油氣井常見生產(chǎn)現(xiàn)象井筒舉升條件分析

職工小講堂職工小講堂油氣井常見生產(chǎn)現(xiàn)象井筒舉升條件分析西北油田分公司塔河采油一廠采油四隊(duì)詹新200

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 2一、關(guān)于動態(tài)分析的定義 3二、油氣井常見生產(chǎn)現(xiàn)象井筒舉升條件分析 5（一）、氣井?dāng)y液臨界氣量 5（二）、天然氣水合物 7（三）、電潛泵相對揚(yáng)程 10（四）、氣體對抽油泵的影響 12（五）、自噴井套壓與井筒內(nèi)流體的關(guān)系 13

油氣井常見生產(chǎn)現(xiàn)象井筒舉升條件分析前言交流對象：班組長、采油工交流背景：一些和井筒內(nèi)舉升條件有關(guān)的生產(chǎn)現(xiàn)象，部分班組長、采油工在工作過程中不太明白，經(jīng)常詢問，本人匯總后在此做一個(gè)的介紹，以期能增強(qiáng)現(xiàn)場人員的分析和判斷能力，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。交流內(nèi)容：（1）簡單介紹各個(gè)層次動態(tài)分析的定義；（2）主要從井筒舉升條件對油氣井常見的一些生產(chǎn)現(xiàn)象進(jìn)行分析和解釋

一、關(guān)于動態(tài)分析的定義廣義的動態(tài)分析指的是油、氣田開發(fā)動態(tài)分析。定義：在油、氣田開發(fā)過程中，利用油、氣田生產(chǎn)數(shù)據(jù)和各項(xiàng)監(jiān)測方法采集到的資料，來分析、研究地下油、氣、水運(yùn)動規(guī)律及其發(fā)展變化，檢測開發(fā)方案及有關(guān)措施的實(shí)施效果、預(yù)測油、氣田開發(fā)效果，并為調(diào)整挖潛提供依據(jù)的全部工作稱為油、氣田開發(fā)動態(tài)分析。包括三個(gè)方面：油氣田油氣田開發(fā)動態(tài)分析生產(chǎn)動態(tài)分析井筒內(nèi)升舉動態(tài)分析油、氣層動態(tài)分析生產(chǎn)動態(tài)分析：亦叫單井動態(tài)分析，包括油氣井動態(tài)分析和注水井動態(tài)分析油氣井動態(tài)分析油氣井動態(tài)分析壓力變化產(chǎn)量變化含水變化判斷見水層位、來水方向及井下技術(shù)狀況判斷生產(chǎn)是否合理、工作制度是否合理最終使油氣井生產(chǎn)最優(yōu)化結(jié)合其它資料井筒舉升條件分析：油井井筒內(nèi)阻力以及壓力消耗等變化情況分析油氣層動態(tài)分析：油氣層動態(tài)分析油氣層動態(tài)分析為挖掘油氣層潛力提供依據(jù)吸水能力和產(chǎn)油氣能力變化、地層壓力及滲流阻力變化油氣層中油氣水分布及其運(yùn)動狀況油氣層物性及流體性質(zhì)變化儲量動用及剩余油氣分布狀況

二、油氣井常見生產(chǎn)現(xiàn)象井筒舉升條件分析（一）、氣井?dāng)y液臨界氣量其他條件不變的情況下，產(chǎn)氣量越大，攜液能力越強(qiáng)西南石油學(xué)院李閩通過研究成果：液滴在高速氣流中運(yùn)動時(shí)，液滴前后存在一壓差，在這一壓差作用下，液滴會從圓球形變成一橢球形，根據(jù)液滴形狀為橢球形這一特點(diǎn)，經(jīng)過推導(dǎo)，得到以下改進(jìn)的計(jì)算公式：從上面公式分析，影響氣井?dāng)y液臨界產(chǎn)量的參數(shù)主要是A（油管內(nèi)徑?jīng)Q定），p，T。氣井?dāng)y液臨界產(chǎn)量受油管內(nèi)徑大小影響如下表：qcpA油管內(nèi)徑T（K）ZVtlg44236100.0057853000.850.7960.06107476.439185100.0050803000.850.7960.06107476.435364100.0045763000.850.7960.06107476.430001100.0038703000.850.7960.06107476.423535100.0030623000.850.7960.06107476.418521100.0024553000.850.7960.06107476.415307100.0020503000.850.7960.06107476.412398100.0016453000.850.7960.06107476.49796100.0013403000.850.7960.06107476.47500100.0010353000.850.7960.06107476.4當(dāng)氣井產(chǎn)氣量低于攜液臨界氣量時(shí)，氣井就可能出現(xiàn)積液，積液也可以在生產(chǎn)中以不連續(xù)形勢排出，當(dāng)積液不能被排除時(shí)，就會出現(xiàn)積液壓死氣井的情況AT7吐液日產(chǎn)液21.2t，日產(chǎn)氣6860m3，含水92.7%。2009年1月27日油壓11MPa↘3.5MPa，出液、氣少，18：00油嘴2.5↗4mm，28日10：30油壓上升至13.9MPa。通過增大工作制度提高產(chǎn)氣量，防止了氣井停噴。（二）、天然氣水合物■天然氣水化物(hydrate)：是一種天然氣中的小分子與水分子形成的類冰狀固態(tài)化合物，即是水分子與氣體分子以物理結(jié)合體所形成的一種固體?！瞿鰵饩兴衔锏男纬蓷l件：水合物形成條件與流體組分、壓力、溫度等因素有關(guān)，一般情況下，隨著壓力升高，水合物形成的臨界溫度也相應(yīng)較高，即當(dāng)井筒內(nèi)壓力剖面對應(yīng)的溫度不低于這個(gè)臨界溫度，井筒內(nèi)不會產(chǎn)生水合物?！瞿鏊耗鏊切纬伤衔锏谋貍湟蛩?，當(dāng)天然氣的溫度低于或等于天然氣中水汽的露點(diǎn)(在一定壓力下，天然氣為水汽飽和的溫度稱為該壓力下的露點(diǎn))時(shí)，天然氣中就有水凝析出來；■水合物的危害：在一定溫度和壓力條件下，天然氣中的甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、氮?dú)狻⒍趸?、硫化氫分子與其重的游離水結(jié)合，常在氣體節(jié)流處、單井至集氣站管線、集氣站加熱爐進(jìn)口處，某些氣溫較低的地方甚至在井下油管柱中形成冰雪狀的水合物。水合物可能阻塞油管、地面管線、閥門和其它設(shè)備，油管中形成的水合物能引起井口壓力下降，降低氣井產(chǎn)能，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)，水合物嚴(yán)重時(shí)則完全堵塞油管和地面設(shè)備，造成停產(chǎn)事故?！鏊衔镄纬蓷l件預(yù)測：根據(jù)波諾馬列夫經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測水合物形成溫度和壓力的關(guān)系如下表。lgp=-1.0055+0.541(B+T-273.1)，p壓力，T溫度，B系數(shù)壓力MPa5045403530臨界溫度（℃）35.334.533.532.431.2壓力（MPa）252015105臨界溫度（℃）29.727.925.622.416.8■水合物的防治方法1、放大生產(chǎn)壓差、提高單井日產(chǎn)量；2、采用井下節(jié)流氣嘴。井下節(jié)流氣嘴抑制水合物的機(jī)理是：井筒中氣液混合物經(jīng)井下氣嘴節(jié)流后，又與油管、環(huán)空、套管、地層等所組成的多層壁之間進(jìn)行熱交換，使溫度升高，從而抑制水合物生成。3、對井筒內(nèi)產(chǎn)生水合物的井采用氣井化學(xué)解冰劑(物理吸附的液體解冰劑)進(jìn)行解堵清除。關(guān)井提高系統(tǒng)溫度使水合物逐漸分解，結(jié)合放噴解堵。4、對井口節(jié)流后可能出現(xiàn)水合物的氣井，可通過多級節(jié)流和在節(jié)流前加熱，提高溫度的方法，防止水合物的形成。5、加入防凍劑：一般廣泛應(yīng)用甲醇、乙二醇、二甘醇和氯化鈣水溶液、表面活性劑等化學(xué)劑預(yù)防水合物形成。■目前井口防凍堵問題通過多節(jié)節(jié)流加熱基本防止了凍堵，較難解決的問題主要是井筒內(nèi)凍堵■提高產(chǎn)液量防止井筒凍堵井筒中氣液混合物與油管、環(huán)空、套管、地層等所組成的多層壁之間進(jìn)行熱交換。地層溫度→井口溫度逐漸降低，冬天井口溫度降低，流體釋放熱量增加，溫度降低，形成凍堵，工作制度增大，流體流量增大，能量增加，溫度升高，抑制了油井天然氣水合物形成，防止凍堵。AT11-1井：1月25日采油樹凍堵，油嘴3↗3.5↗4mm，26日蒸汽車吹掃解凍，28日油嘴4↗4.5mm，于30日恢復(fù)正常?！鼍鹿?jié)流防止井筒凍堵節(jié)流分為井口節(jié)流、井下節(jié)流兩種情況。井下節(jié)流：氣嘴裝在接近氣藏產(chǎn)層附近以便充分利用地溫來為流體加熱，有利于保證氣井井口和附近井筒的溫度，同時(shí)井下節(jié)流使得井口附近井筒壓力較低，防止在井筒內(nèi)形成凍堵AT11-4使用過井下節(jié)流器，但因壓差過大造成節(jié)流器膠皮失封壓力MPa5045403530臨界溫度（℃）35.334.533.532.431.2壓力（MPa）252015105臨界溫度（℃）29.727.925.622.416.8（三）、電潛泵相對揚(yáng)程■壓頭：就是泵類機(jī)械的揚(yáng)程，指的是把單位重量的液體抬升的距離。H=Hd-Hc+Hf+HtH：油井總動壓頭Hd:垂相舉升高度=Hv-hHv：垂向泵掛深度h：泵沉沒度Hc：套壓則算壓頭Hf：油管摩擦損失Ht：油壓則算壓頭■實(shí)際揚(yáng)程H2≥需要揚(yáng)程H1，油管出液■對于油井，忽略油管摩擦損失、套壓、油壓產(chǎn)生的作用，需要的揚(yáng)程，即液體需要被舉升的高度H1≈Hv-hH1：需要的實(shí)際揚(yáng)程Hv：垂相泵掛深度，h：泵沉沒度，Hv-h：等于液面深度根據(jù)的電泵性能曲線:■電泵各頻率下的實(shí)際揚(yáng)程H2≈最大揚(yáng)程×（目前頻率/最大頻率）2■KZ1-7H：作業(yè)下2500m/80m3電泵，最大揚(yáng)程：2500m，最大頻率：50HZ2008年8月9日開井，開井液面在井口，電泵45HZ、35Hz正常出液，8月10日不出液，液面1300m，頻率調(diào)為40HZ出液，8月11日又不出液，頻率調(diào)為45HZ后出液一陣后又不出液，調(diào)為50HZ后出液一陣后也不出液，測試液面最低2440m分析：頻率23HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：529m頻率25HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：625m頻率30HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：900m頻率35HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：1225m頻率40HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：1600m頻率45HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：2025m頻率50HZ時(shí)實(shí)際揚(yáng)程：2500m■AT1-9H井5月4日13:00發(fā)現(xiàn)油壓下降為0.6MPa，套壓下降至1.5MPa，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)油管基本不出液、氣。后將頻率調(diào)至30Hz，油管不出液，頻率調(diào)為35Hz，調(diào)后油壓上升至2.1MPa，套壓上升至2.0MPa。正常出液。原因分析：供液能力下降，23HZ和30HZ頻率相對揚(yáng)程有限，不能將井筒內(nèi)液柱舉升出油管；（四）、氣體對抽油泵的影響當(dāng)油中含有游離氣體時(shí)，對深井泵的工作效率有很大影響，氣體在泵筒中占據(jù)了一部分體積，降低了原油的充滿程度。同時(shí)，氣體是可壓縮的，在活塞上，下沖程中導(dǎo)致固定凡爾和游動凡爾打開關(guān)閉遲滯，使深井泵排量明顯減少，油井減產(chǎn)。嚴(yán)重時(shí)，可發(fā)生“氣鎖”現(xiàn)象。使活塞上下沖程只起到壓縮、膨脹氣體的作用。固定凡爾和游動凡爾完全失效，油井不出油。有時(shí)還可能發(fā)生“氣蝕”現(xiàn)象，泵筒中的壓縮氣刺傷凡爾球和座引起漏失，降低泵效。■現(xiàn)場使用的防氣維護(hù)措施(1)在泵的進(jìn)口處裝置氣錨，使氣體不進(jìn)入泵筒內(nèi)。(2)采用縮小深井泵余隙容積的方法：換泵；采用大沖程小沖次，縮小防沖距，減小余隙容積(3)對套壓高的井，采取定期放氣或定壓閥放氣的辦法來減少氣體影響。增加油套環(huán)空液面高度，增加沉沒度，增加泵吸入口壓力?！鰵怏w影響在示功圖上的特征油層油層V▲V抽油時(shí)有較多的氣體隨油進(jìn)入泵筒，上沖程開始后泵內(nèi)活塞下部的壓力，因氣體的膨脹作用，不能很快降低，使增載變慢，吸入閥滯后打開(B′點(diǎn))。泵筒的余隙越大，殘存的氣量越多，氣體的影響越大，增載線越平緩，吸入閥打開越滯后。下沖程開始時(shí)減載較緩，如圖中的CD′線，排出閥滯后打開(D′)點(diǎn)，以后才趨于正常。這是由于氣體受壓縮，使下沖程開始時(shí)排出閥下面的壓力增加緩慢所致。氣鎖是深井泵活塞在上下沖程中只對氣體進(jìn)行壓縮和膨脹，固定凡爾和游動凡爾不能正常關(guān)閉打開油井不