采油工艺简介

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抽油杆的杆体直径分别为13、16、19、22、25、28mm，
抽油杆的长度一般为8000mm或7620mm，另外，为了调节 抽油杆柱的长度，还有长度不等的抽油杆短节。 抽油杆的强度：C级杆(570MPa)、D级杆(810MPa) 接箍是抽油杆组合成抽油杆柱时的连接零件。按其结构 特征可分为：普通接箍、异径接箍和特种接箍。 普通接箍：连接等直径的抽油杆 异径接箍：用于连接不同直径的抽油杆 特种接箍：主要有滚轮式接箍和滚珠式接箍，用于斜
套管射孔井方式
2、尾管射孔完井是在钻头钻至油层顶界后，下套管注水泥固井 ，然后用小一级的钻头钻穿油层至设计井深，下尾管注水泥固 井，然后射孔。
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特点 有利于保护油层，可以 减少套管重量和固井水泥的用 量，从而降低完井成本。
尾管射孔完井方式
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(三) 割缝衬管完井方式 1、用同尺寸的钻头钻穿油层 后，套管柱下端连接衬管下入 油层部位，通过套管外封隔器 和注水泥接头固井封隔油层顶 界以上的环形空间。 特点：衬管损害后无法修理和 更换。
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一、井身结构
导 管
保护井口附近的表土地层，防 止被经常流出的洗井液体冲垮 巩固上部比较疏松易塌的不稳 定岩层；安装防喷器等井口设 备，控制钻开高压层时可能发 生的井喷现象 封隔某些难以控制的复杂地层， 以便能顺利地钻达预定的生产 目的层 封隔油、气、水层，保证油井 的正常生产
表层套管 技术套管 生产套管
光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离。
B-下冲程
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抽油机悬点载荷
1.静载荷
包括：抽油杆柱载荷；作用在柱塞上的液柱载荷；沉 没压力对悬点载荷的影响；井口回压对悬点载荷的影响 2.动载荷 包括：惯性载荷、振动载荷 抽油机运转时，驴头带着抽油杆柱和液柱做变速运动， 因而产生抽油杆柱和液柱的惯性力。 3、摩擦载荷
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(2)抽油泵：机械能转化为流体压能的设备
一般要求
a.结构简单，强度高，质量好，连接部分密封可靠； b.制造材料耐磨和抗腐蚀性好，使用寿命长； c.规格类型能满足油井排液量的需要，适应性强； d.便于起下； e.结构上应考虑防砂、防气，并带有必要的辅助设备。
主要组成
工作筒(外筒和衬套)、柱塞及游动阀(排出阀)和固定阀 (吸入阀)
备、注水设备以及地面集输、分离和储存设备等。
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采油工 程任务
油气畅流入井
经济有效举升 地面计量和分离
采油工 程目标 经济有效地提高油井 产量和原油采收率
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采油工程特点：
★ 涉及的技术面广、综合性强而又复杂 ★ 与油藏工程、地面工程和钻井工程等紧密联系 ★ 工作对象是条件随油藏动态不断变化的采、注井 ★ 难度大 ★ 涉及油田开发的重要决策和经济效益
完井方式： 油层与井筒的连通方式 完井方式要求
(1)保持最佳的连通条件，油层所受的损害最小； (2)应具有尽可能大的渗流面积，入井的阻力最小； (3)有效地封隔油、气、水层，防止窜槽及层间干扰； (4)有效防止油层出砂和井壁坍塌，确保油井长期生产； (5)应具备便于人工举升和井下作业等条件；
(6)施工工艺简便，成本低。
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(一)平衡原理
在下冲程中把能量储存起来，在上冲程中利用储存的能 量来帮助电动机做功，从而使电动机在上下冲程中都做相等 的正功。 下冲程： Amd Aw Ad 上冲程： Amu Au Aw 平衡条件： Amd
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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。 不平衡造成的后果 ： ①上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带着 电动机运转，造成功率的浪费，降低电动机的效率和寿命； ②由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽 油装置的寿命。 ③破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正常工作。
游梁式抽油机分类
后置式和前置式
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游梁式抽油机系列型号表示方法 CYJ 12—3.3—70(H) F(Y，B，Q)
F：复合平衡
Y：游梁平衡 平衡方式代号 B：曲柄平衡 Q：气动平衡 减速箱齿轮形代号，H为点啮合双 圆弧齿轮，省略渐开线人字齿轮
减速箱曲柄轴最大允许扭矩,kN.m 光杆最大冲程，m 悬点最大载荷，10 kN CYJ-常规型 游梁式抽油机系列代号 CYJQ-前置型 CYJY-异相型
割缝衬管完井方式
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2、改进后的割缝衬管完井方式 钻至油层顶界后，先下套管注水泥固 井，再从套管中下入直径小一级的钻 头钻穿油层至设计井深，最后在油层 部位下入割缝衬管，依靠衬管顶部的 衬管悬挂器（卡瓦封隔器）将衬管挂 在套管上，并密封衬管和套管之间的 环形空间，使油气通过衬管流入井筒 特点：油层不受固井水泥浆的损害， 当密封衬管发生磨损或失效时可以起 出修理或更换。
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1. 采油工程的定义
采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过产油井 和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。
油田开发是一项庞大而复杂的系统工程，采油 工程是其重要的组成部分和实施的核心。 系统组成
● 油藏：具有一定储存和流动特性的孔隙或裂缝介
质系统，
● 人工建造系统：井底、井筒、井口装置、采油设
改进后的割缝衬管完井方式
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(四) 砾石充填完井方式
直接充填
先将绕丝筛管或衬管下入油层部位，然后用充填液将在 地面上预先选好的砾石泵送至绕丝筛管与井眼或绕丝筛 管与套管之间的环形空间内，形成砾石充填层，阻挡油 层砂流入井筒，达到保护井壁、防砂入井的目的。 预制充填
在地面预先将符合油层特性要求的砾石填入具有内外双 层绕丝筛管的环形空间而制成的防砂管，将筛管下入井 内，对准出砂层位进行防砂。
分类
按照抽油泵在油管中的固定方式可分为：管式泵和杆式泵
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管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在
油管下部先下入井内，然后投入固定阀， 最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。
杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油
杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预 先装在油管预定深度(下泵深度)上的卡簧 固定在油管上，检泵时不需要起油管。
扶正器
井或普通油井中降低抽油杆柱与油管之间的摩擦力，
减少对油管的磨损
二、泵的工作原理
(一)泵的抽汲过程
1)上冲程：抽油杆柱带着柱塞向上运动，
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柱塞上的游动阀受管内液柱压力而关闭， 泵内压力降低，固定阀在环形空间液柱压 力(沉没压力)与泵内压力之差的作用下被 打开，泵内吸入液体、井口排出液体。
气举 有杆采油技术 常规有杆泵采油 地面驱动螺杆泵采油 无杆泵采油技术 电动潜油离心泵采油 水力活塞泵采油 电动潜油螺杆泵采油 射流泵采油 柱塞举升采油
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常规有杆泵采油是传统采油方式之一，具有设备简单、
管理方便、适应性广等特点，是目前应用最广泛的人工举升 方式。我国各油田的生产井中80%以上使用这种采油方式， 其产油量占总产油量的75%，能耗占油田总能耗的1/3左右， 在我国石油开采中占有重要的地位。
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第二部分 有杆采油技术
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采油工程中采用的采油方式很多，根据采油的能量可
分为自喷采油和人工举升采油。
自喷采油是利用油层自身的能量使原油举升到地面。
当油层能量不足以将原油举升到地面时，则需要人为 的为油层流体提供能量举升原油。人为地向油层流体提供 能量将其举升到地面地各种方法统称为人工举升采油。
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三、完井方式选择
完井方式选择需考虑的因素
油田地质及油藏工程条件
采油工程技术措施要求
块 状 油 层
薄 互 油 层
多 套 油 层
古 潜 山 油 藏
气 顶 、 底 水 油 层
层 间 渗 透 率 差 异
层 间 压 力 差 异
裂 缝 性 地 层
高 陡 角 地 层
分 层 注 水
增 产 措 施
人 防 调 腐 定 水 工 整 蚀 向 平 举 砂 井 流 井 井 升 体
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第一节 抽油装置及泵的工作原理
一、抽油装置
抽油机 设 备 组 成 抽油杆 抽油泵
其它附件
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(一)抽油机
有杆深井泵采油的主要地面设备，它将电能转化为机
械能，包括游梁式抽油机和无游梁式抽油机两种。
游梁式抽油机组成 工作原理
游梁-连杆-曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装置
工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给 曲柄轴，带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆带动游梁 作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往 复运动。（曲柄、连杆、游梁后臂三个活动件构成四连 杆机构。
完井工程设计的任务
对油气层潜在损害进行评价，提出相应保护措施，尽 可能减少对储层的损害，使油气层与井筒间保持良好的 连通条件，最大程度发挥其产能；
★
通过节点分析，优化压力系统，根据油藏工程和油田 开发全过程特点以及开发过程中所采取的各项措施来选 择完井方式、方法和选定套管尺寸。
★
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完井方式
A-管式泵
B-杆式泵
管式泵特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须
起出油管，修井工作量大，故适用于下泵深度不很大，产量 较高的油井。
杆式泵特点：结构复杂，制造成本高，排量小，修井工作
量小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。
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(3)抽油杆：能量传递工具。
1-外螺纹接头； 2-卸荷槽； 3-推承面台肩； 4-扳手方径； 5-凸缘； 6-圆弧过渡区
不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互 干扰；
无法进行选择性酸化或压裂等。
(二)射孔完井方式：
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1、套管射孔完井：钻穿油层至设计井深，然后下套管至油层 底部注水泥固井，最后射孔。 优点 可选择性地射开油层， 避免层间干扰；具备实施分层 注采和选择性压裂或酸化等分 层作业的条件。 缺点 出油面积小、完善程度 较差，对井深和射孔深度要求 严格，固井质量要求高，水泥 浆可能损害油气层。
由于材料和高新科学技术的发展，常规有杆采油技术的
应用更为广泛。
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有杆泵采油典型特点： 地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给井下流体。 有杆泵采油分类： (1) 常规有杆泵采油：抽油机悬点的往复运动通 过抽油杆传递给井下柱塞泵。 (2) 地面驱动螺杆泵采油：井口驱动头的旋转运 动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。 常规有杆泵采油是目前我国最广泛应用的采油方式， 大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。
泵吸入的条件： 泵内压力(吸入压力)低于沉没压力。
A-上冲程
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2)下冲程：柱塞下行，固定阀在重力作用 下关闭。泵内压力增加，当泵内压力大于柱塞 以上液柱压力时，游动阀被顶开，柱塞下部的 液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体 泵排出的条件： 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。 柱塞上下抽汲一次为一个冲程，在一个 冲程内完成进油与排油的过程。
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油井生产基本流动过程
任何油井的生产都可分为三个基本流动过程： 从油藏到井底的流动—渗流；从井底到井口的流动 —井筒中的流动；从井口到分离器的流动—管流。 对自喷井，原油流到井口后还有通过油嘴的流动 —嘴流。所以，自喷井可以分为四个基本流动过程， 即：渗流、井筒流、嘴流、管流
人工举升采油技术的分类
2. 内容简介
自喷采油 气举采油 采油方法 有杆泵采油 无杆泵采油 注水 增产维 护措施 水力压裂 酸化、酸压
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采 油 工 艺
砂、蜡、水、稠、低
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第一部分 完井方案设计与试油
主要内容
● 完井方式
● 射孔方案设计 ● 油气层保护 ● 试油
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完井工程：
是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，是 从钻开油层到固井、完井、下生产管柱、排液、诱导 油流，直至投产的工艺过程组成的系统工程。
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二、完井方式
● ● ●
裸眼完井 射孔完井 割缝衬管完井
●
砾石充填完井
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(一)裸眼完井方式
先期裸眼完井方式
后期裸眼完井方式
复合型பைடு நூலகம்井方式
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●裸眼完井
（1）先期裸眼完井：钻头钻至油层顶界附近后，下套管注 水泥固井。水泥上返至预定的设计高度后，再从套管中下入 直径较小的钻头，钻穿水泥塞，钻开油层至设计井深完井。 （2）后期裸眼完井：不更换钻头，直接钻穿油层至设计井 深，然后下套管至油层顶界附近，注水泥固井。 裸眼完井方式的主要特点： 优点：油层完全裸露，不会产生附加渗流阻力，产能较高，完 善程度高。 缺点：不能克服井壁坍塌和油层出砂对油井生产的影响；