抽油泵组成课件

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1、School of Energy and Power Engineering 储集在储油层中的石油依靠天然能量或人工能量储集在储油层中的石油依靠天然能量或人工能量流至矿场油库和输气管首站的过程由三部分组成：流至矿场油库和输气管首站的过程由三部分组成：(1)石油由地层向井底的流动；石油由地层向井底的流动；(2)石油沿井筒由井底向井口的流动；石油沿井筒由井底向井口的流动；(3)石油在地面集输系统内的流动。石油在地面集输系统内的流动。第一章第一章 油田的开发和开采油田的开发和开采School of Energy and Power Engineering 一、油田、油层、油藏一、油田、油层、油藏一、

2、油田、油层、油藏一、油田、油层、油藏二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质 三、油藏流体的物理性质三、油藏流体的物理性质三、油藏流体的物理性质三、油藏流体的物理性质 四、油藏的地质储量和可采储量四、油藏的地质储量和可采储量四、油藏的地质储量和可采储量四、油藏的地质储量和可采储量 五、油藏驱动能量及驱动方式五、油藏驱动能量及驱动方式五、油藏驱动能量及驱动方式五、油藏驱动能量及驱动方式 六、石油向井底的流动六、石油向井底的流动六、石油向井底的流动六、石油向井底的流动 七、油井的增产措施七、油井的增产措施七、油井的增产措施七、油井的增产措施 八、提高

3、油藏采收率的方法八、提高油藏采收率的方法八、提高油藏采收率的方法八、提高油藏采收率的方法 第一节石油由地层向井底的流动School of Energy and Power Engineering(一一)石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集(二二)油气藏的分类油气藏的分类(三三)油田、油层、油藏油田、油层、油藏 一、油田、油层、油藏School of Energy and Power Engineering 一、油田、油层、油藏 (一一一一)石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集 1.1.石油生成的两种说法石油生成的两种说法石油生成的两种

4、说法石油生成的两种说法 （1 1）有机说）有机说）有机说）有机说 水中的微生物死后沉积于水域的底部，随后被沉积的泥砂所掩埋，这些尸体再地下高温、高压和缺氧的条件下分解成石油。（2 2）无机说）无机说）无机说）无机说 石油是与有机生命无关的碳和氢在地壳内部的高温、高压下产生化学反应生成的。目前一般以有机说有机说有机说有机说为主。School of Energy and Power Engineering 一、油田、油层、油藏 (一一一一)石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集 背斜构造 断层构造 不整合构造 透镜状储油构造 School of E

5、nergy and Power Engineering 一、油田、油层、油藏 (一一一一)石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集石油的生成、运移和聚集 School of Energy and Power Engineering 运移、聚集起来的并具有工业开采价值的油气藏有各种类型，如油藏、气藏等。通常是以在地面条件下每生产1 m3原油伴随生产出的天然气体积来分类的。具体的分类方法是：在地面条件下气、油体积比为R，当 R17800 -气藏 当 890R17800 凝析气藏 当 R890 油藏 但是这样的分类并不严格，较为科学的分类方法是应用石油的压力温度相态图来划分

6、油气藏的分类。(二二二二)油气藏的分类油气藏的分类油气藏的分类油气藏的分类School of Energy and Power Engineering(二)油气藏的分类泡点线露点线School of Energy and Power Engineering 储油的孔隙性地层称为储油层，简称油层储油的孔隙性地层称为储油层，简称油层储油的孔隙性地层称为储油层，简称油层储油的孔隙性地层称为储油层，简称油层 .油层的厚度，薄的仅几厘米，厚的可达几百米。油层的厚度，薄的仅几厘米，厚的可达几百米。油层内并不是所有地方都含有石油，油层内独油层内并不是所有地方都含有石油，油层内独立的含油地区称为油藏，它是储油

7、的最小单元立的含油地区称为油藏，它是储油的最小单元.(三)油田、油层、油藏School of Energy and Power Engineering 第一节石油由地层向井底的流动 二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质当前世界上已开采的石油绝大多数来自沉积岩油层，如砂岩、石灰岩等。砂岩油藏主要是孔隙储油，石灰岩油藏主要是裂缝或溶洞储油。石灰岩的裂缝或溶洞很难找到代表性岩样，因而研究得还很差。School of Energy and Power Engineering 二、储油岩石的物理性质二、储油岩石的物理性质 (一一一一)储油岩石的孔隙度储

8、油岩石的孔隙度储油岩石的孔隙度储油岩石的孔隙度 （1 1）孔隙度）孔隙度）孔隙度）孔隙度：岩石的孔隙体积Vp同岩石总体积Vf之比，用 表示。（2 2）绝对孔隙度）绝对孔隙度）绝对孔隙度）绝对孔隙度：是岩石所具有的总孔隙体积Vtp同岩石总体积Vf之比，用a 表示。School of Energy and Power Engineering 砂岩的孔隙直径大于0.0002毫米的孔隙为有效孔隙，小于0.0002毫米的孔隙为无效孔隙。（3 3）有效孔隙度）有效孔隙度）有效孔隙度）有效孔隙度：有效孔隙体积Vep 同岩石总体积Vf 之比，用e 表示。(一)储油岩石的孔隙度School of Energy

9、and Power Engineering（1）含油饱和度：孔隙中原油总体积Vo与有效孔隙总体积Vop之比，用So表示。(二)储油岩石中流体的饱和度School of Energy and Power Engineering（2）原始含油饱和度）原始含油饱和度：油藏开采前的含油饱和度。（3）含水饱和度）含水饱和度：岩石孔隙中水的总体积Vw占有效孔隙总体积Vep的分数，用Sw表示。(二)储油岩石中流体的饱和度School of Energy and Power Engineering 岩石允许流体通过的能力用渗透率表示，它决定于岩石孔隙的结构。（1）绝对渗透率 在实验室中用空气测定出的岩石渗透率

10、（或称空气渗透率，仅有单相流体）。(三)储油岩石的渗透率School of Energy and Power Engineering 对于单相流体，根据绝对渗透率的高低可将油层分为：低渗透率油层：0.1微米2 以下中渗透率油层：0.10.5 微米2 之间 高渗透率油层：0.5微米2 以上（2）有效渗透率）有效渗透率表示岩石中有多相流存在时，岩石允许每相流体通过的能力。（3）相对渗透率）相对渗透率表示岩石中有多相流存在时，每一相流体的有效渗透率与岩石绝对渗透率之比。School of Energy and Power Engineering （4 4）最终采收率）最终采收率）最终采收率）最终采收

11、率油藏枯竭时，已开采出来的原油累计数量与原油原始地质储油藏枯竭时，已开采出来的原油累计数量与原油原始地质储量之比。量之比。通过计算结果可知，即使在最理想的情况下，油藏最终采收率也只能达到80%。被废弃的油藏中仍然含有大量的石油。依靠地层自身能量开采的油藏，其采收率一般仅为15%20%。(三)储油岩石的渗透率 前苏联的采收率：40年代20%；60年代44%；70年代50%；80年代60%65%；School of Energy and Power Engineering 随着油藏的开采，油层压力下降，在上覆岩层的压力下油层岩石颗粒变形，使其间的孔隙体积减小。储油岩石的这种性质称为压缩性。储油岩石

12、压缩性的大小以压缩系数Cf表示。(四四四四)储油岩石的压缩性储油岩石的压缩性储油岩石的压缩性储油岩石的压缩性式中：p p体积为Vf的岩石，压力改变p p时其孔隙体积的变化量。综合压缩系数CtSchool of Energy and Power Engineering 一、油藏的压力和温度一、油藏的压力和温度一、油藏的压力和温度一、油藏的压力和温度 （1）油藏压力 油藏深度与压力有一定的内在联系。三、油藏流体的物理性质School of Energy and Power Engineering （1 1、油藏的压力和温度、油藏的压力和温度、油藏的压力和温度、油藏的压力和温度 由于油藏上覆岩石中含

13、有水分，因此油藏压力po大致可用同油藏埋深H相等的一段水柱压力来估算：计算油藏压力误差范围约在20%之内。三、油藏流体的物理性质School of Energy and Power Engineering 油藏温度随其埋深的增加而升高，平均每加深34米温度增高1。实际上，油藏埋深与温度的关系与上述平均值有一定差异。2.2.油藏内的油气性质油藏内的油气性质油藏内的油气性质油藏内的油气性质（1 1）天然气）天然气）天然气）天然气 天然气的分子量约为1620，标准状态下的密度为0.730.9公斤/米3。天然气能溶解于原油内。它在低压下的溶解系数比高压下的溶解系数大得多。三、油藏流体的物理性质Scho

14、ol of Energy and Power Engineering（2 2）溶解系数）溶解系数）溶解系数）溶解系数：压力增高一个单位，溶解于单位体积液体内气体体积称为溶解系数。（根据亨利定律，溶解于单位体积液体内单组分气体的体积与压力成正比。但天然气在原油中得溶解量不遵循亨利定律。）（3 3）油藏饱和压力）油藏饱和压力）油藏饱和压力）油藏饱和压力 油藏中气体全部溶解于原油中所需的最低压力称为油藏的饱和压力，即石油的泡点压力。（4 4）油藏原油的密度和粘度）油藏原油的密度和粘度）油藏原油的密度和粘度）油藏原油的密度和粘度油藏原油的密度和粘度取决于它本身的组成、油藏温度和压力以及原油中的溶气量。

15、三、油藏流体的物理性质School of Energy and Power Engineering 由于油藏原油中溶有大量天然气，所以它比地面脱气原油具有更大得可压缩性。综上所述，油藏原油溶气后，密度降低、粘度减小，有利于原油在地层中流动，可提高油藏的采收率，因此采油时希望天然气尽量溶解于原油中，不让它分离出来。3.3.油藏水的性质油藏水的性质油藏水的性质油藏水的性质（1 1）油层水）油层水）油层水）油层水 包括油藏的底水或边水、含油气区的束缚水，还有外来水等。油层水的成分复杂，由于同地层岩石及石油长期接触，一般总是含有相当多的金属盐类。油层水可分为氯化钙型水（硬水）和碳酸氢钠型水（碱性水）两

16、大类。三、油藏流体的物理性质School of Energy and Power Engineering 由于天然气在水中的溶解度很小，比如10MPa下溶解度仅12标米3/米3，因而其体积系数很小，这意味着油层水从油层流至地面的过程中其密度变化不大，油层水的体积压缩系数一般为（45）10-5 1/MPa。三、油藏流体的物理性质School of Energy and Power Engineering 油藏采收率取决于油藏的地质情况和开采油藏的方法，其变化范围为0.10.8之间。四、油藏的地质储量和可采储量School of Energy and Power Engineering 五、油藏驱

17、动能量及驱动方式 油井钻成后，当油井的井底压力足以克服石油沿井筒流至地面所需的能量时，油层中的石油就能自喷到地面。当驱使石油流出油层的能量称驱动能量。主要利用什么能量来开采石油油田的驱动方式。油田的驱动能量和驱动方式主要有以下几种。1.1.水压驱动水压驱动水压驱动水压驱动 （1 1）天然水压驱动）天然水压驱动）天然水压驱动）天然水压驱动 油层中有广大的含水区，如含水区和地面相通，School of Energy and Power Engineering 且连通性较好并有地面的补充，则随着石油的开采，油层内空出的体积被地下水所占据，这就形成了天然水压驱动。（2 2）人工水压驱动）人工水压驱动）

18、人工水压驱动）人工水压驱动 通过专门的注水井向油层补充水，以维持油层的压力，这称为人工水压驱动。（3 3）刚性水压驱动）刚性水压驱动）刚性水压驱动）刚性水压驱动 当水的供应十分充足，采出原油所亏空的体积能及时而充分地被水所补充，油层压力基本不变，没有弹性能量出现时，称为刚性水压驱动。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering 刚性水压驱动的特点：当以高于油藏饱和压力的刚性水压驱动方式开采石油时，油层中石油以单相流向井底，油井附近的油层压力、油井产量和气油比在开采过程中基本保持不变。（3）弹性水压驱动）弹性水压驱动 当进入油藏的水量不足

19、以补偿油井的产油量时，油层压力和油井产量下降，岩石、油、水的体积膨胀，弹性能量参加了驱油，称为弹性水压驱动。如在开采的某一阶段油藏压力高于石油泡点压力，则气油比也基本不变。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering 水压驱动的特点：由于油层的能量不断得到补偿，油藏的采收率较高。刚性水压驱动的采收率采收率采收率采收率可达可达可达可达50%50%以上。2.气压驱动气压驱动 带有气顶的油藏，依靠气顶的膨胀能量来开采石油称为气压驱动。在气驱过程中，油气界面不断向下推移，含油部分逐渐缩小，在油藏内部是单相的石油流向井底，井底内的附近岩石内的含油

20、饱和度近似不变，因此其生产特点和水驱油藏相似。气压驱动也分为刚性气驱刚性气驱刚性气驱刚性气驱和弹性气驱弹性气驱弹性气驱弹性气驱。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering（1）刚性气驱：当在气顶上注入气量和产油量相当，油层压力基本不变时，称为刚性气驱。（2）弹性气驱）弹性气驱：当注入气量不足以补偿出油量或未注气时，当注入气量不足以补偿出油量或未注气时，油藏压力下降，岩石、油、水体积膨胀而产生的弹性力也参加油藏压力下降，岩石、油、水体积膨胀而产生的弹性力也参加驱油，此时称为弹性气压驱动。驱油，此时称为弹性气压驱动。气压驱动的气压驱动的采

21、收率采收率采收率采收率低于水压驱动，一般为低于水压驱动，一般为30%30%。3.溶解气驱溶解气驱没有气顶的封闭油藏，若边水或底水不够活跃，不能有力地驱没有气顶的封闭油藏，若边水或底水不够活跃，不能有力地驱使石油流向井底，即没有任何外界能量来源，仅依靠溶解于原使石油流向井底，即没有任何外界能量来源，仅依靠溶解于原油中气体的能量开采石油的方式称为溶解气驱。油中气体的能量开采石油的方式称为溶解气驱。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering 开采初期随着石油的开采，油藏压力下降，岩石、油水的弹性能量驱使石油流向井底。当油藏压力下降至油藏饱和

22、压力以下时，原油中便有溶解气分离出来，在油藏中出现许多分散的小气泡，体积增大，把油推向油井。随着开采时间的延续，油藏压力进一步下降，从原油中析出的气体逐渐增多，使油气混合物不断流向井底。溶解气驱的特点溶解气驱的特点：由于在开采过程中没有外界能量的补充，其油藏压力下降很快。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering 在油藏压力下降至石油饱和压力以下时，气油比急剧上升，直至油藏的枯竭阶段气油比才急剧下降，油藏产量在短期内能维持在一定水平，以后即急剧下降，然后在很低的水平上能维持较长的一段时间。溶解气驱开采的有效期很短，采收率采收率采收率采

23、收率仅仅仅仅15%15%30%30%，因此不论从资源利用或生产上来看均十分不利。另外，由于油藏开采其间产量和气油比变化较大。溶解气驱开采只适用于油层内油藏极其分散的透镜状小油藏。五、油藏驱动能量及驱动方式School of Energy and Power Engineering 4.重力驱动重力驱动 依靠原油本身所受的地心引力驱动的称为重力驱动。重力驱动开采的油藏，原油只能流至井筒内的某一高度，需借助外界的能源来使油流至地面。这类油井以开采成本高于油井产值而终止其生产。在油田开采过程中往往是各种能量的综合利用。驱动方式是指整个油田上主要依靠的哪一种能量来把石油开采出来的方式。在油田开采过程中

24、，应力求把油田驱动方式转变为最有力的压力驱动方式，使产量稳定，采收率提高。School of Energy and Power Engineering 六、石油向井底的流动 由于油层岩石物性的不均匀性，油层中又同时存在多种流体，因而石油向井底的流动规律极其复杂。下面仅讨论一种最简单、最理想的情况即单相均质不可压缩流体的稳定流动：油层岩石的物性是均匀的；油井供油范围内的油层中只有溶气原油和束缚水，其物性（密度、粘度等）不随流体在油层中所处位置的不同而变化；流体在油层中的压力和流速也不随时间而改变。油层压力高于石油饱和压力，且在刚性水压驱动方式下，石油向井底流动就近似于上述的流动。School o

25、f Energy and Power Engineering 七、油井增产措施 油井附近油层岩石的渗透率是影响油井产量的重要因素。对于渗透率低的油层或在钻井过程中受到泥浆侵害降低了井底附近油层岩石渗透率的油井，常采用水力压裂和酸化处理等措施提高油井产量。1.油层的酸化处理油层的酸化处理 酸化处理是将按要求配置的酸液从地面经井筒注入油层中，注入油层的酸液可溶解岩石孔隙中的堵塞物，也可溶解岩石中的某些组分，增加孔隙数量并使原有的孔隙通道扩大向油层深处延伸，从而提高井底附近岩石的渗透率，获得增产效果。School of Energy and Power Engineering （1）碳酸盐地层的盐酸

26、处理 由于碳酸盐岩地层的主要成分是方解石和白云石，由于碳酸盐岩地层的主要成分是方解石和白云石，其中方解石含量多余其中方解石含量多余50%的称石灰岩，白云石含量多的称石灰岩，白云石含量多于于50%的称为白云岩。对于碳酸盐岩地层的酸化处理的称为白云岩。对于碳酸盐岩地层的酸化处理主要用主要用10%15%的盐酸溶液进行处理。经处理的碳的盐酸溶液进行处理。经处理的碳酸盐岩地层的渗透率可提高数十倍甚至数百倍。酸盐岩地层的渗透率可提高数十倍甚至数百倍。（2）砂岩地层的土酸处理）砂岩地层的土酸处理 砂岩由砂粒和粒间胶结物组成。砂粒的主要成分是石英和长石，胶结物主要为粘土和碳酸盐类，后者只占胶结物总量的百分之几

27、到十几。School of Energy and Power Engineering 砂岩地层通常采用水力压裂措施使油井增产，但对于胶结物较多或堵塞严重的砂岩油气层，也常采用解堵为目的的酸化处理方法，通过溶解胶结物，岩石孔隙中的泥浆堵塞物和部分砂粒以恢复并提高井底附近油层的渗透率。盐酸对硅酸盐类基本上不起作用，所以，砂岩地层常用土酸进行处理。土酸即混合酸液：它由8%15%浓度的盐酸+3%8%浓度的氢氟酸+某些添加剂组成。School of Energy and Power Engineering 2.水力压裂水力压裂 用高压大排量泵通过井筒向地层挤注具有一定粘度的压裂液体，当注入压裂液的速度超

28、过油层对压力液的吸收速度时，在井底形成高压。当井底压力超过井底附近油层岩石的破裂强度时，就会使油层产生裂缝或使原有的裂缝张开。在压裂液中加入支撑剂（石英砂），使支撑剂填塞在已形成的裂缝中，使油层的渗透率提高，油井增产。School of Energy and Power Engineering 八、提高油藏采收率的方法 1.注蒸汽注蒸汽 通过井筒向油层注蒸汽以提高油井产量和提高采收率。原理原理：蒸汽把热能带进油层后，一方面使原油的粘度降低，流动性改善；另一方面原油受热后体积膨胀，相对地增加了被驱原油在岩石中的饱和度和渗透率，使冷却后残余油饱和度相应减少，油藏的采收率提高。School of E

29、nergy and Power Engineering 2.火烧油层火烧油层火烧油层是在油层中燃烧一部分原油而产生热量。火烧油层需要有注入井（称火井或燃烧井）并和采油井按一定比例和排列方式组成井网。先向注入井中注高压空气，使空气在油层岩石中有足够大的相对渗透率，以便能向油层提供燃烧所必需的氧气和排出燃烧过程中产生的废气。然后在井下点燃并继续向注入井注空气，使在油层内形成一个狭窄的高温燃烧带，由注入井向采油井推进。School of Energy and Power Engineering 由于高温使近井地带原油被蒸馏和裂化，轻质油蒸气向前流动与冷油层换热而凝析下来。蒸馏和裂化后残留的重烃作为燃

30、料被燃烧并向油层提供热量。燃烧的热废气向前流动时加热稠油和岩石并驱替原油，热废气中的水分和被蒸发的束缚水蒸气在向前推进中冷凝而形成热水带，产生热废气、水蒸气和热水综合驱油的作用。实践表明，火烧油层的采收率可达50%以上，而且采油速度高，可加速稠油藏的开发。School of Energy and Power Engineering 第二节 油气在井筒中的流动一、油气开采方式一、油气开采方式 由于油气藏的构造和驱动类型、深度及流体性质等的差异，其开采方式也不相同。通常气藏以自喷的形式开采，开发后期部分气藏采用排液采气。常用的采油方式有：自喷和人工举升方式。人工举升方式包括：有杆抽油泵、螺杆泵、电

31、潜泵、水力活塞泵、射流泵、气举、柱塞泵、腔式气举、电潜螺杆泵、海底增压泵。School of Energy and Power Engineering 二、自喷井采油二、自喷井采油1.井身结构井身结构井身结构组成井身结构组成：导管、表层套管、技术套管、油导管、表层套管、技术套管、油层套管、油管等。层套管、油管等。导管导管：保护井口表土地层，深度：保护井口表土地层，深度3030米。米。表层套管表层套管：加固上部比较疏松易塌得不稳定岩石：加固上部比较疏松易塌得不稳定岩石和安装防喷器等。无缝钢管，直径：和安装防喷器等。无缝钢管，直径：300300350mm350mm，深度深度3030100100米。

32、米。School of Energy and Power Engineering 技术套管技术套管：封隔某些难以控制的复杂地层，使钻井能顺利进行。较浅的井一般不下技术套管。油层套管油层套管：钻开油层后必需下的一层套管，用以加固井壁，封隔井深范围内油、气、水层，保证油井正常生产。油层套管一般直径为140180mm。油管油管：杂油层套管中央。正常生产时石油沿油管流至地面。还可利用油管和油管与套管间的环形空间进行洗井作业等。School of Energy and Power Engineering 井身结构图 School of Energy and Power Engineering 2.2.井

33、口装置井口装置 （1 1）井口装置的作用）井口装置的作用 悬挂出油管、测量必要的工作参数、便于油井的操作和更换部件。（2 2）井口装置的组成）井口装置的组成 套管头（萝卜头）套管头（萝卜头）：连接各层套管，密封各层套管间的空间并承托整个井口装置。油管头油管头：安装在套管四通上，用于悬挂油管，密封油管与油层套管间的环形空间。School of Energy and Power Engineering 采油树采油树：作用是控制和调节自喷，使石油沿某一侧出油管进入集油管路和油气分离器，并在必要时关闭油井。School of Energy and Power Engineering 3.3.油气在井筒

34、中的流动油气在井筒中的流动 在自喷井中，越接近井口压力越低，井筒中在压力等于石油饱和压力处，开始有气体析出，称为油气混合物。油气混合物沿井筒进一步上升，压力继续降低，已析出的气体随着压力的降低而膨胀，同时不断有新的气体从原油中析出。因此在整个井筒中越靠近井口气油比越大。（1 1）油气混合物在井筒中的流型）油气混合物在井筒中的流型 气泡流气泡流：气体以小气泡形式分布于原油中。School of Energy and Power Engineering 气团流气团流：原油中析出大量气体，气泡合并扩大成气团，气团占据了油管的大部分通道面积，油气混合物呈气团和液柱在油管中交替流动，此时油井的生产很不均

35、衡、有压力的脉动现象。环状流环状流：气量继续增多时，气泡上下扩展，突破了气团间的液柱，在管子中心形成连续的气流，液体被挤向管壁，沿管壁向上运动，此时液相中有小气泡，气相中有雾状液滴。（2 2）油气混合物在井筒中的流动）油气混合物在井筒中的流动 油气混合物在井筒中流动可能只出现上述三种流型中的一种或两种。School of Energy and Power Engineering 当三种同时出现时：井筒下部呈气泡流，由于井筒下部压力较大，析出气体较少；井筒中部呈气团流，这是由于井筒中部压力逐渐见效，析出气量增多；井筒上部呈环状流，这是由于井筒上部压力最低，析出的气体最多。油田自喷井内上升的油气混

36、合物在井口处的流型油田自喷井内上升的油气混合物在井口处的流型多为多为气团气团流。流。School of Energy and Power Engineering 油气混合物在井筒中的流动属于垂直管内气液两相油气混合物在井筒中的流动属于垂直管内气液两相流问题。垂直管内气液两相流的压降计算至今还没有在流问题。垂直管内气液两相流的压降计算至今还没有在理论上完全解决，目前用的计算方法多数都是基于水和理论上完全解决，目前用的计算方法多数都是基于水和空气进行实验确立的。空气进行实验确立的。油气混合物沿井筒流动时的油气混合物沿井筒流动时的压力降压力降包括：包括：克服重力所需的压力克服重力所需的压力；克服摩擦

37、阻力损失所需的压力克服摩擦阻力损失所需的压力；油气混合物在井筒内的加速度所引起的压力损失油气混合物在井筒内的加速度所引起的压力损失。School of Energy and Power Engineering 三、深井泵采油 油井开采过程中，地层能量逐渐下降，经过一定时期，油层能量就不足以使油井自喷，还有一些油田由于原始地层能量小或是稠油，开采初期油井就不能自喷；此外注水开发油田的中后期，由于含水上升使油井不能自喷，或虽能自喷但不能满足增大产量的要求时，都必须借助于机械的能量进行开采。机械采油法可分为有杆泵和无杆泵采油两种。1.有杆泵采油设备 （1）结构组成School of Energy a

38、nd Power Engineering 油气在井筒中的流动油气在井筒中的流动 抽油机抽油机深井泵采油装置深井泵采油装置地面部分地面部分抽油机；井下部分井下部分抽油泵；中间部分中间部分抽油杆柱。抽油机组成：抽油机组成：悬绳器8、钢丝绳9、驴头10、游梁11、游梁支架12、曲柄13、连杆14、减速箱15、电动机16、底座17、旋转平衡块20、游梁平衡块21等。抽油泵组成：抽油泵组成：游动阀尔1、工作泵筒2、柱塞3、短管4、固定阀尔5、锥形座6和泵杆7等。抽油杆柱：抽油杆柱：抽油杆和抽油杆接头School of Energy and Power Engineering 抽油机装置及工作原理抽油机装

39、置及工作原理 School of Energy and Power Engineering 1游动阀尔，2工作泵筒，3柱塞，4短管，5固定阀尔，6锥形座，7泵杆 2.2.无杆泵采油无杆泵采油 包括：潜油螺杆泵、电动潜油离心泵、水力活塞泵、射流泵、气举等。（2 2）工作原理）工作原理(p65)(p65)School of Energy and Power Engineering 抽油泵结构示意图School of Energy and Power Engineering 潜油电泵管柱示意图 School of Energy and Power Engineering 抽油井单管井口流程图 Sch

40、ool of Energy and Power Engineering 双管油嘴后掺水井口流程 School of Energy and Power Engineering 三管热水伴随井口流程 School of Energy and Power Engineering 地面注水装置及流程地面注水装置及流程 注水就是通过注入井将水注入油（气）藏，保持地层压力的一种有效措施。注水是我国油田开发的一种十分重要的开发形式，对我国的原油生产起到关键的作用。（1）注水站设备及流程。注水站主要有储水罐、汇水管路、高压泵、输水管路等组成。此外还装有水量计量及压力计量的仪表，如流量表、水表及压力表等。其流程

41、是来自水源的水先经过净化处理储存于储水罐内。然后汇水管将罐内的水输给高压注水泵，高压注水泵使水增压，达到规定要求。高压水从泵出口进入分水管汇，分水管汇将高压水打入各输水管路，并送到各个配水间及井口。School of Energy and Power Engineering（2）配水间及配水流程 配水间是调节、控制注水井注水量的操作间。在配水间，将注水站来的高压水，按油田注水方案的要求，在配水间进行控制和计量。一般分为单井配水间和多井配水间两种类型。单井配水间用来调节、控制一口注水井的注水量。其流程与装置比较简单。其流程是从注水站来的高压水来水阀门高压水表配水阀门井口。地面注水装置及流程地面注

42、水装置及流程 School of Energy and Power Engineering 单井配水间配水流程 1-总来水阀门；2-水表；3-接箍与丝堵；4-配水阀门；5-生产阀门；6-采油树；7-套管阀门School of Energy and Power Engineering 多井配水间流程 多井配水间流程分为流量计计量和水表计量流程。流量计计量的多井配水间流程分为：A正常注水流程：来水管线来水阀门流量计上游阀门流量计流量计下游阀门井口；B洗井流程：来水管线洗井阀门流量计洗井旁通阀井口。正常注水时，配水间的洗井流程是关闭的。洗井时，水经洗井流程进入井筒内。School of Energy

43、 and Power Engineering 流量计计量多井配水间流程 School of Energy and Power Engineering 水表计量多配水间流程 水表计量多井配水间流程：注入水从来水汇管水表上游阀门水表水表下游阀门井口。School of Energy and Power Engineering 注水井井口流程 根据注水方式的不同，注水井井口可分三种流程：配水间来水经生产阀门、总阀门，从油管注入到油层中去，称为正注；关闭生产阀门，使配水间来水从套管阀门进入油套环形空间，并注入油层中，称为反注；正、反同注称为合注。School of Energy and Power E

44、ngineering 注水井井口流程 1-生产阀门；2-测试阀门；3-总阀门；4-套管阀门School of Energy and Power Engineering 计量站流程计量站流程 计量站的作用是收集油井生产的油气，进行单井油气计量，将计量后的油气汇集，并输往转油站处理；同时，计量站还向油井输送保温热载体。单井油气计量：单井来油单井计量阀计量管线计量分离器分离器出油阀输油干线油站。油气汇集输送：单井来油单井来油管线单井进汇管阀原油汇管汇管总阀输油干线油站。热水伴随和掺热水保温流程的主要目的是保证原油不凝固、不结蜡，使其流动舒畅。School of Energy and Power En

45、gineering 输油站工艺流程输油站工艺流程 矿场油气集输及处理的一般过程是：油井生产出的油气混合物输至计量站后，经过单井油气计量，各井生产的油气汇集入集汇管，并依靠油气本身的能量输送至转油站。到达转油站的各计量站来油，通过大口径汇管输入分离器进行油气分离，分离出的天然气经干燥后输向集气站及用户；分离出的原油进入沉降、缓冲罐，沉降脱游离水。沉降后的原油输往联合站进一步进行电化学脱水，脱去乳化水，最后外输至油库。转油站与联合站脱出的污水，输出到污水处理站处理、净化，净化后的污水输往注水站重新加压并注入油层。在转油站，还有沉降出的部分污水经再加热回输到油井，进行井口保温或热洗井筒。School of Energy and Power Engineering End预祝各位学业有成