第八章 油气井投产

第八章油气井投产本章主要内容：8.1投产措施8.2排液8.3完井管柱8.4油气井井口装置一、通井•目的：检验井筒是否畅通无阻。1．通径规通井•通径规是检查套管、油管内通径的简单而常用的工具•检查套管、油管内通径是否符合标准。•外径：一般应小于套管最小内径4～6mm。2．铅模通井•铅模通井打印，下钻速度不宜过快，以免中途顿碰使铅模变形，影响分析结果。•打印钻压,一般15～30KN，最大不超过50KN，不得冲撞。•加压打印一次后即行起钻，只能加压一次,不得二次打印。铅模起出后要对铅模做技术描述并拍照存档。第一节投产措施第一节投产措施图8一l套管通径规图8—2铅模1—接箍；2—短节；3—拉筋；4—铅体二、刮管•目的：清除套管内壁水泥及炮眼毛刺，保证下井工具正常工作及封隔器坐封成功。•常用套管刮削工具有两种：胶筒式套管刮削器弹簧式套管刮削器。第一节投产措施胶筒式套管刮削器结构1—上接头；2—冲管；3—胶筒；4—刀片；5—壳体；6—“O”形密封圈；7—下接头头弹簧式套管刮削器结构1—固定块；2—内六角螺钉；3—刀板；4—弹簧；5—壳体；6—刀板座第一节投产措施三、洗井•目的：井筒内脏物用洗井液冲洗带出井筒，为以后施工作好准备。1．洗井液的性质2．洗井方式3．洗井的技术要求第一节投产措施四、低渗储层投产措施投产后低渗储层单井产量达不到开发经济下限，需用压裂、酸化措施提高单井产量。通常水力压裂应用于低渗透砂岩储层酸压裂作业应用于低渗透碳酸盐岩储层基质酸化作业用于对储层进行解堵，也常在低渗储层不具备水力压裂或酸化条件时使用。第一节投产措施1．水力压裂投产措施（1）目的与原理•通过压裂液在储层中造缝，在低渗储层中形成支撑裂缝高导流的通道，使渗流方式由径向流动变为线性流动，进而增大渗流面积。第一节投产措施（2）几个概念：•缝长、缝高、缝宽；•端部脱砂：使携砂液于裂缝端部位置发生桥塞，裂缝净压力急剧升高，从而导致裂缝宽度增加。第一节投产措施（3）压裂液选择与评估：对压裂液的要求具有足够的粘度(如在裂缝条件下50～100mPas)与滤失控制性能，以保证有效造缝和携带支撑剂进入裂缝，达到设计铺置浓度。对支撑裂缝与储层的伤害最小，易于返排。具有良好的操作性能、安全与低成本。第一节投产措施（4）支撑剂：石英砂：国内常用兰州砂(水洗)，颗粒密度为2.65g／cm3。一般石英砂皆在小于有效闭合应力30MPa时使用。烧结陶粒：一般在有效闭合应力大于29MPa时选用。颗粒密度3.4g／cm3以上，称为高密度支撑剂。第一节投产措施目前现场常用的比较成功的施工工艺有：封隔器分层压裂封堵球选压限流压裂等。第一节投产措施2．酸化压裂作业•目的与原理：将高粘度胶液作为前置液对地层造缝，接着注入酸液与碳酸盐地层反应或直接使用稠化酸对地层造缝并与地层起反应，而形成一定的酸蚀宽度与缝长。第一节投产措施3.高能气体压裂第一节投产措施(1)机械作用(2)水力振荡(3)高温作用(4)化学作用作用原理：4.稠油、高凝油的投产措施注蒸汽开采水力活塞泵有杆泵空心抽油杆电加热或热水循环抽油自控加热电缆双管同心管热水循环第一节投产措施常规排液措施包括：替喷排液抽汲排液气举排液泡沫排液第二节排液1．常规替喷法把油管下到人工井底以上lm左右，用替喷液把压井液替出，然后上提油管到油层中部或上部完井。只限于用在自喷能力不强、替完替喷液到油井喷油之间有一段间歇，来得及上提油管的油井。2．二次替喷法先把油管下到人工井底以上1m左右，替入一段替喷液，再用压井液把替喷液替到油层部位以上，之后上提油管至油层中部，最后用替喷液替出油层顶部以上的全部压井液，这样既替出井内的全部压井液又把油管提到了预定的位置。生产压差的形成均匀缓慢，不致引起由于井啭的坍塌而使油层出砂。第二节排液一、替喷排液第二节排液图8—22二次替喷示意图1—替喷液；2—油管；3—油层；4—压井液；5—套管图8—21一次替喷示意图1—油管；2—套管；3—压井液；4—油层；5—替喷液•抽汲就是用一种专用工具把井内液体抽到地面，以达到降低液面，即减小液柱对油层回压的一种排液措施。第二节排液二、抽汲排液图8—24阀抽子示意图1—接头；2—阀罩；3—阀球；4—阀座；5—中心管；6—胶皮上压帽；7—胶皮；8—胶皮下压帽；9—紧帽图8—23无阀抽子工作示意图1—上接头；2—胶皮滑动杆；3—半圆挡板；4—中间接头；5—胶皮；6—胶皮上压帽；7—胶皮下压帽；8—尾堵气举排液就是采用高压气体压缩机把气体压入井中使压井液排出的诱导油流的方法（禁用空气）。气举排液最突出的特点是井内液体回压能疾速下降。只能适用于油层岩石胶结坚实的砂岩或碳酸盐岩油井的排液，对于一些胶结疏松的砂岩，要控制好捞空深度和气举排液速度，以免破坏油层结构而出砂。第二节排液三、气举排液第二节排液图8—25气举法诱流示意图1—高压注气泵；2—注入气体；3—混气液柱；4—油层；5—原油出口；6—油管；7—套管图8—26气举阀诱喷法泡沫流体由于其独特的结构，使它具有静液柱压头低、滤失量小、携砂性能好、摩阻损失小、助排能力强、对油层伤害小等特性。产生泡沫的首要条件是气体与液体发生接触；其次须加入某些表面活性剂(称起泡剂)，使泡沫稳定。第二节排液四、泡沫排液下入完井管柱使生产井或注入井开始正常生产是完井工程的最后一个环节。生产管柱设计的合理性直接关系到生产井或注入井投产后能否正常生产。第三节完井管柱第三节完井管柱一、油井完井管柱图8—32自喷井分层采油管柱图8—31自喷井全井合采采油管柱•主要用于层间差异大的自喷井，解决层问的干扰和矛盾，充分发挥各层段的潜力，提高采油速度第三节完井管柱图8—34双管分采管柱示意图1.双管分采管柱第三节完井管柱图8—35有杆泵井标准井下管柱示意图2.有杆泵井标准井下管柱(a)封下采上(b)封上采下(c)封中间采两头(d)封两头采中间图8—37有杆泵生产管柱型式第三节完井管柱3.水力活塞泵完井管柱•工作原理：由地面泵将动力液增压并泵送入井下，由动力液驱动液压马达作上下往复运动，同时液马达带动井下泵柱塞上下往复运动，把井液举升到地面。第三节完井管柱图8—40全井段合采单管柱示意图a—双向卡封封隔分隔采出井液(带单向阀)管柱；b—双向卡封封隔分隔采出井液(不带单向阀)管柱；图8—43电动潜油泵机组在油层以下时管柱示意图第三节完井管柱电动潜油泵采油系统主要由井下机组、地面设备和电缆三大部分构成。井下机组包括电动潜油泵、油气分离器、潜油电机和保护器；地面设备包括变压器和控制屏。4.电动潜油泵采油管柱5.气举井完井管柱•气举是一种人工举升方式。•工艺过程是通过向井筒内注入高压气体的方法来降低油管内从注气点到地面的液柱密度，使原油及液体连续地从油层流向井底，并从井底举升到地面。第三节完井管柱第三节完井管柱第三节完井管柱图8—50螺杆泵采油示意图1—电控箱；2—电机；3—皮带；4—方卡子；5—减速箱；6—压力表；7—专用井口；8—抽油杆；9—抽油杆扶正器；10—油管扶正器；11—油管；12—螺杆泵；13—套管；14—定位销；15—l油管防脱装置；16—筛管；17—死堵；18—油层6.螺杆泵采油井下管柱•注水井管柱两大类：•笼统注水管柱•分层注水管柱。第三节完井管柱二、注水井管柱图8—52笼统注水管柱第三节完井管柱图8—53固定配水器1—上部接头；2—弹簧调节环；3—弹簧垫；4—弹簧；5—中心管；6—出水阀；7—密封圈；8—出水阀座；9—密封圈；10—配水嘴；11—阀座接头图8—54活动配水器1—上部接头；2—打捞头；3—“O”型密封圈；4—调节杆；5—密封套；6—弹簧垫片；7—弹簧；8—“O”型密封圈；9—保护圈；10—弹簧座；11—阀球；12—防砂套；13—防砂盖；14—出水套总成；15—固定螺丝；16—阀座；17—配水嘴；18—锥体；19—下部接头第三节完井管柱图8—59可洗井偏心配水管柱(a)(b)图8—58偏心配水管柱图8-62双管分层注水管柱图8—63同心管分层注水示意图第三节完井管柱•天然气中往往含有H2S、CO2等腐蚀性气体•须采用抗腐蚀气体管柱•在气层以上应下入抗H2S材料的封隔器密封油套管的环形空间•在油套管环形空间中注入缓蚀剂。第三节完井管柱图8—64含H2S及CO2等腐蚀性气体采气管柱图三、天然气井完井管柱四、定向井、水平井完井管柱1．定向井完井管柱各种抽油泵，不论有杆泵、水力活塞泵、电动潜油泵大都下在造斜点以上的直井段中。如果液面在造斜点以下，各种抽油泵也只能下在井身斜度小于30°的稳斜段。有杆泵在下人稳斜段后，油管要加油管扶正器、泄油器；抽油杆柱上要加减振防脱器和抽油杆尼龙扶正器。在曲率较大的井段抽油杆上还要加滚珠接箍或滚轮接箍。第三节完井管柱第三节完井管柱1．定向井完井管柱第三节完井管柱2．水平井完井管柱水平井有杆抽油泵管柱水平井掺稀油有杆抽油泵管柱•1.作用：悬挂井下油管柱、套管柱密封油套管和两层套管间环空以控制油气井生产回注(蒸汽、注气、注水、酸化、压裂、注剂等)安全生产•2.包括：套管头、油管头和采油(气)树三大部分。第四节油气井井口装置第四节油气井井口装置第四节油气井井口装置采油树是阀门和配件的组成总成，用于油气井的流体控制，并为生产油管柱提供入口。包括油管头上法兰以上的所有装备。可以应用采油树总成进行多种不同的组合。按作用分：采油（自喷、人工举升)、采气（天然气和各种酸性气体)、注水、热采、压裂、酸化等专用井口装置。按类型分：自喷井采油树和人工举升井采油树。根据使用压力等级不同而形成系列。第四节油气井井口装置一、采油树及油管头3一套管头顶法兰：4一油管头大四通；5一卡箍短节10一采油树底法兰；13一节流器；14一小四通；15一压力表；16一弯接头；17一压力表截止阀；18一接头第四节油气井井口装置CYb—250S723型采油树及油管头第四节油气井井口装置1—防喷管；2—高压油壬；4—清蜡阀门；6—四通：7—油嘴套：8—套管阀门；9—油管头四通；10—套管头顶法兰；12—油管挂：14—双孔阀；15—生产阀门双管采油树第四节油气井井口装置1—密封盒；2—胶皮阀门；3—生产阀门；4—油压表；5—套管阀门；6—套压表；7—三通；8—油管头上法兰；9—油管头；l0—温度计抽油井采油树及油管头光杆密封器1—主体；2—密封胶皮；3—芯子；4—丝杆；5—密封盒；6、11—密封胶皮；7、12—压盖；8、13一密封胶皮压帽；9—紫铜垫圈；10—导向螺钉第四节油气井井口装置第四节油气井井口装置图8—80侧开式电动潜油泵采油树及油管头1—油管头；2—锥座；3—密封橡胶垫；4—油管挂；5—采油树底法兰；6—电缆；7—生产阀门；8—油压表；9—套管阀门；10—套压表；11—采油树总阀门第四节油气井井口装置图8—81带电缆穿透器的采油树及油管头1—油管头；2—套管阀门；3—总阀门；4—生产阀门；5—清蜡阀门；6—油管挂；7—电缆穿透器；8—电缆；9—压力表阀；10—压力表第四节油气井井口装置图8—82开式水力活塞泵采油树及油管头1—清蜡阀门2—总阀门；3—生产阀门；4—生产阀门；5—套管阀门；6—套管阀门；7—防喷管放空阀门；8—压力表阀门；9—防喷管；10—捕捉器图8—83水力活塞泵平行双管井口采油树及油管头1、13—压力表阀门；2、14一压力表；3、9—套管阀门；4、10—动力液平衡阀门；5、11—动力液阀门；7—清蜡阀门；8—捕捉器；12—泄压阀门；15—回流阀门；16—防喷侧管第四节油气井井口装置第四节油气井井口装置图8—85活塞气举采油树及油管头1—防喷管；2—手动捕捉器；3—清蜡阀门；4—油压表；5—时间控制器；6—薄膜气动阀门；7—补气阀门；8—套管阀门；9—采油树总阀门；10—生产阀门第四节油气井井口装置图8—87注水井采油树及油管头1—油管洗井阀门；2—油管注水阀门；3—套管洗井阀门；4—套管注承阀门；5—总阀门；6—测试阀门；7—回水阀门；8—套压表；9—注水压力表•油