職工小講堂職工小講堂油氣井常見生產現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詹新200

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u前言 2一、關于動態分析的定義 3二、油氣井常見生產現象井筒舉升條件分析 5（一）、氣井攜液臨界氣量 5（二）、天然氣水合物 7（三）、電潛泵相對揚程 10（四）、氣體對抽油泵的影響 12（五）、自噴井套壓與井筒內流體的關系 13

油氣井常見生產現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：一些和井筒內舉升條件有關的生產現象，部分班組長、采油工在工作過程中不太明白，經常詢問，本人匯總后在此做一個的介紹，以期能增強現場人員的分析和判斷能力，指導實際生產。交流內容：（1）簡單介紹各個層次動態分析的定義；（2）主要從井筒舉升條件對油氣井常見的一些生產現象進行分析和解釋

一、關于動態分析的定義廣義的動態分析指的是油、氣田開發動態分析。定義：在油、氣田開發過程中，利用油、氣田生產數據和各項監測方法采集到的資料，來分析、研究地下油、氣、水運動規律及其發展變化，檢測開發方案及有關措施的實施效果、預測油、氣田開發效果，并為調整挖潛提供依據的全部工作稱為油、氣田開發動態分析。包括三個方面：油氣田油氣田開發動態分析生產動態分析井筒內升舉動態分析油、氣層動態分析生產動態分析：亦叫單井動態分析，包括油氣井動態分析和注水井動態分析油氣井動態分析油氣井動態分析壓力變化產量變化含水變化判斷見水層位、來水方向及井下技術狀況判斷生產是否合理、工作制度是否合理最終使油氣井生產最優化結合其它資料井筒舉升條件分析：油井井筒內阻力以及壓力消耗等變化情況分析油氣層動態分析：油氣層動態分析油氣層動態分析為挖掘油氣層潛力提供依據吸水能力和產油氣能力變化、地層壓力及滲流阻力變化油氣層中油氣水分布及其運動狀況油氣層物性及流體性質變化儲量動用及剩余油氣分布狀況

二、油氣井常見生產現象井筒舉升條件分析（一）、氣井攜液臨界氣量其他條件不變的情況下，產氣量越大，攜液能力越強西南石油學院李閩通過研究成果：液滴在高速氣流中運動時，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，根據液滴形狀為橢球形這一特點，經過推導，得到以下改進的計算公式：從上面公式分析，影響氣井攜液臨界產量的參數主要是A（油管內徑決定），p，T。氣井攜液臨界產量受油管內徑大小影響如下表：qcpA油管內徑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當氣井產氣量低于攜液臨界氣量時，氣井就可能出現積液，積液也可以在生產中以不連續形勢排出，當積液不能被排除時，就會出現積液壓死氣井的情況AT7吐液日產液21.2t，日產氣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化合物，即是水分子與氣體分子以物理結合體所形成的一種固體。■凝析氣井中水合物的形成條件：水合物形成條件與流體組分、壓力、溫度等因素有關，一般情況下，隨著壓力升高，水合物形成的臨界溫度也相應較高，即當井筒內壓力剖面對應的溫度不低于這個臨界溫度，井筒內不會產生水合物。■凝析水：凝析水是形成水合物的必備因素，當天然氣的溫度低于或等于天然氣中水汽的露點(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)時，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、氮氣、二氧化碳、硫化氫分子與其重的游離水結合，常在氣體節流處、單井至集氣站管線、集氣站加熱爐進口處，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、閥門和其它設備，油管中形成的水合物能引起井口壓力下降，降低氣井產能，嚴重影響正常生產，水合物嚴重時則完全堵塞油管和地面設備，造成停產事故。■水合物形成條件預測：根據波諾馬列夫經驗公式預測水合物形成溫度和壓力的關系如下表。lgp=-1.0055+0.541(B+T-273.1)，p壓力，T溫度，B系數壓力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、放大生產壓差、提高單井日產量；2、采用井下節流氣嘴。井下節流氣嘴抑制水合物的機理是：井筒中氣液混合物經井下氣嘴節流后，又與油管、環空、套管、地層等所組成的多層壁之間進行熱交換，使溫度升高，從而抑制水合物生成。3、對井筒內產生水合物的井采用氣井化學解冰劑(物理吸附的液體解冰劑)進行解堵清除。關井提高系統溫度使水合物逐漸分解，結合放噴解堵。4、對井口節流后可能出現水合物的氣井，可通過多級節流和在節流前加熱，提高溫度的方法，防止水合物的形成。5、加入防凍劑：一般廣泛應用甲醇、乙二醇、二甘醇和氯化鈣水溶液、表面活性劑等化學劑預防水合物形成。■目前井口防凍堵問題通過多節節流加熱基本防止了凍堵，較難解決的問題主要是井筒內凍堵■提高產液量防止井筒凍堵井筒中氣液混合物與油管、環空、套管、地層等所組成的多層壁之間進行熱交換。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日恢復正常。■井下節流防止井筒凍堵節流分為井口節流、井下節流兩種情況。井下節流：氣嘴裝在接近氣藏產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，同時井下節流使得井口附近井筒壓力較低，防止在井筒內形成凍堵AT11-4使用過井下節流器，但因壓差過大造成節流器膠皮失封壓力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）、電潛泵相對揚程■壓頭：就是泵類機械的揚程，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■實際揚程H2≥需要揚程H1，油管出液■對于油井，忽略油管摩擦損失、套壓、油壓產生的作用，需要的揚程，即液體需要被舉升的高度H1≈Hv-hH1：需要的實際揚程Hv：垂相泵掛深度，h：泵沉沒度，Hv-h：等于液面深度根據的電泵性能曲線:■電泵各頻率下的實際揚程H2≈最大揚程×（目前頻率/最大頻率）2■KZ1-7H：作業下2500m/80m3電泵，最大揚程：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，頻率調為40HZ出液，8月11日又不出液，頻率調為45HZ后出液一陣后又不出液，調為50HZ后出液一陣后也不出液，測試液面最低2440m分析：頻率23HZ時實際揚程：529m頻率25HZ時實際揚程：625m頻率30HZ時實際揚程：900m頻率35HZ時實際揚程：1225m頻率40HZ時實際揚程：1600m頻率45HZ時實際揚程：2025m頻率50HZ時實際揚程：2500m■AT1-9H井5月4日13:00發現油壓下降為0.6MPa，套壓下降至1.5MPa，現場發現油管基本不出液、氣。后將頻率調至30Hz，油管不出液，頻率調為35Hz，調后油壓上升至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頻率相對揚程有限，不能將井筒內液柱舉升出油管；（四）、氣體對抽油泵的影響當油中含有游離氣體時，對深井泵的工作效率有很大影響，氣體在泵筒中占據了一部分體積，降低了原油的充滿程度。同時，氣體是可壓縮的，在活塞上，下沖程中導致固定凡爾和游動凡爾打開關閉遲滯，使深井泵排量明顯減少，油井減產。嚴重時，可發生“氣鎖”現象。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。有時還可能發生“氣蝕”現象，泵筒中的壓縮氣刺傷凡爾球和座引起漏失，降低泵效。■現場使用的防氣維護措施(1)在泵的進口處裝置氣錨，使氣體不進入泵筒內。(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。增加油套環空液面高度，增加沉沒度，增加泵吸入口壓力。■氣體影響在示功圖上的特征油層油層V▲V抽油時有較多的氣體隨油進入泵筒，上沖程開始后泵內活塞下部的壓力，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)。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。下沖程開始時減載較緩，如圖中的CD′線，排出閥滯后打開(D′)點，以后才趨于正常。這是由于氣體受壓縮，使下沖程開始時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行壓縮和膨脹，固定凡爾和游動凡爾不能正常關閉打開油井不