采油工程1
采油工程——精选推荐
采油⼯程采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下，最⼤限度地把原油从地层中采到地⾯上来。
采油⽅法通常是指将流到井底的原油采到地⾯上所采⽤的⽅法。
常规的采油⽅法：⾃喷采油法，深井泵采油法，⽓举采油法。
⾃喷采油法：如果油层具有的能量⾜以把油从油层驱⾄井底，并从井底把油举出井⼝，这种依靠油层⾃然能量采油的⽅法称为⾃喷采油法，这种井称为⾃喷井。
动⼒来源于油层压⼒。
是最经济、最简单的采油⽅法，可以节省⼤量的动⼒设备和维修管理费⽤。
⼀般⾃喷井井⼝流程有以下的作⽤：(1)控制和调节油井的产量；(2)录取油井的动态资料，如记录油、套压，计量油、⽓产量，井⼝取样等；(3)对油井产物和井⼝设备进⾏加热保温。
井⼝装置是井⼝流程的主要设备之⼀。
它⼀般由套管头、油管头和采油树三部分组成。
节流阀其作⽤是控制⾃喷井的产量，有可调式节流阀(针形阀)和固定式节流阀(油嘴)两种。
⼀般采⽓树上装可调式节流阀，采油树上装固定节流阀(油嘴)。
常⽤的卡扣式油嘴。
根据油井⽣产过程中，油⽓的流动主要有四个流动过程：1 油层到井底的流动—油层中的渗流；2 从井底到井⼝的流动—井筒中的流动(井筒多相管流)；3原油到井⼝后，通过油嘴的流动——嘴流。
4 从井⼝到分离器—在地⾯管线中的⽔平或倾斜管流。
（1）四种流动过程同处于⼀个动⼒系统中既遵循⾃⾝特有的流动规律，⼜相互联系，⼜相互制约关系；联系：从各流动过程的压⼒概念及实质讲。
制约：⼀点的压⼒变化，会引起各处的压⼒变化。
例：从油层流到井底的剩余压⼒称为井底压⼒(或井底流动压⼒，简称流压)。
把油⽓推举到井⼝后剩余的压⼒称为井⼝油管压⼒（简称油压）。
提问：如何改变⾃喷井的⼯作制度？什么叫⽣产压差？如何改变它？压⼒的损失：是指某⼀流动过程中，克服其中沿程阻⼒损失，⽽使其压⼒下降值。
总压降：流体从油层流⾄分离器总压⼒损失。
①地层渗流：单相流动：多相渗流：压⼒的损失：占总压降的10％～15％。
动⼒：油层压⼒（或⽓体的膨胀能）；阻⼒：渗流阻⼒；提问：为何在油井⽣产管理中尽量控制井底压⼒实现在油层中为单相流动？②油井垂直管流：单相流动：当井⼝油压⾼于饱和压⼒时（很少）；多相渗流：?当井⼝油压低于饱和压⼒时。
《石油采油工程》完整版
Pwf
q
Pwf=Pr
Pr•J
当
q= Pr.J 时， Pwf=0 (1-2b)
由此两点得曲线:
tg=Pr.J/Pr=J
曲线的特征
1. 夹角的正切就是采油指数 , 夹角越大 , 采油指数越大 , 生产能力越强 ; 反之 , 夹角 越小 ,J 越小 , 生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2. 当井底压力为 Pe 时 , 生产压差为零 , 油 井产量为零 . 即 : 产量为零的点 , 所对应的 压力即地层压力。 3. 当井底压力为零时 , 生产压差最大 , 所 对应的产量是极限最大产量。
CK 0 h re 3 S) 0 B 0 (ln rw 4
（1-3a）
J0
q0 p r p wf
（1-4）
B井 80吨/天
B井 120吨/天
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天
A井 110吨/天 如果
P 1 P2
Pwf ，则P， qA ，qB
若 qB qA ，则B井产能大。 q 衡量产能: 采油指数 P
采油工程
第一章 油井基本流动规律
第一节 油井流入动态
一、单相原油流入动态 1、垂直井单相油流 （1）定压边界的稳定流产量公式
Pe=常数
Pw
C — 单位换算系数，P2表1-1
对溶解气驱油藏,可由试井得 Pr ,取代Pe：
根据达西定律，定压边界圆形油层中心一口垂直井
的稳态流动产量公式 :
( 1-1 )
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
ck o h(Pe Pwf ) qo 1 re μ o Bo (ln S) rw 2
采油工程--第一章：油井流入动态-汤专用课件_568
经典方程
如何利用Vogel方程绘制IPR曲线？
Ⅰ、已知地层压力和一个工作点( qo(test) , pwf(test) )
a.计算qomqaoxm[a1x0.2pwpfrteqsotte0s.8t pwpfrtest2]
b.给定不同流压，计算相应的产量：
qo10.2ppwr f0.8ppwr f2qomax c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线
qo
2rkoh oBo
dp dr
KroKo/K
qo
2kh
ln re
pe pw f
Kro dp
oBo
rw
o、Bo 、Kro都是压力的函数。用上述方法绘制IPR 曲线十分繁琐。通常结合生产资料来绘制 IPR曲线。
1、Vogel 方法(1968)
通过对不同 类型的21个
假设条件： a.圆形封闭油藏，油井位于中心； b.均质油层，含水饱和度恒定； c.忽略重力影响； d.忽略岩石和水的压缩性；
测试数据表
井底流压Pwf,MPa 20.11 16.91 油井产量Qo，t/d 24.4 40.5
14.37 12.52 53.1 62.4
二、 油气两相渗流时的流入动态
(一)垂直井油气两相渗流时的流入动态
溶解气驱油藏 （流体物性和 相渗透率随压力 变化而变化）
平面径向流，直井油气两相渗流时油井产量公式为：
采油工程1--3章复习题
采油工程第一章----第三章复习题一、选择题：1.若泥浆柱的压力( A )油层的压力，且井口又（ A ）时，造成井喷等严重事故。
A. 小于、控制不当B.大于、控制不当C. 小于、控制适当D. 大于、控制适当2.若泥浆柱压力（B）地层压力时，使油层造成（B），使井筒附近的渗透率（B），影响油井产量，有时甚至不出油。
A. 小于、损害、降低B.大于、损害、降低C. 大于、损害、提高D. 小于、损害、提高3.通常钻（C）采用密度较（C）的压井液(性能指标依地层而异)，对于（C）的油层，应当减(C)压井液的密度，以免损害油层。
A.高压油层、小、压力较低、大B.高压油层、小、压力较低、大C.高压油层、大、压力较低、小D.高压油层、大、压力较低、大4.裸眼完井的最大特点是油气井与井底（B）连通，整个油层（B）裸露，油气流入井内的阻力（B），其产能较高。
A. 直接、完全、很大B. 直接、完全、很小C. 间接、部分、很小D. 间接、完全、很大5.套管射孔完井缺点是出油面积（D）、完善程度（D），对井深和射孔深度要求严格，固井质量要求（D），水泥浆可能损害油气层。
A大、差、高 B. 小、差、低 C.大、差、低 D.小、差、高6.套管射孔完井之所以应用最多，其主要原因是它能(A)、(A)产油层位，适应（A）开采工艺的需要。
A.选择、调整、分层B. 不能选择、调整、分层C.选择、调整、合层D. 不能选择、调整、合层7.油管传输射孔即有过油管射孔实现（C）的优点，又有（C）高孔密的（C）射孔枪的性能。
A.正压差、深穿透、小直径B.正压差、深穿透、大直径C.负压差、深穿透、大直径D.负压差、深穿透、小直径8.射孔工程技术要求中，单层发射率在（D）以上，不震裂套管及封固的水泥环。
A. 70％B. 80％C. 85％D. 90％9.油管输送射孔的深度校正，一般采用较为精确的（A）测井校深方法。
A. 放射性B.声幅C.井温D.变密度10.诱喷排液目的是为了清除井底（B）等污物，(B)井底及其周围地层对油流的阻力。
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。
采油工程
Pa-Pb是在油管 中消耗的压力
Q1
图2-5 油压与产量的关系曲线
①当油嘴直径和气油比一定时， 产量和井口油压成线性关系。
图2-21 油嘴、油压与产量的关系曲线
油层渗流消耗的压力
•泵筒内液体转移入油管
内
•不排液体出井
泵的理论排量
活塞上下一次，向上抽汲的液体体积为:
V fPs
每分钟排量为: 每日体积排量为: 每日质量排量为: 式中:
Vm f P sn
Qt 1440 f P sn
Qm 1440 f P sn l
Qt －泵的体积理论排量，m3/d；
Qm －
泵的质量理论排量，t/d；
Pmin Wr I d Phd Fd Pv
在下泵深度及沉没度不很大、井口回压及冲数不高 的稀油直井内，在计算最大和最小载荷时，通常可 以忽略Pv、F、Pi、Ph及液柱惯性载荷
第三节 抽油机平衡、扭矩与功率计算
一、 抽油机平衡计算
不平衡原因
• 上下冲程中悬点载荷 不同，造成电动机在 上、下冲程中所做的 功不相等。
图5-7 注水井指示曲线
采油工程原量。
吸水指数 = 日注水量 日注水量 注水压差 注水井流压 - 注水井静压
吸水指数=
两种工作制度下日注水量之差 相应两种工作制度下流压之差
采油工程原理与设计
二、影响吸水能力的因素 (1) 与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素 (2) 与水质有关的因素 (3) 组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀
(2)抽油泵
抽油泵的分类：
采油工程(概念)
1、油井流入动态：油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系。
2、井底流动压力：井底流动压力是指油井生产时的井底压力。
3、生产压差：油层压力与井底流压之差称为生产压差。
4、采油指数：单位生产压差下的日产油量称为采油指数。
5、流动效率：油井的流动效率是指该井的理想生产压差与实际生产压差之比。
6、滑脱现象：在液气混合物向上流动过程中，气泡上升的速度大于液体速度，这种气体超越液体上升的现象称为滑脱现象。
7、滑脱损失：由于滑脱使混合物的密度增大而产生的附加压力损失称为滑脱损失。
8：气相存容比（含气率）：计算管段中气相体积与管段容积之比。
9：液相存容比（持液率）：计算管段中液相体积与管段容积之比。
10：滑脱速度：滑脱速度定义为气相流速与液相流速之差。
11：气相表观流速：气体流量与管路截面积之比12：气相流速：气体流量与气占截面积之比13：气相流速与表观流速的关系：气相流速等于气相表观流速与气相存容比之比1、节点：把原油流程的起点和终点及两个流动过程的连接点称为节点。
2、节点流入曲线：从油藏节点计算到求解节点的产量随压力的变化曲线称为节点流入曲线。
3、节点流出曲线：从分离器节点计算到求解节点的产量随压力变化的曲线称为节点流出曲线。
4、节点的解：流入流出曲线的交点就是节点的解。
5、功能节点：压力不连续即存在压差的节点称为功能节点。
1、有杆泵抽油装置的工作原理的工作原理是什么？答：用油管把深井泵泵筒下入到井内液面以下，在泵筒下部装有只能向上打开的吸入阀（固定阀）。
用抽油杆柱把柱塞下入泵筒，柱塞上装有只能向上打开的排出阀（游动阀）。
通过抽油杆柱把抽油机驴头悬点产生的上下往复直线运动传递给抽油泵向上抽油。
2、平衡条件：平衡条件是为了使抽油机平衡运转，在下冲程中需要储存的能量应该是悬点在上、下冲程中所做功之和的一半。
3、水力功率：水力功率是指在一定时间内将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率，也称为有效功率。
4、充满系数：每冲程吸入泵内的液体体积与上冲程活塞让出体积之比称为充满系数。
采油工程基础知识
采油工程基础知识采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。
以下是由店铺整理关于采油工程基础知识，提供给大家参考和了解，希望大家喜欢!采油工程基础知识1、什么叫地静压力、原始地层压力、饱和压力、流动压力?答：地静压力：由于上覆地层重量造成的压力称为地静压力。
原始地层压力：在油层未开采前，从探井中测得的地层中部压力叫原始地层压力。
饱和压力：在地层条件下，当压力下降到使天然气开始从原油中分离出来时的压力叫饱和压力。
流动压力：油井在正常生产时测得的油层中部压力叫流动压力。
2、什么叫生产压差、地饱压差、流饱压差、注水压差、总压差?答：生产压差：静压(即目前地层压力)与油井生产时测得的井底流压的差值。
地饱压差：目前地层压力与原始饱和压力的差值叫地饱压差。
流饱压差：流动压力与饱和压力的差值叫流饱压差。
注水压差：注水井注水时的井底压力与地层压力的差值叫注水压差。
总压差：原始地层压力与目前地层压力的差值叫总压差。
3、什么叫采油速度、采出程度、含水上升率、含水上升速度、采油强度? 答：采油速度：是指年产油量与其相应动用的地质储量比值的百分数。
采出程度：累积采油量与动用地质储量比值的百分数。
含水上升率：是指每采出1%地质储量的含水上升百分数。
含水上升速度：是指只与时间有关而与采油速度无关的含水上升数值。
采油强度：单位油层有效厚度的日产油量。
4、什么叫采油指数、比采油指数?答：采油指数：单位生产压差下的日产油量。
比采油指数：单位生产压差下每米有效厚度的日产油量。
5、什么叫水驱指数、平面突进系数?答：水驱指数是指每采出1吨油在地下的存水量单位为方/吨。
边水或注入水舌进时最大的水线推进距离与平均水线推进距离之比，叫平面突进系数。
6、什么叫注采比?答：注采比是指注入剂所占地下体积与采出物(油、气、水)所占地下体积之比值。
7、什么叫累积亏空体积?答：累积亏空体积是指累积注入量所占地下体积与采出物(油、气、水)所占地下体积之差。
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（1-11）
2
pwf pwf qo qo max 1 0.2 0.8 p pr r
（1-11a）
利用这一方程可较容易地获得油井的IPR曲线。
例1-1
已知：Pr=13MPa， Pwf=11MPa， q0=30 m3/d。绘制IPR曲线。
qL——产液量； fw——含水率； JL——采液指数。
测试时，如果
pwftest pb
如果 pwftest pb 时
qLtest JL pr pwftest
qLtest JL pb A 1 f w pr pb f w pr pwftest 1.8
当Pwf=0
qo=qomax
Pr qo/qomax=1
Pwf / Pr
1
在不同条件下， IPR曲线不同，但无因 次IPR曲线基本重合， 可近似地用一条无因次 IPR曲线来代替。 0 1
q/qomax
4、Vogel方程
描述无因次IPR曲线的方程叫Vogel方程
qo q o max 1 0 .2 p wf pr p wf 0.8 p r
Pr
pdA
A
Pe Pwf Pe r 2ln e rw
CK o h( Pr Pwf ) qo 1 re 0 B0 (ln r S ) w 2
( 1-1 )
(2)封闭边界拟稳态条件下的产量公式
CKo h(Pe Pwf ) qo 1 re o Bo (ln r S) w 2
(3)流入动态关系曲线
①流入动态关系
根据(1-2a)式：qo=Jo(Pe-Pwf) 一般，在一定时期内： J=C（单相渗流），Pe=C
(1-2a)式可写成 q = f(Pwf)
产量与井底流压的关系叫流入动态关系(IPR) ——Inflow Performance Relationship 描绘q=f(Pwf)的曲线叫流入动态关系曲线(IPR 曲线)。
利用Vogel方程作IPR曲线误差早期5%， 晚期20%，且绝对误差较小。
5、Fetkorish经验公式
用指数式描述溶解气驱油藏油井的IPR曲线
qo c ( p r p )
2 2 wf
n
（1-23）
式中：c—系数，(m3/d)/(MPa)2 n；
n—指数，0.5<n<1。 确定c和n值至少需要两个系统试井的测 试点数据（qo及pwf）。
②流入动态关系曲线（IPR 曲线）
建立Pwf～q 坐标，
P Pwf
变换q=J(Pe-Pwf)式：
Pwf=Pe- q/J 当 q= 0 时， Pwf=Pe
q Pe•J
当
q=Pe· 时，Pwf=0 J tg= Pe·J/Pe=J (1-2b)
由此两点得曲线:
③曲线的特征 1.夹角的正切就是采油指数,夹角越大, 采油指数越大,生产能力越强;反之,夹角 越小,J越小,生产能力越弱。曲线很直观 地反映油井的产能。 2.当井底压力为Pe时,生产压差为零,油 井产量为零.即:产量为零的点,所对应的 压力即地层压力。 3.当井底压力为零时,生产压差最大,所 对应的产量是极限最大产量。
2、采油指数及流入动态
CKo h( Pe Pwf ) q0 re o Bo (ln S ) rw
CK o h( Pr Pwf ) qo 1 re 0 B0 (ln r S ) w 2 CK o h( Pr Pwf ) qo 3 re 0 B0 (ln r S ) w 4
Pwf
因为:Ko=f(Pwf)
J≠C
q= f(Pwf)( Pr－Pwf）
这时IPR曲线为一外凸的曲线
q
2、流入动态曲线随地层压力的变化
随着原油不断采出，Pe↓，Sg ↓, Ko↓
在不同的开采时期，地层中含气饱和度不同， 采油
指数不同，IPR曲线不是平行后退。
Pwf Pwf
q
溶解气驱，不同时期IPR曲线不平行 弹性驱IPR曲线平行后退
式中：
pwftest A 1 0.2 p b pwftest 0.8 p b
2
2. 多层油藏油井流入动态 在流压开始低于14MPa后，只有Ⅲ层
工作；当流压降低到12MPa和10MPa后，
Ⅰ层和Ⅱ层陆续出油，总的IPR曲线是分 层IPR曲线的迭加。 其特点是：随流压的降低，因做贡 献的小层数增多，产量大幅度增加，采
（1-7）
——油层渗透率各向异性系数，
Kh / Kv
（1-8）
Kh、Kv——油层水平、垂向方向的渗透率； a——长度为L的水平井所形成的椭球形泄流 区域的长半轴；a L 0.5 0.25 reh 2 L/2
4
(1-9)
L——水平井水平段长度(简称井长）； S——水平井表皮系数； reh——水平井的泄流半径
解：（1） 求：q0max
qo max Pwf q0 / 1 0.2 Pwf / Pr 0.8 P r
2
2 11 11 30 / 1 0.2 0.8 13 13 116 .3m 3
2n
（1-24）
将式（1-23）与式（1-24）相除， 得指数式无因次IPR方程：
qo qo max pwf 1 p r
2
n
（1-25）
三、含水及多层油藏油井流入动态 1.油气水三相渗流油井流入动态 Petrobras根据油流Vogel方程和已知采 液指数，导出油气水三相渗流时的IPR曲线
q
对于拟稳态流动，油井产量的一般表达式为
CKh qo re 3 ln S rw 4
pr
Pwf
K ro dp o Bo
（1-10）
3、无因次IPR曲线 无因次坐标系： 横坐标：不同流压下的产量与最大产量比值 纵坐标：流压与地层压力的比值，无因次。 当qo=0 Pwf= Pr Pwf/ =1
(0<qL≤qb)
Pwf=
qL qo max qL f w pr (9 8 f w ) JL JL
(qb<qL≤qomax) (qomax<qL≤qLmax)
pr
qL JL
（1-31）
qb—原油饱和压力下的产液量；qomax ——流压为零时的最大产油量； qLmax——流压为零时的最大产液量；
1.
分析油井的潜能；
通过曲线可得到 J, Pe , qmax
2.
3.
制定油井的工艺方案；
分析措施效果。
3. 水平井单相油流 (1)水平井的流动示意图
(2)水平井的采油指数
Jh CK h h /( 0 B0 )
2 a a 2 L / 2 h h ln ln 2r S L/ 2 L w
（1-4）
(1) 采油指数
例： A井 100吨/天 A井 110吨/天 B井 80吨/天 B井 120吨/天
如果
若
Pwf，则P，qA ，qB
qB qA ，则B井产能大。
q P衡量产能: 采油指数
(2)影响采油指数的因素
CKo h( P Pwf ) e q0 o Bo (ln re r S ) w
可简化成：qo=Jo ( Pe -Pwf )
或 其中：
Jo CK0 h r 1 0 B0 (ln e S ) rw 2
CK0 h r 3 0 B0 (ln e S ) rw 4
(1-2a) (1-2)
qo=Jo ( Pr - Pwf )
（1-3） （1-3a）
Jo
q0 J0 pr pwf
流压 ( M Pa ) 产油 ( m3/d ) 12 15．6 11 30 10 43.3 9 55．6 7 76．8 5 93．6
由此可作出IPR曲线.
已知地层压力，只需一个点的生产数据 就可作出IPR，否则要4至5个实测点的生产 数据才能作IPR曲线，或已知两个稳定生产
点的数据，可作出IPR曲线。
（2）预测不同流压下的产量
由
Pwf Pwf 2 qo qo max 1 0.2 0.8( ) Pr Pr Pwf 116 .3 1 0.2 Pwf / 13 0.8 13
2
取不同的流压值，可算得不同的产油量。
（如图1-12）及流压和采液指数计算公式:
qb J L ( pr pb )
（1-28）
qo max qb J L pb / 1.8
q Lmax q omax J L f w (pr q omax /JL )/(9 8f w )
（1-29）
（1-30）
qL 81 80 qL qb 1 f w pr 0.125 (1 f w ) pb JL qo max qb
reh A /
A——水平井控制泄油面积，m2。 式（1-7）中的泄流区域几何参数 （如图1-3右图）要求满足以下条件 L>βh 且L<1.8reh
二、油气两相渗流的流入动态
1、流入动态曲线随井底压力的变化
由式1-3
CK0 h Jo re 1 0 B0 (ln S ) rw 2
a.高压水层：水层的地层压力Psw高于油
层的地层压力Pso。
当井底压力低于水层压力而高于油层压
力时，井只产水不产油；当井底压力低于油
层压力之后，油水同产，且含水率下降。