相稳定渗流的产量公式为： 2ko h( Pe Pwf ) qo a re Pwf 变化，产量也随着变化。 o Bo ln r s w 油井流入动态：油井产量与井底流动压力的关系。 表示产量与井底流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship Curve),称为流入动
总结：
油井生产中可能出现
的流型自下而上依次
为：纯油(液)流、泡 流、段塞流、环流和 雾流。 实际上，在同一口井
内，一般不会出现完
整的流型变化。
三、嘴流规律
临界流动：流体的流速达 到压力波在流体介质中的 传播速度时的流动状态。 在临界流动条件下，混合 物的流量不受嘴后压力波 动的影响，而只与嘴前压
Vogel曲线及方程
二、气液混合物在垂直管中的流动规律
1. 油气混合物在油管中的流动特征 油+ 水+ 气 气相+液相 多相流 气液两相流
流压：从油层流到井底后具有的压力 油压：流压作用下，克服静液柱压力和流动阻力 后的压力
2.气液混合物在垂直管中的流动结构变化
根据两相介质分布的外形分为5类：
① 纯液流
pt
当油嘴直径和气油比一定时，产量和井口油压成线 性关系。
第二节 气举采油
(Gas Lift)
气举定义： 利用从地面向井筒注入高压气体将原油 举升至地面的一种人工举升方式。优点：来自井口和井下设备比较简单
①必须有足够的气源；②需要压缩机组和地 面高压气管线，地面设备系统复杂；③一次 性投资较大；④系统效率较低。
③段塞流
当混合物继续向上流动，压力逐渐降低 ，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气 泡，直到能够占据整个油管断面时，井 筒内将形成一段液一段气的结构。 特点：
气体呈分散相，液体呈连续相； 一段气一段液交替出现； 气体膨胀能得到较好的利用； 滑脱损失变小； 摩擦损失变大。
④环流
油管中心是连续的气流而管壁 为油环的流动结构。
采油方法：将流到井底的原油采至地面所 用的工艺方法和方式。 采 油 方 法 分 类
自喷采油
完全依靠油层天 然能量将原油举 升到地面的采油 方式。 人工给井筒流体 增加能量将井底 原油举升至地面 的采油方式。
人工举升采油
人工举升采油方法类型
常规有杆泵采油 有杆泵采油 地面驱动螺杆泵采油
人工举升采油技术
气举井（无阀）的启动过程 b—环空液面到达管鞋
③当高压气体进入油管后
，由于油管内混合液密度
降低，液面不断升高，液
流喷出地面，井底流压随
着高压气体的进一步注入 ，也将不断降低，最后达 到一个协调稳定状态。
气举井（无阀）的启动过程 c—气体进入油管
三、气举阀(Gas Lift Valve)
为保证油气混合物能喷出地面，压风机的额定压力 必须大于启动压力，而气举系统在正常生产时，其 工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率 的浪费，增加投入成本。为了降低压缩机的启动压 力与工作压力之差，必须降低启动压力。 气举阀的作用： ①逐步排除油套环形空间的液体； ②降低启动压力。