采油工艺详细介绍

当注汽时，热膨胀使套管产生压应力，与拉应
力抵消，以保护套管。
⑤施加套管预应力的原则
提拉套管时，井口的轴向预应力，不得超过套管允许的 屈服极限。
p max AY S
允许施加 套管的预 应力 最大热 应力 在高温下，套 管材料屈服极 限的降低系数
常温下套管 材料的最小 屈服极限
⑥井口预拉力计算:
★中心管进气：少用。
★单管—多用环空进气，中心管出液，易清蜡和带 砂出井。
若中心管进气，环空出液，油管外结蜡难清，且砂
子在环空流动，速度低易沉淀，不利于带砂子。
（2）气举过程
环空注气，环空液体全 进油管，压缩机压力升高
，压缩气进入油管，油、
气混合，液面不断升高喷 出地面。相当于气携带液 体而上行。
三、采油新技术应用 1. 连续油管 （1）特点：是一根无接头、能够缠绕在滚筒上的 长油管。 （2）使用方便：缩短了作业时间，减轻了劳动强 度。 （3）工艺应用 ①用连续油管进行气举采油 ②用于电潜泵采油 ③用连续油管洗井 比常规油管效果好，在下井一开始就循环洗井液。 ④用于修井作业：用连续油管注入流体。
第二部分 第一节 采油方法
采油工艺及设备
第七章 采油工艺概论
（分自喷采油法和机械采油法两种）
一、自喷采油法 靠自身能量举升原油。
（采油作业过程）
1. 诱喷
（完井后，原油不能自动喷到地面上。）
自喷采油首先要进行诱喷。 即降低井筒内液柱压力，清除油层污物。 使油气能畅通入井筒，而后流举到地面。
诱喷方法有： （1）替喷法
其上为泥岩覆盖层。
3. 原油驱动力
① 静水压力：油层与水源相通，边水和底水的静水压力 ；
②
上覆岩压；（ H g ）
③ 气顶膨胀力：聚集油顶气体，降压，气体膨
胀力大于井筒压力； ④ 油层弹力：
体积膨胀挤压原油；
⑤ 原油中溶解气:
降压气体膨胀力。
【大庆油田早期均为自喷井。胜利油田原女子 采油队管自喷井（石大水库南面）。】
完井之后，下油管洗井。
①将油管下到井底，用低比重泥浆循环，替出高比重 泥浆。 目的：降低井底液柱压力； ②上提油管至油层中部，用清水洗，见油花为止。
③洗井液从油、套管环空注入，从油管中返出。
目的：易控制井喷和放喷。
（2）抽汲法 替喷后，仍不能自喷，用抽汲法。 ①方法：用特制抽子在油管中高速上下提放； ②目的：一是抽出井内液体，减小井内液柱压力； 二是在抽力下，吸出浸入油层中的泥浆、污物。 （3）提捞法 用提捞筒，提出井内液体降压，达自喷目的。
（7）热采井参数计算
①井筒热损失计算： 根据两相流（液、汽）理论 ，计算热损失，优化注
汽干度、压力、温度。
②温度场、热应力场分析： 用以设计注汽管柱、套管强度。 热应力： max s Es T c 式中， max—最大热应力，Pa； 当热采井套管受 热时，要产生热 膨胀，膨胀受约 束便产生热应力
2. 国外抽油杆的新技术发展
发展趋势是：抽油杆向着高强度、耐腐蚀、耐磨
损、连续型结构、椭圆形截面（长方形、椭圆形）
、新材料（铝合金、玻璃纲、石墨合成材料）方向 发展。 （1） 超高强度抽油杆
屈服极限大于：793Mpa；强度极限大于：965Mpa；延伸率大于：
14%；断面收缩率大于：45%；硬度HB185～311
2.
自喷条件
①原油由地层推向井筒，有剩余能量。
【“克拉玛依”意译“黑油山”，即地下原油自喷形成的油山。
】 ②取决于地层压力。
未钻井，油层压力处平衡状态，原油不流动。
钻井，油层内压力平衡被打破，井底压力低于油层压 力，在压差作用下，原油从油层流入井内，当剩余压力大 于内液柱压力时，原油自喷到地面。 ③油层：为砂岩空隙度大，原油才流出。
注入的蒸汽既可加热油层，又是驱动原油的
介质。注、采井独立。 从保护套管寿命的角度蒸汽驱好于吞吐，原 因减少热冷周期。现场认为蒸汽驱采油效果不好
蒸汽凝结带
蒸汽带
冷原油
加热带
流动 原油
蒸汽吞吐示意图
（5）热采井井身结构
内管—隔热层（绝热材料）—外管—环空—套管。 在注汽层（油层）上面油、套间有封隔器。
二、无杆抽油装置
1. 水力活塞泵 用压力液体为动力，驱动活塞往复运动吸排油。
（地面动力液泵，驱使井下水力活塞泵换向阀自动工作，使活塞往
复运动，达到吸排液的目的。）
2. 电动潜油离心泵
用井下电机驱动多级离心泵，实现抽油。
3. 电动潜油单螺杆泵 开采高粘度、高含砂、高含气原油。 井下电机带动螺杆泵抽油。（容积式泵）
P PS Q
套管截面积
套管在井 中的重量
Q qgL
第二节
抽油法设备
应用最广泛抽油设备—有杆抽油设备。 一、有杆抽油装置 抽油机—抽油泵装置，包括三部分。
1.
2.
地面部分—抽油机（驱动部分）
井下部分—抽油泵（悬挂在油管尾部）
3.
中间部分—抽油杆
称“三抽”设备。
典型：游梁式抽油机—抽油泵装置。
（2） 喷涂不锈钢抽油杆 提高抗腐蚀能力。
（3）空心抽油杆
空心作为通道向井内注入热油、稀释剂、破乳剂、防
腐剂等，适用于抽稠油和解蜡。 （4）玻璃钢抽油杆 抗腐蚀；质量轻；寿命长； （5）长方形连续石墨抽油杆 缠绕式连续抽油杆。 （6）长方形连续钢质抽油杆 滚筒缠绕式抽油杆 。
（7）椭圆形连续抽油杆
3. 注热蒸汽采油 （1）稠油：是指粘度很大的原油。 （2）稠油无法冷采：无论压差多大，原油也不能从油 层中流入井中。 （3）稠油开采：注蒸汽热力采油法。 即注热蒸汽温度高达300℃以上，降低粘度，使原油流 入井中。
（4）注蒸汽热力采油基本方法
① 蒸汽吞吐： 是在本井完成注蒸汽、焖井和开井采油三个 连续过程（常用法）。 ② 蒸汽驱： 是指按一定井网，在注汽井连续注汽，周围 油井以一定产量生产。
缠绕式连续抽油杆 。抽油杆大型圆架缠绕，起下抽油 杆专用装置。2005年11月29日，以上两学时。
3. 油管加热采油技 术 利用油管和套管作为 发热体，直接加热油管 内的原油。 目的是提高井筒内原 油的温度，增加原油的 流动性。 （1）结构 如图1
（2）工作原理 如图1所示。 当地面供电时，通过井下 绝缘短节及以下的油管、套 管给井底电加热器供电，加 热井底及其周围的液体。 井底电加热器、油管、套 管共同产生热作用，全程加 热井内液体。
（6）注汽参数 注汽量：70～120t/d （按水当量计算） ； 注汽周期：注入10～20天； 蒸汽干度：要高，50%以上；【汽相占总重量百分数，称
蒸汽干度。蒸汽干度是影响开采效果的首要因素。】
注汽压力：不超过油层破裂压力； 焖井：（停注后关井）2～7天； 开井回采：第一周期开采一般能自喷生产一段时间。
二、机械采油法 无自喷能力井必须采用 机械采油法。 机械采油法分： 气举采油和抽油法。
1. 气举法
利用压缩气体的能量， 举升原油。
（1）气举方式 图2-17
两条通道： 注气和出液。
①进气方式：有环空、中心管进气两种方式。 ②下管 ★双管：（内）环空进气， 中心管出液。
外层管下到油层之下，更
好地带出砂子。 ★单管：环空进气（油、 套管环空进气），中心管 出液。
E

Leabharlann Baidu
s s
—钢材热膨胀系数，m/(m.℃)；
E —套管热弹性模量，Pa；
T c
—温度变化，℃（注汽时的温度减去井
筒原始温度）。
③热采井套管柱设计：要考虑预拉应力计算
（下套管时，将套管底部锚住然后加预拉力）
由于温度变化，套管要膨胀，膨胀约束便产生
热应力。
④所谓预拉应力：下井时，套管以拉应力固井。
2. 抽油法 用各种泵抽油，又叫泵法，占80%。 ① 正常抽油（完井后,用抽油泵抽油。） ② 注水驱油抽油
（从注水井注入高压水，将油驱动到抽油井，同时用抽油泵抽油。 大庆油田较早的开展注水驱油，造成大面积套管损坏，开发初期自 喷，后来转抽，继而注水驱油。）
③ 注热蒸汽抽油
（胜利油田孤岛、孤东、现河采油厂采用；辽河油田。）