【正文】 量油井開(kāi)采速度的重要指標(biāo)。為了滿(mǎn)足國(guó)家的需要，應(yīng)當(dāng)在合理開(kāi)發(fā)油田的前提下，盡可能地提高采油速度，各油田具體條件不同，所規(guī)定的來(lái)油速度也不一樣。 （2）要保持注、采壓力平衡。使油井有旺盛的自噴能力。（3）要保持來(lái)油指數(shù)穩(wěn)定，不斷改善油層的流動(dòng)系數(shù)，這是使原油產(chǎn)量保持在一定水平的重要條件。 （4）合理生產(chǎn)壓差應(yīng)保證水線均勻推進(jìn)，無(wú)水采油期長(zhǎng)，見(jiàn)水后含水上升速度慢。（5）合理生產(chǎn)壓差的選擇，應(yīng)能充分利用地層能量又不破壞油層結(jié)構(gòu)。壓差過(guò)大，井底附近流速增加，過(guò)分的沖刷油層會(huì)使油層坍塌、根據(jù)油層具體情況，應(yīng)規(guī)定原油含砂量不超過(guò)一定的百分?jǐn)?shù)值。（6）對(duì)于飽和壓力較高的油田，應(yīng)使流飽壓差控制合理。此數(shù)字應(yīng)在具體條件下確31定?？紤]了上述各種要求所確定的工作制度，認(rèn)為是合理的。但是， “合理”是相對(duì)的，工作制度應(yīng)隨著生產(chǎn)情況的變化和技術(shù)的發(fā)展而改變，應(yīng)以充分發(fā)揮油層潛力為前提。在非注水開(kāi)發(fā)或注水后見(jiàn)效不大，邊水又不活躍的油區(qū)，油井基本上靠氣體等天然能量生產(chǎn)。或者雖已注水，但地飽壓差小，這種油井的合理工作制度應(yīng)根據(jù)試井及采油資料來(lái)定。原則是以合理利用地層能量，保持生產(chǎn)穩(wěn)定為準(zhǔn)。自噴井的試井有穩(wěn)定試井和不穩(wěn)定試井兩種。不穩(wěn)定試井是以測(cè)壓力恢復(fù)速度為基礎(chǔ)；確定合理工作制度的試井方法是穩(wěn)定試井。穩(wěn)定試井一般是連續(xù)換 3～4 個(gè)相鄰油嘴，每換一次油嘴。等油井生產(chǎn)穩(wěn)定后（即產(chǎn)量、壓力等參數(shù)不隨時(shí)間變化，或變化范圍很小，＜10%＝取得各項(xiàng)資料，然后按下述方法繪制控制曲線，如圖（）所示，橫軸是油嘴直徑，縱軸是流壓、產(chǎn)量、油氣比、含砂等，每一個(gè)油嘴都對(duì)應(yīng)著一組參數(shù)。根據(jù)圖（）以各參數(shù)隨油嘴直徑不同的變化關(guān)系來(lái)看，可選擇產(chǎn)量較高，油氣比較低，井底流壓較為合適（要考慮流飽壓差等） ，含水、含砂較少，能夠穩(wěn)定噴油，而生產(chǎn)情況沒(méi)有太大波動(dòng)的油嘴作為生產(chǎn)油嘴。例如圖中 6 毫米油嘴生產(chǎn)的條件比較合理，這是由于油產(chǎn)量較高，而油氣比不算太高。而 7 毫米油嘴的含砂量過(guò)大。根據(jù)上述原則確定的合理工作制度，在必要時(shí)應(yīng)當(dāng)調(diào)整，如注采不平衡需要改變來(lái)油速度時(shí)，油井進(jìn)行措施（修井、增產(chǎn)等）后，含水、含砂上升過(guò)快，或者油井需要改變來(lái)油方法等。二. 自噴井的分層開(kāi)采在多油層的條件下，只是用井口一個(gè)油嘴控制全井的生產(chǎn)，對(duì)各小層來(lái)說(shuō)，是做不到合理生產(chǎn)的。要對(duì)各小層分別加以控制，這就是分層開(kāi)采。油井分層開(kāi)采，水井分層配注，是為了在開(kāi)發(fā)好高滲透層的同時(shí)，充分發(fā)揮中低滲透層的生產(chǎn)能力，調(diào)整層間矛盾，在一定的采油速度下使油田長(zhǎng)期穩(wěn)定自噴高產(chǎn)。分層開(kāi)采可分為單管分采與多管分采兩種井下管柱結(jié)構(gòu)。單管分采：在井內(nèi)只下一套油管柱，用單管多級(jí)封隔器將各個(gè)油層分隔開(kāi)采，在油管上與各油層對(duì)應(yīng)的部位裝一配產(chǎn)器，并在配產(chǎn)器內(nèi)裝一油嘴對(duì)各層進(jìn)行控制采油。多管分采：在井內(nèi)下入多套管柱，用封隔器將各個(gè)油層分隔開(kāi)來(lái)，通過(guò)每一套管往和井口油嘴單獨(dú)實(shí)現(xiàn)一個(gè)油層（或一個(gè)層段）的控制采油。圖 系統(tǒng)試井曲線32單管分采與多管分采相比有如下優(yōu)缺點(diǎn)：（1）多管分采要求鉆井技術(shù)高（特別是在方向井上）和鉆井費(fèi)用較大。（2）單管分采鋼材消耗較少，分隔油層數(shù)目較多；多管分采鋼材消耗較多，并且因受井眼直徑的限制，下入管柱的數(shù)目有限，因此分隔油層數(shù)目較少。（3）單管分采，全井各個(gè)層段的液流通過(guò)各層的井下油嘴后混合在一起共用一個(gè)通道，因此油層壓力小的層段有可能受到干擾。多管分采，每個(gè)層段都有自己?jiǎn)为?dú)的液流通道和井口油嘴，因此，各層之間沒(méi)有干擾。如上所述，單管分采與多管分采各有優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)我國(guó)具體情況，目前各油田主要發(fā)展單管分采。對(duì)層間干擾比較嚴(yán)重以及一些特殊的油井和油層也采用雙管或三管分采。大慶油田廣大職工，為開(kāi)發(fā)好多油層非均質(zhì)大油田，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐，創(chuàng)造出了以單管分層注水為中心實(shí)現(xiàn)“六分四清”的一整套油田開(kāi)采工藝和技術(shù)，為提高我國(guó)油田開(kāi)發(fā)科學(xué)技術(shù)水平做出了重要“貢獻(xiàn)?！傲炙那濉钡木唧w內(nèi)容是：六分：分層注水、分層采油、分層測(cè)試、分層研究、分層管理、分層改造。四清：分層采油量清、分層注水量清，分層壓力清、分層出水量活。六分四清的實(shí)質(zhì)是：分別在注水井和來(lái)油井按照井下各個(gè)層段性質(zhì)上的差異，將各個(gè)層段隔開(kāi)，進(jìn)行分層定量控制注水和分層定量控制采油。在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)行分層研究，做到分層管理。單管分采的井下設(shè)備，是以封隔器為中心的主要由封隔器、配產(chǎn)器和用油管連接起來(lái)的管柱結(jié)構(gòu)，如圖（）所示。目前各油田對(duì)封隔器和配產(chǎn)器的設(shè)計(jì)和使用的種類(lèi)繁多，現(xiàn)就它們的作用與對(duì)它們的要求簡(jiǎn)述如下。封隔器：封隔油、套管環(huán)形空間，從而將各油層分隔成互不干擾的獨(dú)立系統(tǒng)。因此，要求封得嚴(yán)，工作可靠，起出、下入方便；并能耐高溫、高壓、抗油和抗腐蝕性能好。配產(chǎn)器：（1）通過(guò)在配產(chǎn)器內(nèi)裝的油嘴，將所對(duì)應(yīng)的油層控制合適的生產(chǎn)壓差，實(shí)現(xiàn)按各層段定量采油。（2）提供油流通道。除了給對(duì)應(yīng)層段的油流提供通道外，還要為以下各層的油流、層段的測(cè)試儀表和工具提供通道。圖 單管分采井下管柱結(jié)構(gòu)示意圖33單管分采管柱，除要求完成分層控制、定量采油以外，還要便于分層測(cè)試和井下分層作業(yè)。完成控制各開(kāi)采層段的合理生產(chǎn)壓差，靠所對(duì)應(yīng)的配產(chǎn)器內(nèi)裝的井下油嘴。目前選擇分層井下油嘴的方法有如下兩種：（1）經(jīng)驗(yàn)法（或稱(chēng)試配法）根據(jù)分層配產(chǎn)量和油層的實(shí)際情況，換幾次井下油嘴，進(jìn)行調(diào)試，直至達(dá)到配產(chǎn)要求為止。這種方法簡(jiǎn)單，但有時(shí)準(zhǔn)確性差，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)。（2）計(jì)算法：先測(cè)出各層段的指示曲線；根據(jù)分層配產(chǎn)量的要求，分別在各分層指示曲線上查出相應(yīng)的流壓；把各層段中的最小的配產(chǎn)流壓作為基礎(chǔ)流壓（即全井的生產(chǎn)流壓）算出各層段的配產(chǎn)流壓與基礎(chǔ)流壓的差值（即各層段的嘴損）并開(kāi)平方；根據(jù)各層段嘴損的平方根值和配產(chǎn)量，從嘴損曲線上分別查出各層段的井下油嘴尺寸。有井下油嘴的油井，井口油嘴要適當(dāng)大 1 毫米，實(shí)際工作中根據(jù)全井生產(chǎn)情況而定。167。 氣舉采油原理當(dāng)?shù)貙庸┙o的能量不足以把原油從井底舉升到地面時(shí)，油井就停止自噴。為了使油井繼續(xù)出油，人為地把氣體（天然氣或空氣）壓入井底，使原油噴出地面，這種采油方法稱(chēng)為氣舉采油法。氣舉是利用從地面注入高壓氣體將井內(nèi)原油舉升至地面的一種人工舉升方式。氣舉井的井筒流動(dòng)與自噴井相同，但用于舉升原油的氣體主要是來(lái)自地面的高壓氣，而不是來(lái)自地層和原油的溶解氣。美國(guó)在有天然氣源（高壓氣井氣或伴生氣）的情況下，特別是在海上油田，優(yōu)先采用氣舉采油法。原則上都是利用天然氣，其中大部分是用伴生氣增壓后氣舉，少部分是用高壓氣井氣氣舉，很少采用壓縮空氣氣舉。氣舉采油是機(jī)械采油法中對(duì)油井生產(chǎn)條件適應(yīng)性較強(qiáng)的一種，常用于高產(chǎn)量的深井和含砂量小、含水低、氣油比高和含有腐蝕性成分低的油井。氣舉采油時(shí)必須有足夠的氣源，一般為氣井和油井產(chǎn)出的天然氣，氣舉采油的井口和井下設(shè)備比較簡(jiǎn)單，但由于氣舉需要壓縮機(jī)組和地面高壓氣管線，地面設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，一次性投資較大，而且系統(tǒng)效率較低，特別是受到氣源的限制，一般油田很少采用。隨著氣舉技術(shù)及有關(guān)配套工藝的完善，在高氣油比油藏的開(kāi)發(fā)中氣舉方式已被廣泛應(yīng)用，特別是對(duì)高氣油比及高產(chǎn)量的深井、海上油井、水平井、定向井、叢式井，因此氣舉方式具有廣泛的應(yīng)用前景。一. 氣舉采油原理氣舉采油是依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中的混合，利用氣體的膨脹使井筒中的混合液密度降低，將流入到井內(nèi)的原油舉升到地面的一種采油方式，34其流程如圖 所示。氣舉按注氣方式可分為連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e。所謂連續(xù)氣舉就是將高壓氣體連續(xù)地注入井內(nèi)，排出井筒中液體的一種舉升方式。連續(xù)氣舉適應(yīng)于供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井。間歇?dú)馀e就是向井筒周期性地注入氣體，推動(dòng)停注期間在井筒內(nèi)聚集的油層流體段塞升至地面從而排出井中液體的一種舉升方式。間歇?dú)馀e主要用于油層供給能力差、產(chǎn)量低的油井。氣舉井與自噴井有許多相似之處：氣舉井主要依靠外來(lái)高壓氣體的能量，而自噴井主要依靠油層本身的能量。為了獲得最大的油管工作效率，應(yīng)當(dāng)將油管下到油層中部，這樣可使油管在最大的沉沒(méi)度下工作，即使將來(lái)油層壓力下降，也能使氣體保持較高的舉油效率。二. 氣舉啟動(dòng)在中深油井，特別是深井和超深油井中，如果油管下入較深，則地面供給氣體的壓縮機(jī)將需要足夠的壓力，才能將氣體注入環(huán)空的預(yù)定深度，使油井投入正常工作。當(dāng)油井停產(chǎn)時(shí)，井筒中的積液將不斷增加，油管及套管內(nèi)的液面在同一位置，當(dāng)啟動(dòng)壓縮機(jī)向油套環(huán)形空間注入高壓氣體時(shí)，環(huán)空液面將被擠壓下降，如不考慮液體被擠入地層，環(huán)空中的液體將全部進(jìn)入油管，油管內(nèi)液面上升。隨著壓縮機(jī)壓力的不斷提高，環(huán)形空間內(nèi)的液面最終將到達(dá)管鞋(注氣點(diǎn))處，此時(shí)，井口注入壓力達(dá)到的最高值稱(chēng)為啟動(dòng)壓力。當(dāng)高壓氣體進(jìn)入油管后，由于油管內(nèi)混合液密度降低，液面不斷升高，液流噴出地面，井底流壓隨圖 氣舉采油系統(tǒng)示意圖35著高壓氣體的進(jìn)一步注入，也將不斷降低，最后達(dá)到一個(gè)協(xié)調(diào)穩(wěn)定狀態(tài)。圖 為氣舉井(無(wú)閥)啟動(dòng)過(guò)程示意圖。在此過(guò)程中，井口注入壓力隨時(shí)間的變化如圖 所示。當(dāng)井底流壓低于油層壓力時(shí)，液流則從油層中流出，這時(shí)混合液密度又有所增加，壓縮機(jī)的注入壓力也隨之增加，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后趨于穩(wěn)定。氣舉井的上述啟動(dòng)過(guò)程實(shí)際上是降低井內(nèi)流體載荷的過(guò)程，因此也稱(chēng)為“卸荷”過(guò)程。圖 中，Pe 為啟動(dòng)壓力，它是氣舉井啟動(dòng)過(guò)程中的最大井口注入壓力；Po 為趨于穩(wěn)定時(shí)的井口注入壓力，稱(chēng)為工作壓力。如果壓縮機(jī)的最大額定壓力小于啟動(dòng)壓力，則氣體將無(wú)法舉出井筒中的液體。啟動(dòng)壓力與油管下入的深度、油管及套管直徑以及靜液面的深度有關(guān)。當(dāng)靜液面深度一定時(shí)，降低油管下入深度，可降低啟動(dòng)壓力，但隨著靜液面的下降，油井將無(wú)法正常生產(chǎn)。所以，計(jì)算啟動(dòng)壓力時(shí)，必須考慮兩種情況。圖 氣舉井(無(wú)閥) 的啟動(dòng)過(guò)程(a)停產(chǎn)時(shí)，(b) 環(huán)形液面到達(dá)管鞋，(c)氣體進(jìn)入油管圖 氣舉井啟動(dòng)時(shí)的壓縮機(jī)壓力隨時(shí)間的變化曲線36第一種情況：環(huán)空液面降低到管鞋時(shí)，液體并未從井口溢出，啟動(dòng)壓力與油管液柱相平衡，即： ()ghpe?)*(???式中： ——靜液面距管鞋的深度；——油管液面上升的高度，它根據(jù)油管外徑 d 和套管內(nèi)徑 D 由下式確定： ()hdD?224*)(4??由式() 求出 后代入式 ()得：? ()2dghpe??第二種情況：靜液面接近井口，環(huán)形空間的液面還沒(méi)有被擠到油管鞋時(shí)，油管內(nèi)的液面已達(dá)到井口，液體中途溢出井口。此時(shí)，啟動(dòng)壓力就等于油管中的液柱壓力： ()gLpe??39。式中： ——最大啟動(dòng)壓力；39。L——油管長(zhǎng)度；ρ——液體密度。當(dāng)油層的滲透性較好，且被液體擠壓的液面下降很緩慢時(shí)，從環(huán)形空間擠壓出的液體有部分被油層吸收。在極端情況下，液體全部被油層吸收。當(dāng)高壓氣體到達(dá)油管鞋時(shí)，油管中的液面幾乎沒(méi)有升高。在這種情況下，啟動(dòng)壓力由油管中靜液面下的沉沒(méi)深度確定，即： ghpe?*39。?式中： ——最小啟動(dòng)壓力。39。一般情況下，氣舉系統(tǒng)的啟動(dòng)壓力只能 在 和之間。39。ep39。三. 氣舉閥及工作原理氣舉生產(chǎn)過(guò)程中，啟動(dòng)壓力較高，這就要求壓縮機(jī)額定輸出壓力較大，但由于氣舉系統(tǒng)在正常生產(chǎn)時(shí)，其工作壓力比啟動(dòng)壓力小得多，這就勢(shì)必造成壓縮機(jī)功率的浪費(fèi)，增加投入成本。為了降低壓縮機(jī)的啟動(dòng)壓力與工作壓力之差，必須降低啟動(dòng)壓力。假設(shè)在油管不同深度裝上閥孔，當(dāng)注入高壓氣體時(shí)，氣體從閥孔進(jìn)入油管，降低閥孔上部油管的混合液密度，從而排出上部油管液體。進(jìn)一步地設(shè)想，當(dāng)油管內(nèi)的壓力下降到某一界限的時(shí)候，閥孔關(guān)閉，高壓氣體又推動(dòng)環(huán)空液面下行，到第二個(gè)閥孔。依此類(lèi)推，從而排出井筒中的37積液，使油井正常工作。這個(gè)智能閥就是所謂的氣舉閥，其作用就是降低啟動(dòng)壓力和排出油套環(huán)形空間中的液體。氣舉閥在氣井生產(chǎn)系統(tǒng)中直接關(guān)系到氣舉井能否正常生產(chǎn)。氣舉閥按安裝方式分為繩索投入式和固定式。按使閥保持打開(kāi)或關(guān)閉的加壓元件分為封包充氣閥、彈簧加壓閥及充氣室和彈簧聯(lián)合加壓的雙元件閥。按井下閥對(duì)套壓和油壓的敏感程度又分為套壓控制閥與油壓控制閥。38167。2. 抽油在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有些油田由于地層能量逐漸下降，到一定時(shí)期地層能量就不能使油井保持自噴，有些油田則因?yàn)樵嫉貙幽芰康突蛴统硪婚_(kāi)始就不能自噴。油井不能保持自噴時(shí)，或雖能自噴但產(chǎn)量過(guò)低時(shí)，就必須借助機(jī)械的能量進(jìn)行采油。目前采用的機(jī)械采油方法有氣舉采油和深井泵采油。深井泵采油中包括：用游梁式深井泵裝置的有桿泵采油及用水力活塞泵、電動(dòng)潛油泵和射流泵等無(wú)扦泵采油。本章討論其中的有桿泵抽油。盡管?chē)?guó)內(nèi)外都廣泛地采用了注水保持地層能量的措施，然而，由于某些地質(zhì)、技術(shù)或經(jīng)濟(jì)因素而未能有效地保持地層能量，以及在油田注水后期油井含水上升之后，為了保持油井產(chǎn)量而需要采用深井泵進(jìn)行強(qiáng)采。所以，深井泵采油法是一種主要的采油方法。雖然隨著采油工藝技術(shù)的發(fā)展，適合于深井、大產(chǎn)量和較復(fù)雜條件的水力活塞泵及電動(dòng)潛油泵的比例逐漸增加，但目前在機(jī)械采油中占絕對(duì)多數(shù)的還是游梁式深井泵裝置。所以，本章只講用游梁式深井泵裝置采油的基本原理及油井生產(chǎn)規(guī)律。水力活塞泵及電動(dòng)潛油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理將在其他課程中介紹。有桿泵采油包括游梁式抽油機(jī)井有桿泵采油和地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵采油，它們都是用抽油桿將地面動(dòng)力傳遞給井下泵。前者是將抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抽油桿傳遞給井下柱塞泵；后者是將井口驅(qū)動(dòng)頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)抽油桿傳遞給井下螺桿泵。167。 抽油裝置及泵的工作原理一. 抽油裝置抽油裝置是指由抽油機(jī)、抽油桿及抽油泵所組成的抽油系統(tǒng)。