油水井結(jié)構(gòu)作用

采油基礎(chǔ)知識(shí)一、認(rèn)識(shí)油水井—油水井的結(jié)構(gòu)采油工程是油田開發(fā)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是從油田人工補(bǔ)充地下能量到人工舉升（或自噴）的采油工程，包括注水（或其他注入劑）井和采油井兩大管理對象。認(rèn)識(shí)油水井—油水井的結(jié)構(gòu)掌握油水井結(jié)構(gòu)是采油工日常管理中油水井的基礎(chǔ)。通過井身結(jié)構(gòu)圖可以直接的了解油水井的井深管柱結(jié)構(gòu)，油層情況；完井情況，為油水井動(dòng)態(tài)分析提供技術(shù)依據(jù)。井身結(jié)構(gòu)通常是指鉆井深度和相應(yīng)井段的鉆頭深度，下入的套管層數(shù)，直徑和深度，各套管外的水泥返高和人工井底等。認(rèn)識(shí)油水井—油水井的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)油水井—完井的概念完井是指裸眼井鉆到設(shè)計(jì)井深后，使井底和油層以一定結(jié)構(gòu)連通起來的工藝。它是鉆井工程最后的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，又是采油工程的開端，與以后采油、注水及整個(gè)油氣田的開發(fā)是緊密聯(lián)系的。而油井完成質(zhì)量的好壞直接影響到油井的生產(chǎn)能力與經(jīng)濟(jì)壽命，甚至關(guān)系到整個(gè)油田能否得到合理的開發(fā)。

完井是銜接鉆井和采油工程的而又相對獨(dú)立的工程，是從鉆開油層開始，到下套管注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液，直至投產(chǎn)的一項(xiàng)系統(tǒng)工程。完井方式選擇應(yīng)考慮油氣藏類型、油氣層特性和工程技術(shù)及措施要求三方面因素。認(rèn)識(shí)油水井—油水井的結(jié)構(gòu)套補(bǔ)距：鉆井時(shí)的方補(bǔ)心與套管頭的距離套管深度：下入油層套管的深度人工井底深度：完井時(shí)套管內(nèi)最下部水泥頂界面至方補(bǔ)心的距離射開油層頂部深度：射孔井段最上部至方補(bǔ)心的距離射開油層底部深度：射孔井段最下部至方補(bǔ)心的距離在鉆井架一撤之后現(xiàn)場就不存在了，但在以后的生產(chǎn)過程中，如補(bǔ)孔、下泵、抬高井口、修井等措施時(shí)的丈量管柱都要用到二.認(rèn)識(shí)油水井—注水井油田投入生產(chǎn)以后，隨著油氣的采出，地層壓力就會(huì)下降，這就需要向地層補(bǔ)充能量。目前補(bǔ)充地層能量的方法有向油氣藏中注水和注氣，但絕大部分油田都是采用注水來補(bǔ)充地層能量。注水是通過注水井江水注入地層，從而保持地層壓力，提高采油速度和采收率的一種有效措施。注水開發(fā)是油田開發(fā)的一種十分重要的開采方式，是補(bǔ)充地層能量，維持油田長期高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效方法。認(rèn)識(shí)油水井—注水井注水井井身結(jié)構(gòu)：通常是指在完鉆井基礎(chǔ)上，在井筒套管內(nèi)下入油管，配水管柱，再配以井口裝置。生產(chǎn)原理：一定壓力的地層動(dòng)力水通過井口裝置，從油管（正注）進(jìn)入到井下配水器對油層進(jìn)行注水。注水原則：注夠水、注好水認(rèn)識(shí)油水井—注水井水源類型1.地面水源2.地下水源4.工業(yè)廢水3.油層采出水2.海水水源1.地面淡水水源2.深層地下水1.淺層地下水認(rèn)識(shí)油水井—注水井注水井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：(1)套管規(guī)范：即下入的套管直徑與壁厚，如φ141mm×7．72mm。(2)油管規(guī)范及下入深度：油管規(guī)范指下入油管的直徑與壁厚，如Φ62mm×5．5mm。下入深度指下入油管的底部到方補(bǔ)心的距離。(3)注水管柱深度及級(jí)數(shù)：即下入管柱有幾級(jí)幾段封隔器。(4)油層中部深度：主力油層深度至方補(bǔ)心的距離。(5)井口裝置：所采用的采油樹型號(hào)。水源井水源井水源井供水站注水站配水間注水井注水井注水井從水源到注水井的注水地面系統(tǒng)通常包括供水站、注水站（水處理站）、配水間和注水井。認(rèn)識(shí)油水井—注水井認(rèn)識(shí)油水井—抽油機(jī)抽油機(jī)井采油是油田應(yīng)用最廣泛的采油方式，它是靠人工舉升井筒液量來采油的。圖3-30為常見的最簡單的抽油井結(jié)構(gòu)。抽油機(jī)井結(jié)構(gòu)由井口裝置(采油樹)，地面抽油機(jī)設(shè)備、井下抽油泵設(shè)備、，抽油泵吸入口(篩管)、機(jī)械動(dòng)力傳遞裝置(抽油桿)、油管、套管等組成認(rèn)識(shí)油水井—抽油機(jī)抽油機(jī)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：(1)抽油泵規(guī)格：泵徑，mm。(2)抽油泵深度：泵筒下入深度，m。(3)吸入口深度：泵進(jìn)液孔深度，m。(4)抽油桿深度及規(guī)范：活塞深度及以上桿的直徑(5)油管規(guī)格：下入油管直徑。(6)套管規(guī)格及深度：下入套管直徑及深度。(7)采油樹型號(hào)：井口實(shí)際安裝的。(8)抽油機(jī)型號(hào)：即井口實(shí)際安裝的抽油機(jī)型號(hào)。采油生產(chǎn)原理：地面抽油機(jī)的機(jī)械能通過抽油桿帶動(dòng)井下抽油泵往復(fù)抽吸井筒內(nèi)的液體降低井底壓力(流壓)，從而使油層內(nèi)的液體不斷地流入井底，泵抽出的液體由井口裝置即采油樹不斷地抽出抽油機(jī)井可以是自噴井轉(zhuǎn)抽的，也可是油井開采投產(chǎn)時(shí)直接安裝抽油機(jī)井采油的。認(rèn)識(shí)油水井—抽油機(jī)認(rèn)識(shí)油水井—自噴井自噴井采油一般是在油田地下油層天然能量較強(qiáng)，石油足以自噴到地面的情況下采取的采油方式，圖3-29為最簡單的自噴井結(jié)構(gòu)。在完鉆井身結(jié)構(gòu)內(nèi)下入油管及喇叭口（如是分層開采，則下入分層管柱），井口裝置只是采油樹。自噴井采油樹主要是依靠油嘴來調(diào)節(jié)產(chǎn)量。自噴井采油生產(chǎn)原理：油層液從油層流入到井底，靠自身能量由喇叭口（或配產(chǎn)管柱）進(jìn)入油管，再到井口通過油嘴噴出。優(yōu)點(diǎn)：不需要補(bǔ)充能量，設(shè)備簡單、操作方便、投資少，經(jīng)濟(jì)效益高認(rèn)識(shí)油水井—自噴井自噴井自噴井從油層流到地面轉(zhuǎn)油站可以分為四個(gè)基本流動(dòng)過程——地層滲流、井筒多相垂直管流、嘴流、地面管線流（水平管流），如圖3-34.滲流：從油層流入井底。流體是在多孔介質(zhì)中滲流，故稱為滲流。若井底壓力大于飽和壓力，此時(shí)是液體的單向流，其流動(dòng)規(guī)律符合向心流公式。垂直管流：從井底到井口，流體在油管中上升，一般在油管某斷面處以低于飽和壓力，故屬于油、氣、水多相流。嘴流：流體通過油嘴，流速較高。水平管流：流體進(jìn)入出油管線后，沿地面管線流動(dòng)，屬多相水平管流。電動(dòng)潛油泵井在油田開采中也是被廣泛應(yīng)用的采油方式。它也是人工舉升才有的一種方式，其特點(diǎn)是抽油排量大，操作方便，有些特殊井如斜井、水平井、超深井等也采用電動(dòng)潛油泵抽油。電動(dòng)潛油泵是機(jī)械采油中相對排量較大的一種無桿泵采油方式，它是很多油田不可缺少的采油設(shè)備。認(rèn)識(shí)油水井—電動(dòng)潛油泵電動(dòng)潛油泵井采油生產(chǎn)原理：地面電能通過電纜傳遞給井下潛油電動(dòng)機(jī)，潛油電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能帶動(dòng)多級(jí)離心泵，把井內(nèi)液體加壓通過油管經(jīng)采油樹舉升到地面；在多級(jí)離心泵不斷抽吸過程中，井底壓力（流壓）降低，從而使油層液體不斷流入井底。常見電動(dòng)潛油泵結(jié)構(gòu)：井口裝置采油樹，油管、套管、地面電源輸入設(shè)備、電能傳遞線（電纜）、潛油電動(dòng)機(jī)、多級(jí)離心泵、分離器等。如圖3-31。需要注意的是：泵的吸入口與抽油機(jī)井基本相同，可以是各種管柱。認(rèn)識(shí)油水井—電動(dòng)潛油泵認(rèn)識(shí)油水井—電動(dòng)潛油泵電潛泵井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：（1）多級(jí)離心泵排量：（下入）離心泵最大排量，m3/d；（2）潛油電動(dòng)機(jī)功率：（下入）潛油電動(dòng)機(jī)額度功率，kw；（3）下泵深度：離心泵下入深度，m；（4）吸入口深度：油氣分離器進(jìn)液孔深度，m；（5）油管規(guī)格：下入油管公稱直徑及壁厚，mmxmm；（6）套管規(guī)格：下入套管公稱直徑及壁厚，mmxmm；（7）井下電纜：隨電動(dòng)機(jī)下入并附在油管外壁的電纜；（8）采油樹型號(hào)：井口采油控制裝置。認(rèn)識(shí)油水井—電動(dòng)潛油泵電動(dòng)潛油泵裝置由三大部分組成：（1）井下部分包括：多級(jí)離心泵、潛油電機(jī)、保護(hù)器、油氣分離器。（2）中間部分：電纜。（3）地面部分：變壓器、控制屏、接線盒。

螺桿泵又叫漸進(jìn)式容積泵，由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)的傳輸。認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井采油生產(chǎn)原理：地面電源由配電箱供給電動(dòng)機(jī)電能，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并通過皮帶帶動(dòng)減速裝置啟動(dòng)光桿，進(jìn)而把動(dòng)力再通過光桿傳遞給井下螺桿泵轉(zhuǎn)子，使其旋轉(zhuǎn)給井筒液加壓舉升到地面；與此同時(shí)井底壓力（流壓）降低。認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井冀東油田

2002年以來主要是在稠油出砂區(qū)塊應(yīng)用螺桿泵提液，不僅解決了高104-5區(qū)塊油稠，同時(shí)也解決了油井出砂影響生產(chǎn)的問題，提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益，總體效果顯著。高104-5區(qū)塊共應(yīng)用37口井，平均檢泵周期達(dá)1年。

澤70斷塊共應(yīng)用35口井，平均下泵深度1423m，最大下泵深度1900m，在螺桿泵開采重油井中，采用了井口加裝載荷傳感器的過載保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，井下加化學(xué)降粘劑降低螺桿泵載荷等八項(xiàng)配套工藝技術(shù)，提高了螺桿泵的開采效果，平均泵效達(dá)到80%，平均檢泵周期594天，長壽井已達(dá)1592天。華北油田認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井5123678910111213141516４５1－電控箱；2-電機(jī)；3-皮帶；4-方卡子；5-光桿；6-減速箱；7-專用井口；8-抽油桿；9-抽油桿扶正器；10-油管扶正器；11-油管；12-螺桿泵；13-套管；14-定位銷；15-防脫裝置；16-篩管可分為地面和井下兩大部分。地面部分包括:驅(qū)動(dòng)頭和控制柜，井下部分包括：井下泵、抽油桿、油管、配套工具（如錨定工具、扶正器）等。見左圖。認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井3、配套工具部分

（1）專用井口：簡化了采油樹，使用、維修、保養(yǎng)方便，同時(shí)增強(qiáng)了井口強(qiáng)度，減小了地面驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)，起到保護(hù)光桿和換盤根時(shí)密封井口的作用。

（2）光桿：強(qiáng)度大、防斷裂，光潔度高，有利于井口密封。

（3）抽油桿扶正器：避免或減緩桿柱與管柱的磨損，使抽油桿在油管內(nèi)居中，減緩抽油桿的疲勞。

（4）油管扶正器：減小管柱振動(dòng)。

（5）抽油桿防倒轉(zhuǎn)裝置：防止抽油桿倒扣。

（6）油管防脫裝置：錨定泵和油管，防止油管脫落。

（7）防蠟器：延緩原油中膠質(zhì)在油管內(nèi)壁沉積速度。

（8）防抽空裝置：地層供液不足會(huì)造成螺桿泵損壞，安裝井口流量式或壓力式抽空保護(hù)裝置可有效地避免此現(xiàn)象的發(fā)生。

（9）篩管：過濾油層流體。

認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井認(rèn)識(shí)油水井—螺桿泵井螺桿泵可應(yīng)用于粘度范圍在0~2000mPa˙s，含砂小于5%，下入深度1400~1600m，試用環(huán)境溫度低于120℃的高粘度原油開采。優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)省投資；二是地面裝置結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便；三是泵效高，節(jié)能，管理費(fèi)用低；四是適應(yīng)性強(qiáng)，可舉升稠油；五是適應(yīng)高含砂量、高含氣井。缺點(diǎn)（電動(dòng)螺桿泵的局限性）：一是定子壽命短，檢泵次數(shù)多；二是泵需要潤滑；三是操作技術(shù)要求高。其最突出問題：一是停機(jī)時(shí)間不能長；二是洗井時(shí)溫度及排量要求高。二、井口設(shè)備---采油樹井口裝置俗稱“采油樹”，是油、氣水井的一種最重要、最常見設(shè)備，是控制和調(diào)節(jié)油井生產(chǎn)的主要設(shè)備。井口設(shè)備---采油樹1.采油樹分為兩大類，即老式采油樹和新型采油樹；老式采油樹指20世紀(jì)60年代的大?。ǚ麓罅_馬）、榮豐（仿小羅馬）良工（仿蘇）等采油樹。新型采油樹是指我國自己設(shè)計(jì)制造的大慶150、大慶160微型、CY-250、CYb-360、勝251、勝Ⅱ型等采油樹。2.采油樹的結(jié)構(gòu)：以我國CY250采油樹為例，各零部件有采油樹套管四通、左右套管閥門、油管頭、油管四通、總閥門、左右生產(chǎn)閥門、測試閥門或清蠟閥門（封井器）、油管掛頂絲、卡箍、鋼圈及其他附件組成。井口設(shè)備---采油樹3.采油樹的主要作用是：（1）懸掛油管、承托井內(nèi)全部油管柱重量；（2）密封油、套管之間的環(huán)形空間；（3）控制和調(diào)節(jié)油井的生產(chǎn)；（4）錄取油、套壓力資料，測試，清蠟等日常管理；（5）保證各項(xiàng)作業(yè)施工的順利進(jìn)行。4.采油樹的連接方式卡箍連接、螺紋連接、鐵箍連接、法蘭連接、卡箍法蘭連接

卡箍連接螺紋連接鐵箍連接法蘭連接井口設(shè)備---采油樹各部件的作用(1)防噴管的作用：防噴管是用φ63mm(21/2in)油管制成，外部套Φ89mm(31/2in)管環(huán)空，內(nèi)循環(huán)蒸汽或熱水(油)保溫(也可采用不保溫循環(huán)的，不用外套)，在自噴井中有兩個(gè)作用：一是在清蠟前后起下清蠟工具及熔化刮蠟片帶上來的蠟；二是各種測試、試井時(shí)的工具起下。在電動(dòng)潛油泵井中也有兩個(gè)作用：一是在電動(dòng)潛油泵井測流、靜壓時(shí)便于起下工具用；二是在給電動(dòng)潛油泵井清蠟時(shí)起下工具，放空用。5.采油樹各部件作用(2)膠皮閘門的作用(帶封井器的)：①當(dāng)刮蠟測試工具上升到防噴管時(shí)切斷井下的壓力；②在工具是否已升到防噴管情況不明的情況下，關(guān)閉閘門，如果工具正在井下也不致關(guān)斷鋼絲使工具掉落井中；③在抽油井中，關(guān)閉此膠皮閘門方可加光桿密封填料。(3)測試閘門(250型)的作用：連接膠皮閘門便于測壓、試井等。(4)小四通的作用：連接測試閘門與總閘門及左右生產(chǎn)閘門。它是油井出油測試等必經(jīng)通道。(5)總閘門的作用：開關(guān)井以及在總閘門以外設(shè)備的維修時(shí)切斷井底壓力井口設(shè)備---采油樹各部件的作用(6)大四通的作用：是油管套管匯集分流的主要部件。通過它密封油套環(huán)空、油套分流。外部是套管壓力，內(nèi)部是油管壓力。下部連接套管短接。圖3-28所示(7)套管短接的作用：上部與四通下法蘭螺紋連接，下部與套管連接，并可根據(jù)井場的高低，作業(yè)施工時(shí)調(diào)整套管短接來達(dá)到提高或降低的要求。(8)表層套管與生產(chǎn)套管的鋼板支承的作用：連接生產(chǎn)套管及表層套管，使采油樹不產(chǎn)生振動(dòng)。井口設(shè)備---采油樹各部件的作用井口設(shè)備---采油樹性能和技術(shù)規(guī)范的井口設(shè)備---采油樹性能和技術(shù)規(guī)范的二、井口設(shè)備---采油樹的維護(hù)保養(yǎng)采油樹的維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容是：保持設(shè)備清潔無滲漏、無油污、無銹、無松動(dòng)、無缺件、各部件開關(guān)靈活好用。(一)250型閘板閘門的組成主要是由閥體、大壓蓋、閘板、絲杠、推力軸承、手輪、壓蓋、壓帽等組成。250型閘板閘門的作用就是開通和截止流程。(二)250型閘板閘門易發(fā)生的故障及維修1．更換閘門推力軸承與銅套2．更換閘門絲杠的O型密封圈(閘板)二、井口設(shè)備---采油樹的維護(hù)保養(yǎng)(三)250型閘板閘門在使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)避免閘門缺油磨壞軸承，應(yīng)定時(shí)加油。(2)開關(guān)閘門時(shí)應(yīng)開大后或關(guān)死后倒回半圈。(3)高寒地區(qū)關(guān)井時(shí)應(yīng)放掉管線的水，以防凍死閘板而拉斷閘板上的臺(tái)階。(4)如發(fā)現(xiàn)閘板凍死不要硬開，用熱水加溫后再開，開時(shí)要用手錘輕輕擊打閘門體下部井口設(shè)備—油嘴1.油嘴：它是一個(gè)中心