采油工程知识点整理

第一章油井流入动态IPR曲线：表示产量与流压关系曲线。表皮效应：由于钻井、完井、作业或采取增产措施，使井底附近地层的渗透率变差或变好，引起附加流动压力的效应。表皮系数：描述油从地层向井筒流动渗流情况的参数，与油井完成方式、井底污染或增产措施有关，可由压力恢复曲线求得。井底流动压力：简称井底流压、流动压力或流压。是油、气井生产时的井底压力。.它表示油、气从地层流到井底后剩余的压力，对自喷井来讲，也是油气从井底流到地面的起点压力。流压：原油从油层流到井底后具有的压力。既是油藏流体流到井底后的剩余压力，也是原油沿井筒向上流动的动力。流型：流动过程中油、气的分布状态。采油指数：是一个反映油层性质、厚度、流体参数、完井条件与渗油面积与产量之间的关系的综合指标。可定义为产油量与生产压差之比，即单位生产压差下的油井产油量；也可定义为每增加单位生产压差时，油井产量的增加值；或IPR曲线的负倒数。产液指数：指单位生产压差下的生产液量。油井流入动态：在一定地层压力下油井产量和井底流压的关系，反应了油藏向该井供液能力。气液滑脱现象：在气液两相流中，由于气体和液体间的密度差而产生气体超越液体流动的现象。滑脱损失：因滑脱而产生的附加压力损失。流动效率：油井在同一产量下，该井的理想生产压差与实际生产压差之比，表示实际油井完善程度。持液率：在气液两相管流中，单位管长内液相体积与单位管长的总体积之比。Vogel方法(1968)①假设条件：a.圆形封闭油藏，油井位于中心；溶解气驱油藏。b.均质油层，含水饱和度恒定；c.忽略重力影响；d.忽略岩石和水的压缩性；e.油、气组成及平衡不变；f.油、气两相的压力相同；g.拟稳态下流动，在给定的某一瞬间，各点的脱气原油流量相同。②Vogel方程③利用Vogel方程绘制IPR曲线的步骤已知地层压力和一个工作点：a.计算b.给定不同流压，计算相应的产量：c.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线。油藏压力未知，已知两个工作点a.油藏平均压力的确定b.计算c.给定不同流压，计算相应的产量d.根据给定的流压及计算的相应产量绘制IPR曲线14、单相流动时，油层物性及流体性质基本不随压力变化，产量公式可表示为:供给边缘压力不变圆形地层中心一口井圆形封闭油藏，拟稳态条件下的油井第二章自喷与气举采油自喷:油层能量充足时，利用油层本身的能量就能将油举升到地面的方式。自喷井口的井口装置包括套管头，油管头，采油树三部分。即由悬挂密封部分，调节控制部分和附件组成。其基本连接方式有螺纹式，法兰式和卡箍式。临界流动：指流体的流速达到压力波在流体介质中的传播速度即声波速度时的流动。临界压力比：在临界流动条件下，气体或液体经喷灌的质量流量与喷灌前后的压力比，对应最大的流量时的压力比为临界压力比。在临界流动条件下，流量不受嘴后压力变化的影响，只与嘴前的压力，嘴径及气油比有关。节点系统分析方法：就是将整个油井生产系统分成若干流动子系统，在分析各子系统流动规律的基础上，研究各子系统的相互关系及其对整个系统工作的影响，为优化系统运行参数和进行系统的调控提供依据。节点系统分析的实质：协调理论在采油应用方面的发展；协调条件：质量守恒，能量（压力）守恒和热量守恒。节点就是在油井生产系统中人工选定进行分析的某个位置。普通节点：流体通过节点时，节点本身不产生与流量相关的压降。函数节点（功能节点）：流体通过节点时，节点本身产生与流量相关的压降，压降大小（函数节点的压力产量特性曲线）可以通过数学模型计算出来。节点系统分析方法进行油井生产系统分析时的步骤：1建立生产模型2根据确定的分析目标选定节点3计算并绘制所选节点的流入流出动态曲线4用现场数据动态拟合数学模型5计算流入流出的曲线交点，优选生产参数普通节点分析方法系统中包含两种流动过程，即地层内的渗流及管道中的多相管流。气举采油：利用从地面向井筒注入高压气体将原油举升至地面的一中人工举升方式。原理:依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流到井内的原油举升到地面。优点：井口和井下设备比较简答，适应性强；缺点：必须有足够的气源;需要压缩机组和地面高压气管线，地面设备复杂；一次性投资较大；系统效率低；适用条件：高产量的深井；气油比高的油井；含砂少；含水低；含腐蚀性成分低；有足够气源；定向井和水平井等。连续气举:将高压气体连续的注入井内，排除井筒中液体。适用供液能力较好，产量较高的油井。间歇气举：向井筒周期性的注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排除井中液体。主要适用于油层供给能力差，产量低的油井。启动压力：当环形空间内的液面将终达到管鞋时的井口注入压力。是气举过程中，井口注入压力达到的最高值。趋于稳定时的井口注入压力为工作压力。气举阀工作原理：气举阀安装在油管不同深度上，用于降低阀孔上部油管内的混合液密度。当油管内的压力下降到某一界限时，该阀孔再次关闭，高压气体又推动环空液面下行，到第二个阀孔，以此类推。气举设计步骤:确定气举方式；确定气举装置类型；确定已知条件和设计目标；确定注气点深度；确定注气量，确定产量；确定气举阀位置。气举设计内容：气举方式，气举装置类型；气举点深度，气液比和产量；阀位置，类型，尺寸及装配要求。气举装置分为：开式装置，闭式装置，半闭式装置，箱式装置。开式装置：下井的油管不带封隔器，可使气体从油套环空注入，产液自油管举出，油套管是连通的。半闭式装置：除了用封隔器封隔油套环空外，其余均与开式装置相同。闭式装置：类似半闭式装置，所不同的是在油管柱上安装了一个固定阀，其作用是防止气体压力通过油管作用于地层。箱式装置:在油管柱底部下一个集液箱来提高液体汇聚空间，以达到提高总产油量的目的。气举井试井方法：通过改变注入气量来改变油井产量，测得油井产量和相应的井底流压与注入气量的对应关系，以确定油井的工作条件和工作状况。第三章有杆泵采油1.等值扭矩：用一个不变化的固定扭矩代替变化的实际扭矩，使两种扭矩下电动机的发热条件相同，则此固定扭矩即为实际变化的扭矩的等值扭矩。2.扭矩因数：悬点载荷在曲柄轴上造成的扭矩Mp与悬点载荷P的比值。TF=Mp/P3.冲程损失：由于抽油杆和油管在交变载荷作用下发生弹性伸缩，而引起的深井泵柱塞实际行程与光杆冲程的差值。λ=λr+λt4.泵效：抽油井生产过程中，实际产量Q与理论产量Qt的比值。5.应力范围比：PL，PL=。即抽油杆的应力范围和许用应力范围的比值。P146.6.泵的沉没度：hs，表示泵沉没在动液面以下的深度，其大小应根据汽油比的高低，原油进泵所需的压头大小来定。7.气锁：抽汲时由于气体在泵内压缩和膨胀，吸入和排出阀无法打开，出现抽不出油的现象。8.示功图：是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。9.折算液面：即把在一定套压下测得的液面折算成套管压力为零时的液面。10.光杆冲程：光杆从上死点到下死点的距离称为光杆冲程长度，简称光杆冲程。11.无因次速度：悬点速度与ws的比值。12.无因次加速度：悬点加速度与w2s的比值。13.位置因数：在游梁式抽油机的设计计算中，经常用到悬点位移与冲程长度的比值。这一比值就是。14.游梁式抽油机的运动指标：死点位置时的实际加速度与简谐运动的公式计算出的加速度的比值。15.吸入压力：上冲程中，在沉没压力作用下，井内液体克服泵的入口设备的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力叫吸入压力。16.初变形期：抽油机从上冲程开始到液柱载荷加载完毕。17.平衡半径R：曲柄平衡块重心到曲柄轴的距离。18.曲柄半径r：曲柄销至曲柄轴心的距离。取决于采用的悬点冲程。19．抽油机本身的不平衡值Xub：连杆与曲柄销脱开时，为了保持游梁处于水平位置而需要加载光杆上的力。20.背面冲突：当扭矩曲线出现负扭矩时，减速箱的主动轮变成从动轮。若负扭矩较大，则发生齿轮啮合面的背面冲突，降低齿轮寿命。21.水利功率：指在一定时间内将一定量的液体提升一定距离所需要的功率。22.光杆功率：通过光杆来提升液体和克服井下损耗所需要的功率。23.余隙比：余隙体积与泵上冲程活塞让出的体积之比。24.静液面：关井后环形空间中液面恢复到静止时的液面。与它相对应的井底压力就是油藏压力。25.动液面：油井生产时油套环形空间的页面。对应的是流压。26.生产压差：与静液面和动液面之差相对应的压力差。27.充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。28.液击现象：泵充不满生产时，柱塞与泵内液面撞击引起抽油设备受力急剧变化的现象。1．简述常规有杆泵抽油工作原理。答：1)上冲程：抽油杆柱带着柱塞向上运动。活塞上的游动凡尔受管内液柱压力而关闭。此时，泵内(柱塞下面的)压力降低，固定凡尔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。如果油管内已充满液体，在井口将排出相当于柱塞冲程长度的一段液体。2)下冲程：抽油杆柱带着柱塞向下运动。固定凡尔一开始就关闭，泵内压力增高到大于柱塞以上液柱压力时，游动凡尔被顶开，柱塞下部的液体通过游动凡尔进入柱塞上部，使泵排出液体。由于有相当于冲程长度的一段光杆从井外进入油管，将排挤出相当于这段光杆体积的液体。2.抽油机的悬点载荷有哪些？1）静载荷。包括①抽油杆柱载荷②作用在柱塞上的液柱载荷③沉没压力（泵口压力）对悬点载荷的影响④井口回压对悬点载荷的影响2）动载荷。包括①惯性载荷②震动载荷3）摩擦载荷。包括抽油杆柱与油管的摩擦力，柱塞与衬套的摩擦力，液柱与抽油杆柱之间，液柱与油管之间，液体通过游动阀的摩擦力，3.抽油机不平衡造成的后果？①上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机反而带着电动机运转，从而造成功率的浪费，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会破坏曲柄旋转速度的均匀性，而影响抽油杆和泵的正常工作。因此，抽油机必须采用平衡装置。4．简述影响深井泵泵效的因素及提高泵效的措施。答：影响深井泵泵效的因素有：1）抽油杆和油管的弹性伸缩；2）气体和充不满的影响；3）漏失影响；4）体积系数变化的影响。采取的措施有：1）加强注水，提高地层能量；2）选择合理的工作制度，使泵的工作能力与油层生产能力相适应；3）使用油管锚减少冲程损失；4）合理利用气体能量及减少气体影响；5）降低漏失量，减少漏失的影响。5．试比较常规有杆抽油系统所用的杆式泵与管式泵的异同点及其各自的适用范围。答：基本组成相同：主要由工作筒（外筒和衬套）、柱塞及游动阀（排出阀）和固定阀（吸入阀）组成。按照抽油泵在油管中的固定方式，抽油泵可分为管式泵和杆式泵。管式泵的结构简单、成本低，在相同油管直径下允许下入的泵径较杆式泵大，因而排量大。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。杆式泵检泵方便，但结构复杂，制造成本高，在相同油管直径下允许下入的泵径比管式泵小。杆式泵适用于下泵深度大、产量较小的油井。6.示功图分析1）气体和充不满1．绘出考虑惯性载荷后的理论示功图，并加以解释(标明相应的物理量及特征点的意义)。答：考虑惯性载荷后的理论示功图如图所示考虑惯性载荷时，是把惯性载荷叠加在静载荷上。如不考虑抽油杆柱和液柱的弹性对它们在光杆上引起的惯性载荷的影响，则作用在悬点上的惯性载荷的变化规律与悬点加速度的变化规律是一致的。在上冲程中，前半冲程有一个由大变小的向下作用的惯性载荷(增加悬点载荷)；后半冲程作用在悬点上的有一个由小变大的向上的惯性载荷(减小悬点载荷)。在下冲程中，前半冲程作用在悬点的有一个由大变小的向上的惯性载荷(减小悬点载荷)；后半冲程则是一个由小变大的向下作用(增加悬点载荷)的惯性载荷。因此，由于惯性载荷的影响使静载荷的理论示功图的平行四边形ABCD被扭歪成。2．绘制并分析有气体影响时的典型示功图。有明显气体影响的典型示功图如图所示。由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使吸入凡尔打开滞后(点