第7章油气开采工程1.ppt

第7章 油气开采工程 油气开采工程是油气资源开发过程中根据开发目标，通过产油气井和注入井对油气藏采取的各项工程技术措施的总称。 研究领域：可经济有效地作用于油气藏，以提高油气井产量和油气采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。 第7章 油气开采工程 油气开采工程的任务是通过一系列可作用于油藏的工程技术措施，使油、气由储层畅流进入井筒，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量。 目标：经济有效地提高油气井产量和油气采收率。 世界油气开采技术的发展 古代：自流井气田开发（四川富顺县） ①非正式开采阶段：东晋，凿盐井的过程中发现浅层气。 ②正式开采利用浅层气阶段：16世纪中叶，成为世界上第一个开发的气田。1765年井深超过530米；1815年井深已达797.8米。 ③正式开采利用深层气阶段：1835年，兴海井井深达到1001.4米（含硫化氢）。1840年前后，磨子井井深超过1200米，有“火井王”的称号。 世界油气开采技术的发展 20世纪30~40年代：进入现代油气开采技术的发展期。 从依靠天然能量、着眼于单井生产，到从油田整体出发、合理布署井网，注水注气保持油藏压力； 人工举升方法的改进和设备的配套以及酸化压裂、防砂等油气井增产增注措施应用。 20世纪60~70年代：第二次石油科技革命 二次采油发展到强化注水，油田采油速度成倍增长； 三次采油方法由室内转入现场试验，其中热力法工业化推广。 世界油气开采技术的发展 20世纪80年代后——第三次石油科技革命 ①由提高单井产量发展到集成化油藏经营； ②由单学科孤军奋战发展为多学科协同研究； ③由单项技术应用发展为集成技术解决问题； ④由延时监测与解决向实时监测和解决方向发展； ⑤化学驱在中国取得突破。 7.1 采油方法与工艺 采油方法：指把流到井底的原油采到地面所用的方法。 7.1.1 自喷采油 自喷采油：原油从井底举升到井口，从井口流到集油站，全部都是依靠油层自身的能量来完成的。 能量来源： 井底油流所具有的压力（来源于油层压力）； 随原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。 油井自喷生产的四个基本流动过程 与流动过程相关的六个压力 地层压力Pe：是整个系统流动的动力源； 井底流动压力Pwf：简称“流压” ，是地层油流到井底后的剩余压力，同时也是流体向上流动的动力； 井口压力Pt：简称“油压”，是油气混合物经油管流至井口的剩余压力，也是油气克服油嘴节流损失和地面出流管线流动阻力的动力； 回压Pb：是油气经油嘴节流损耗后的剩余压力，是油气经地面出油管线流至分离器的动力； 分离器设定压力Ps：分离器是进行油、气、水分离的装置，其压力可在地面进行调节； 套压Pc：是井口油管和套管环空处的流体压力。 油井自喷生产的四个基本流动过程 油气从油藏流入井底和在井筒中的流动是油气开采的两个基本流动过程。 油井流入动态和井筒多相流动规律是油井各种举升方式设计和生产动态分析的共同理论基础。 油井自喷条件：地层中的油气经四个流动过程后，到达分离器的压力大于0，油井便能自喷生产。 油气从油层到井底的地下渗流 油井流入动态： 油井产量与井底流动压力的关系。 油井流入动态曲线（IPR曲线）：表示产量与井底流压关系的曲线，简称IPR曲线。 油气从油层到井底的地下渗流 典型的流入动态曲线 IPR曲线的基本形状与油藏驱动类型有关。 C井：溶解气驱，地层压力低于原油泡点压力，油藏中流体的渗流为气液两相流动。 油气从油层到井底的地下渗流 典型的流入动态曲线 A井：水压驱动，井底流压大于原油泡点压力，油藏中流体的渗流为单相流动，油层物性及流体性质基本不随压力变化，油井产量与流压的关系是线性的。 采油指数：单位生产压差下的油井产油(液)量。 油气从油层到井底的地下渗流 采油指数：单位生产压差下的油井产油(液)量。 圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井产量公式： 气液混合物在垂直管中的流动规律 雾流 环状流 段塞流 泡流 纯液流 7.1.2 气举采油 当油井停喷以后，为了使油井能够继续出油，利用高压压缩机，人为地把天然气压入井下，使原油喷出地面，这种方法叫做气举采油。 气举采油是基于U形管原理。从油管与套管的环形空间，通过装在油管上的气举阀，将天然气连续不断地注入油管内，使油管内的液体与注入的高压天然气混合，降低液柱的密度，减少液柱对井底的回压，从而使油层与井底之间形成足够的生产压差，油层内的原油不断地流入井底，并被举升到地面。 7.1.2 气举采油 气举采油的必备条件： 有单独的气层作为气源，或可靠的天然气供气管网供气。 油田开发初期，要建设高压压缩机站和高压供气管线，一次性投资大。 采用气举采油的油田有：惠州21-1油田、中原油田等，都有独立的气田或气层作为气源供气。 7.1