合理控制油井套压减少气体对油井产量影响

文中针对各井的产气量高．抽油泵受气体影响严重．而且泵效低的情况合理控制油井套压，减少油套管环形空间内自由气量：通过相对提高泵吸入口的深度．减少进泵的气体量，来降低油层表面回压．使抽油泵的沉没度增加．动液面上升，改善泵吸入口状况．提高泵效．从而达到增油增气的目的。     

长庆油田采油井套管气压对油井产量的影响

为推广套管气定压回收工艺在长庆油田的应用,提高长庆油田采油井套管伴生气的回收利用,有必要探讨采油井套管气压对油井产量的影响。首先从理论上探讨了采油井套管气压与油井产量的关系,分析认为采油井泵口压力为套压对油井产量影响的临界点。然后根据长庆油田抽油机井泵口压力的计算式,得到了长庆油田部分区块采油井的泵口压力和合理套压的设定值。合理套压的确定为套管气定压回收工艺在长庆油田的应用及其采油井套管伴生气的回收利用提供了重要的理论依据。     

气液分离式套管气回收装置研制与应用

当油井生产流程中的原油回压高于定压阀的排气压力时,存在原油倒流回定压阀导致阀芯冻堵而无法使用现象,因此研制了气液分离式套管气回收装置。定压放气阀与单向阀通过快接插头连接,安装在油井井口生产流程中。定压放气阀将套管气输送至单向阀,进而混输到生产流程,通过单向阀阻止原油流向定压放气阀,原油不与定压阀阀体排气元件接触,从而实现了气液分离。单向阀借助现场原油热量伴热,完全解决了气体释放时吸热及冬季冻堵问题。现场应用1 100套,成功回收了油田井口套管气,对减少能源浪费,充分利用油气资源具有重要意义。     

抽油机井自控式套管气回收装置

为了有效收集低套压抽油机井的套管气,研制了一种自控式套管气回收装置。该装置排液缸连接生产阀门,气缸通过进气管连接套管阀,两缸活塞通过连杆连接,利用抽油机井上下冲程时井口压力变化实现气缸强制吸入套管气。上冲程时排液缸压力上升,活塞右行,气缸容积增大,压力降低,完成套管气吸入;下冲程时井口压力下降,在集油管线压力下使气缸活塞左行,气缸内套管气进入排液管,如此往复循环,整个工作过程不需要额外动力,可以将套压低至0.1 MPa的油井套管气有效回收。现场应用22口井,平均日回收天然气1 352 m3,有效提高了天然气资源利用率。     

煤层气井管式泵临界沉没度试验分析

建立了煤层气井管式泵泵阀开启的临界条件模型,通过泵阀的水力损失计算,以最大水力损失作为泵阀开启的最低条件,得到了泵在不同工况条件下的临界沉没度。借助煤层气排采井模拟试验系统进行试验,得到了不同冲次下沉没度与泵效和排液量的关系曲线。分析试验曲线可知,随着冲次的提高,泵的临界沉没度增加,泵效降低,主要原因是随着冲次的提高,固定阀的损失增大,导致临界沉没度增大;冲次变化对临界沉没度影响较小,临界沉没度受到泵径的影响,泵径不同临界沉没度不同;煤层气井排采时可以根据泵效变化率的大小选择合理的沉没度。     

抽油泵固定阀球最佳跳动高度的确定

华北油田第四采油厂部分油井沉没度超过100 m,而泵效却较低,只有20%。为了提高这部分油井泵效,对泵效影响因素进行分析,发现了气蚀效应对泵效的影响。通过计算重新确定了固定阀球最佳跳动高度,其移动距离由传统的45 mm降低为12 mm,减少了原油中的溶解气逸出和气蚀的影响,解决了阀球运动距离较大导致阀来不及关闭、原油漏失率大的问题。现场应用中改进泵的固定阀罩后,油井平均泵效提高了18%,证明固定阀球跳动高度改为12 mm后能有效提高油井泵效。     

防气杆式抽油泵的研制与应用

针对深井、高油气比油藏,常规管式泵抽油存在气体影响大、泵效低、作业工作量大等问题,研制了一种环形阀式防气杆式抽油泵.讨论了环形阀式防气杆武抽油泵的结构和工作原理、密封材料对环形阀工作寿命的影响、泵的选井条件、适应范围、注意事项以及现场应用情况等.在室内对不同沉没度、不同油气比下泵的容积效率进行了模拟测试:当油气比在300m3/t以内时,泵的容积效率可达60%以上;油气比在1500m3/t时,泵仍不会出现气锁.现场应用表明,在油气比为250m3/t左右时,可提高泵效10个百分点,同时还能减少作业工作量.     

气体对抽油泵泵效的影响及对策

抽油泵在抽汲过程中,泵腔内存在游离气、溶解气及凝析气,这些气体是影响抽油泵泵效的主要因素。上冲程中,如果在固定阀与游动阀之间有圈闭的气体,且膨胀后不能使降低的压缩腔压力低于泵的吸入压力,固定阀不能打开,泵即发生上冲程气锁;当泵的排出压力低于油管内的液柱压力时,游动阀不能打开,即泵在下冲程时发生气锁。严重时,在上、下冲程均有可能发生气锁现象。在含气抽油井中,要防止抽油泵气锁和提高泵效,需要采取综合防气的措施,除应适当增加沉没度、加大冲程、降低冲次、定期放掉套管气、用大过流面积的高性能井下油气分离器(或气锚)外,还需要使用具有防气锁和提高泵效的特种结构抽油泵。     

油套连通式可洗井防盗气装置的研制与应用

按照能从套管防盗气、能保证油套连通以确保油套压平衡和可洗井等3项功能要求,研制了油套连通式可洗井防盗气装置。该装置主要由本体、单向阀和单向密封胶筒等组成,可以实现井口套压为零,达到了防盗气目的,并有效地消除了气体对泵效的影响,使地层能量得到充分利用;实现了套压的合理自动控制,使系统始终处于动平衡过程,有利于提高机抽效率;还可以直接进行反洗井作业。该防盗气装置已在28口井上应用,有效率100%,平均单井日产液由18.3t上升至32.1t,日产油由2.5t上升至3.2t,泵效由30.2%上升至41.7%,平均开井时率由92.1%提高到98.2%。     

有杆泵充满度计算方法及影响分析

为准确计算有杆抽油泵充满度,以油液进入抽油泵运动平衡方程为出发点,结合泵内气、油状态,综合考虑油液参数、油井参数、抽油参数和冲程损失等影响,设计了一种多影响因素共同作用的抽油泵充满度计算方法。重点考查了套管压力、沉没度、泵挂深度、抽油参数及原油气油比对抽油泵充满度的影响程度和趋势。研究结果表明:计算抽油泵充满度时,忽略套管压力影响将导致计算结果偏小,且必须同时考虑有效冲程与理论冲程的差异;抽油参数对泵充满度影响较小,沉没度增大有利于提高泵的充满度,原油气油比增大将导致泵充满度急剧下降。研究结果对大斜度井采油泵效计算具有重要的参考价值。     

套管定压放气阀在抽油泵采油中的应用

针对我国油田开发中后期抽油泵采油中由于气体影响使泵效降低的问题，研制出一种套管定压放气阀。这种放气阀是通过控制采油压差，使气体驱动地层油流流入套管，并保证气液两相在泵进口处不发生油气分离，从而提高泵效的。介绍了这种放气阀的结构及工作原理；论述了关键零件弹簧的设计和放气阀定压值的计算，以及放气阀的使用特点、选井条件、安装注意事项和在大港油田的现场对比试验情况等。     

抽油泵合理沉没压力的确定方法

基于泵沉没压力的重要性和合理沉没压力研究存在的误区,讨论了泵沉没压力与上冲程时泵内压力的关系和流体通过泵吸入阀口所产生的节流阻力计算式,建立了以井下举升效率为目标确定油井工作制度和泵合理沉没压力的方法。计算结果表明,对具体油井,泵的合理沉没压力与油藏条件、油井产量、抽汲参数以及流体物性等有关,是各种因素影响的综合指标,且各因素之间也存在相关性。所以,泵沉没压力的选择取决于油井生产的协调,必须针对具体油井和油藏情况,以井下举升效率或经济效益为目标,进行动态模拟计算与分析,合理配置抽油设备和优化油井工作参数,     

套管气辅助举升工艺动态分析模型

在高气液比井中为了减少气体对泵效的不利影响,同时又能充分利用气体能量,采用套管气辅助举升技术是一个比较经济有效的选择。在井下合适深度下入气举阀,将环空气体返注回油管,利用气举原理可获得更高的系统效率。然而套管气源和压力无法人为控制,注气压力和注气量均随时间变化。为了验证设计参数的合理性,结合采油系统中各段的流动特点和采油设备的工作特性,考虑井下分离器和气举阀造成的套管气体量以及压力的变化,建立了套管气辅助举升过程的动态模型。通过比较有无井下分离器及气举阀时的油井生产参数变化,得到使用套管气辅助举升系统后,油井泵效提高、套压得以控制、上冲程载荷降低等结果,表明套管气可以用来辅助人工举升。研究还通过改变气举阀下入深度、直径以及开启压力,研究各参数对采油过程的影响,为套管气辅助举升工艺的设计提供了依据。     

大斜度井段低沉没度工况排采泵阀动力学特性

目前对于煤系地层天然气井所配套有杆泵泵阀动力特性的研究,主要是移植和借鉴常规油气井抽油泵泵阀的分析方法,多针对油气井开采较高的沉没度,并没有考虑低沉没度和大斜度工况下的泵阀动力学和水力摩阻等参数的影响,也没有揭示水平井泵阀顺利开启所需要的具体条件。为此,综合考虑低沉没度和大斜度等因素耦合的影响,推导造斜段泵阀随井液运动微分方程组,建立有杆泵井液流经泵阀阀隙水力摩阻数学模型,基于数值模拟的方法研究了水平井泵阀动力学、水力摩阻与临界沉没度。研究结果表明:①低沉没度和大斜度耦合作用下,增大冲程和冲次会提高造斜段泵阀阀球的升程、速度和加速度,缩短加速度趋向平缓所用的时间,并且水平井泵阀开启瞬间阀球会出现短暂的周期性波动;②受弹簧力与阀球重力的双重作用,水平井有杆泵的临界沉没度明显低于直井工况且固定阀球伴随弹簧快速复位,这有利于顺利开启水平井的游动阀球和固定阀球并提高泵效;③增大冲程、冲次和泵径会使水平井有杆泵井液流经泵阀水力摩阻及其临界沉没度变大,并且增大冲程更有利于提高低流速井液入泵流速,但同时也会显著地提高临界沉没度。结论认为,该研究成果对于保障煤系地层天然气井连续稳定排采和提高有杆泵的可靠性都具有重要的参考意义。     

高气油比井合理套压研究新方法

高气油比抽油机井在生产过程中,套压的大小影响着油井的生产,套压过高或者过低都会对油井产生不利影响,出现产油量偏少或者含水率上升过快,影响油井的最终采收率。由于套压与油气比、含水率等存在线性关系,故可以通过多元线性回归理论建立相关的数学模型,同时根据套压与产油量的关系,而产量的变化主要是由于套压变化导致抽油泵泵效发生变化...     

油井套管气控制装置探讨

在原油生产中,为了防止套压过高造成沉没度过低和发生抽油泵＂气锁＂的现象,普遍采用套管放气方法。从安全角度讲,目前所使用的放气方法欠佳。为了节能减排,保护好油井,防止油井出砂、出水,必须对套压进行控制,其控制装置有油井套管气直排装置和可调压喷射式油井套管气携液装置。油井套管气直排装置结构简单、成本低,安装方便,适用于生产压差稳定、原油粘度较小的油井;可调压喷射式油井套管气携液装置适用于生产压差尚不稳定,需要调节生产压差的油井和需要对原油进行加热降粘的稠油井,性能更好,定压开启,开启压力可调,适应油井工况更广。     

基于泵工况参数实时监测系统确立蓬莱油田油井合理套压

蓬莱油田目前很多单井受泵型、排量等限制,需要在保证油井稳定运行下进一步挖掘潜能,则必须从泵工况各项参数调节入手,套压控制是一项非常重要的手段。通过分析油套环形空间内的油气水三相分布状态,提出了基于泵工况参数实时监测系统的套压调整技术,再拟合泵吸入口和出口压力数据,得到不同套压大小下的泵效,分类确定油井合理套压。针对蓬莱油田单井井底流压较高且一直很难优化的井,通过该方法可以找到最佳泵效率的工作点并降低井底流压,实现油井稳定并增产。     

气体、气蚀与沉没压力的关系

针对原油中的溶解气和抽油泵沉没度决定泵效的传统说法进行分析,指出原油中的溶解气对泵效的影响并不大。同时从热力学角度和多相平衡理论推断出原油在泵腔内的气蚀作用是影响泵效的主要原因。在此基础上,提出泵的最佳沉没理论和通过调整抽汲参数提高泵效的方法。     

抽油井防盗防气一体化技术

文留油田由于气油比高、液面高,油井能量较充足,一些不法分子常从套管偷油窃气,影响油井正常生产。针对这一难题,研制了套管防盗油密封阀,并配套应用了井下油气分离器与气举阀助流举升工艺技术。当气液经井下分离器分离后,气体进入油套环空,并在上部防盗阀将环空密闭的情况下,压力升高到气举阀打开压力时进入油管,使油套环空压力处于动态平衡状态,从而能够同时解决防盗、防气两大难题。现场应用取得了明显效果,为类似油田开发管理提供了一条新途径。     

井下可反洗井助流举升装置

针对存在气顶的油藏和溶解气油比较高的油层在进行机械采油时产出液伴生气较多的实际情况,研制出了一种新型可反洗井套管气助流举升装置。研究了该装置的工作机理和性能,分析了该装置对井下工作环境的适应性,设计了其配套工艺技术方案。室内试验和现场应用表明:该技术能够在不影响反洗井的情况下解决井内套管压力释放和套管气回收的问题,同时起到了套管气助流举升的作用,减轻了抽油泵的载荷,提高了抽油泵泵效及系统效率。