复杂结构井开采-举升工艺

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1、第四章复杂结构井举升工艺中国石油大学(北京)目录§水平井中流体的特性§曲率半径对采油方式的影响§水平井电潜泵采油技术§水平井水力泵采油技术复杂结构井举升工艺水平井按照其曲率半径分为长、中、短半径三种类型。三类水平井有一个共同的特点，即都有垂直井段、弯曲井段和水平井段。同时，这三类水平井又有各自特点，即它们的曲率半径和造斜率的大小不同。由于这种差别在采油方法的选择上每类水平井都有其自身的特点，必须根据这些特点优选最佳机械采油方法。复杂结构井举升工艺目前国内水平井常用的采油方式是有杆泵采油和电泵采油，特殊区块能量较高也采用自喷采油并辅以油管加热清蜡技术。有杆泵或电泵通常下在直井段，国

2、外的水平井人工举升工艺以电潜泵为主，有杆泵、水力泵、气举等都有应用，下泵位置主要在直井段和弯曲段，在水平段的应用较少。复杂结构井举升工艺水平井中流体的特性用直井或斜井钻穿层状油藏，它所钻开的油层井段只相当于或稍大于油层本身的厚度。用水平井钻开油层，则水平井段可以在油层内延伸达数百米，由更多机会穿过裂缝并使之连通，泻油面积大，从而大大提高了油井的生产能力。但是水平井的特点并不只是增加了泻油面积，而是改变了产层内流体的流动条件。使流体有通常的径向流变成平面流。复杂结构井举升工艺水平井中流体的特性在水平井中常见的问题是出砂，出气，出水和产量的变化。裸眼或者割缝筛管井筒容易出现这些问题，

3、并且修井困难。尤其在井筒横穿气顶油藏或者水层时，几百米的割缝筛管或者裸眼的挤水泥作业是个很复杂的问题。在这些井中有一个明显的特点是，水平井段本身实际形成了一个长而细的卧式气体分离器。复杂结构井举升工艺水平井中流体的特性当流压低于饱和压力时水平井段的游离气体延水平井段汇集，并沿着井筒上升直至地面。这简直就像自然间歇气举。在1口1800米深的井内，只需要几分钟的时间就可以使境地流动压力在—0.67~0.67MPa的范围内变化。因此，在人工举升时必须注意这个问题。特别是容积泵，所受影响较大，容易产生气锁，使举升效率降低。复杂结构井举升工艺曲率半径对采油方式的影响1.短半径水平井机械采油

4、的特点短半径水平井曲率半径为9~40m，造斜率每米4~6度，采用机械方式采油时，只能将各类举升设备下到垂直井段。其原因：短半径水平井的造斜率太大，各种采油设备都无法顺利的通过弯曲段，当然就不可能下入水平段了。短半径水平井的造斜点距离水平段（产层）太近，来自水平井筒的流体很容易进入垂直井筒之中。因此，将举升设备下在直井段完全可以满足举升要求。由此可以看出，与直井类似，直井所能有效使用的机械采油方法在短半径水平井中也可以有效地应用。复杂结构井举升工艺曲率半径对采油方式的影响2.中半径水平井机械采油的特点中半径水平井的曲率半径在90~300m,造斜率每30米6~20度。这一特点决定了机

5、械采油设备一般既可以下在水平段，也可以下在弯曲井段，甚至水平段。当把采油设备下在直井段或者弯曲井段时机械采油的方法选择类似定向井，大多数直井设备都可以应用。对于中半径水平井而言，最关键的问题是如何将井下设备下入水平段。这点与短半径水平井是不同的。在水平段中使用的主要设备由：电潜泵、水力泵、涡轮泵几种类型。复杂结构井举升工艺曲率半径对采油方式的影响3.长半径水平井机械采油特点长半径水平井的曲率半径较大，一般为300~900米，造斜度每30米2~6度，这一特点决定了既可以把机械采油设备下在垂直段，也可以顺利下入弯曲段和水平段。采油设备下入位置可根据液面高度来决定。若将设备下在直井段则

6、机械采油的方法的选择与直井相同或类似，若把设备下入弯曲段则与斜井采油情况类似。复杂结构井举升工艺曲率半径对采油方式的影响如把举升设备下在水平段，则最好采用电潜泵，水力射流泵和涡轮泵。经验表明，这几种采油设备均可以顺利地通过弯曲段下入水平段。因为气体在水平井筒中产生重力分离，起不到举升作用，所以，气举采油无法使用于水平段，只能用于大斜度井段。综上所述，由于水平井的曲率半径不同，所以在机械采油方式的选择方面也不尽相同，而是各具特点。复杂结构井举升工艺选择水平井机械采油的基本原则1.根据管理方便选择边缘孤立油井和沙漠地区大井距油井应该选择有杆泵抽油装置是最实际和最经济的。因为在偏远地区

7、，结构复杂的开采设备（如电潜泵和水力活塞泵）如出现故障不能得到及时的维修而影响生产。2.根据系统总效率选择有杆泵系统效率是最高，而且最经济。因此，只要其他条件满足，应首选有杆泵抽油设备。复杂结构井举升工艺选择水平井机械采油的基本原则3.根据油井距离大小选择在海上油田或者陆上平台密集式井由于平台面积有限，井距很小，若选择有杆泵则需要占较大空间。一方面生产和维修相互干扰，甚至影响油井正常工作;另一方面设备运转中将会产生共振和受海洋腐蚀作用影响。因此，采用有杆泵设备经济性差，采用电潜泵