海上采油采油树.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,油井和采油树,1.,油井和采油树,1.1,采油树的基本结构，操作方法,采油树分为两大类，即老式和新型。,采油树由套管四通、套管闸门、油管头、油管四通、总闸门、生产闸门、清蜡闸门及其所属附件组成。其结构见图,-1-1,。,图,1,1-1,采油树剖面图,1,清蜡阀；,2,主阀；,3,地面安全阀；,4,油嘴；,5,采油树；,6,套管头；,7,SCSSV,和,GVV,液控管线；,8,缓蚀剂注入管线；,9,套管阀,1,、海上平台采油树分类,海上平台按结构形式，可分为分体式和整体式两种。,分体式是由一些阀门等独立部件组装而成。,整体式是将主阀、安全阀、清蜡阀和翼阀等制成一个整体部件，阀与阀之间的距离较小，既省空间又耐高压，特别适用于海上平台的油气井。,按生产井分类和完井生产方式，可分为自喷井、电潜泵井、气举井、螺杆泵井、注水井、气井的采油树等。,渤海常用的采油树有以下几种：单翼采油树、双翼采油树及锦州,20-2,气田采油树。如图,1-1,1-2,1-3,。,图,11,单翼采油（,4EP,）,l,一采油树帽；,2,一清蜡阀门；,3,一四通，,4,一生产阀门；,5,一盲法兰；,6,一紧急关断阀；,7,一总阀门；,8,一压力表,图,12,双翼采油用（,2EP,）,l,一压力表；,2,一采油树帽；,3,一清蜡阀门；,4,一生产阀门；,5,一紧急关断阀；,6,一双管总阀；,7,一双油管变径法兰；,8,一油管头；,9,一双油管挂；,10,一套管阀门；,11,一压力表,图,1,3,锦州,20,2,气田采油数,3,、井口安全控制设备,井口安全控制设备指的是自动关井系统。,自动关井系统包括安全阀、探测装置、井口控制盘和控制管线。安全阀有地面安全阀（,SSV,）和井下安全阀（,SCSSV,）。,4,、井下安全阀,井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，海上生产设施发生火警，管线破裂等非正常情况时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是海上完井生产管柱的重要组成部分。一般要求至少要下在海底泥线以下,20m,。,下面以图,14,双翼双管采油树作具体介绍,。,(,一,),井口采油树,（图,1,4,）,采油树各主要阀门、元件说明（图,1-5,）：,1.,井下安全阀（,SCSSV,），在海底下约,100M,处的油管内，液压控制。,2.,总阀，手动截止阀。,3,地面安全阀（,SSV,），亦可用手动使它不工作，钢丝作业时可在控制板上使其停止作用。,4,防喷阀，亦称清蜡阀门，手动截止阀。它用于钢丝作业、抽汲、清蜡作业等。,5,防喷管接头，它在钢丝作业时用于联接防喷管。,6,仪表法兰，带有热电偶套管接头和压力计支管。,7,热电偶套管接头。,8,压力表接头,9,翼阀，手动截止型，亦称生产闸门。,10,可调油嘴，长管直径,0,3,；短管直径,0,l,。,11,回压阀门（油嘴后截止阀）。,12,液压控制管线阀。,（二）,地面安全阀,1,概述,地面安全阀（,SSV,）是随控制压力减少自动关闭，且当控制压力恢复时自动打开的安全保护装置,2,主要技术规格,3,操作原理,图,1,7,说明了,SSV,的操作原理,下面就图,1,一,7,的三种工作状态加以说明,（,1,）打开状态,A,阀杆上部与缸接近相平，阀是打开的,控制压力作用在促动器活塞上使阀门打开。,活塞面积大，可采用低压控制系统。,阀杆封隔部分防止促动器工作用件受到玷污,出油管线压力,（三）井下安全阀,1,概述,井下安全阀（,SCSSV,）安装在井口以下,100,米左右的井中：当井口控制盘的控制液压从阀中释放时，井下安全阀（,SCSSV,）在井下关闭。关闭方式可遥控促动，也可在井口控制盘上手动操作。,SCSSV,通过下列方式关闭：,（,1,）遥控,ESD,促动；,（,2,）易熔塞促动；,（,3,）控制气源断源；,（,4,）液压减小；,（,5,）井口控制盘上手动操作。,2,主要技术规格,3,操作原理,井下安全阀是根据液压活塞原理操作的，阀门由井口控制盘供给液压开启，只要有一定的液压存在，阀门便保持打开状态,（四）采油树各阀门的开启和关闭顺序,(1),在接到控制室开井的命令后，作如下准备工作：,1,）检查平台总控制板处的按钮,FSD,、,ESD,和,NSD,是否更位（如,FSD,不能复位，接旁通即可）,2,）检查原油输送管线上两个关停阀,SDV1361,和,SDV1372,是否打开。先在平台总控制板处，将,SDV1361,和,SDV1372,移至旁通位置（避免在开井时因系统压力过高而关闭），再手动打开这两个的阀门。,3,）检查井口控制板液压油箱油位和供气压力（,7bar,）。,4,）检查油井采油树的生产、防喷阀是否关闭，手动总阀门是否打开。,（,2,）在上述动作完成后着手开井，步骤如下：,l,）在控制柜面板上将各井的安全阀,SCSSV,和,SSV,打开，原则上先开,SCSSV,，然后再开,SSV,。,2,）根据控制室的指令，选择一口压力和温度高些的井作为先开井。首先打开油管（柱）进生产管汇的球阀，按照油田总鉴或控制室命令将油嘴调至适当位置，然后再漫漫打开生产阀，注意井口压力的增加（一般不要超过,80bar,），同时注意油管汇（即生产管汇）的压力，使之保持在控制范围内，最好派一人鉴看，管汇压力不要超过,20bar,。如果管汇压力过高，应立即关掉正在打开的翼阀。,3,）逐步打开各井,4,）查各井井口压力是否正常，如正常，在平台总控制板处把,SDV1361,和,SDV1372,移至正常位置。,（,3,）在投产期间或开井时，若井口监督不在现场，为了安全起见，最好使用另一种防法进行开井。在其他因素不便的情况下：,1,）,关闭油嘴。,2,）打开手动总阀门、生产阀，关闭防喷阀（清蜡阀门）。,3,）打开自动阀,SCSSV,和,SSV,。,4,）开油嘴，同时观察井口压力。可分而此至四次开大油嘴。例如，若要将油嘴开至正常生产位置,32/64,，可根据情况分为三次动作：,8/6416/6432/64,。即将油嘴漫漫开至,8/64,，过一段时间井口压力稳定后，再逐渐开至,16/64,，再过一段时间后开至,32/64,。,5,）当认为上一口井的井口压力基本稳定（不会有多大变化）时，可着手开下一口井。,6,）各井完全打开后，检查其井口压力。若压力正常，则在平台总控制板处把,SDV1361,和,SDV1372,移至正常位置。,2,关井,根据情况，关井可分为暂时性和长时间的关井。,（,1,）暂时性的关井,如果平台设备或油轮生产设备出现暂时性的故障，则采取暂时性的关井措施。到井口区关掉各井地面安全阀,SSV,，然后再关掉生产阀。,（,2,）长时间关井措施,如果出现台风警报或其它较大事故，则在采取长时间关井措施。,关井步骤如下：,1,）在平台控制板处，把,PSL371,移至旁通位置，防止关井后管线压力降为,6bar,，导致平台所有控制设备的自动关停。,2,）在井口控制板处把所有生产井的安全阀（,SSV,、,SCSSV,）移至钢丝作业位置。,3,）与控制室联系，关掉生产阀，再关掉各井的,SCSSV,。,4,）关闭,SCSSV,控制回路的阀门，然后打开旁通阀，使,SCSSV,的控制有利为零。,5,）打开各井生产阀。,6,）等井口压力降为零时（有时因,SCSSV,有漏现象，可能为,15bar,），到井口控制板处关掉各井的地面安全阀,SSV,，同时迅速关掉各井的生产阀，（最好有两人配合），然后把控制板上一旋钮从钢丝作业位置移至正常位置。,7,）等管汇压力降为零时，关掉各井的管汇阀。,8,）到井口控制板处，把各井的井下安全阀,SCSSV,的控制回路压力放空。,在上述步骤完成后，根据油轮生产控制室的命令，进行生产管线的冲洗。冲洗完毕，关掉生产管线上的阀门,SDV1361,和,SDV1372,，然后再关掉空气压缩系统和发电机。,最后，作一次全面的检查。,（五）井口设备的保养。,1,冲洗采油树，使采油树保持清洁干净。在钻井平台撤离后这是必做的工作。如果采油树很脏，可先用大量的水冲洗，然后再用少量的柴油擦洗。,在钻井期间，由于钻井泥浆经常落在井口区，污染采油树，因此除在上层甲板采取一定措施外，应经常用水冲洗井口区，将泥浆冲掉。,2,校正并擦洗油嘴，使其刻度清晰易见。,3,检查、校对压力表，如果压力表不符合要求，应更换。,4,如发现采油树主要阀门有渗漏现象，可用润滑油注入泵将润滑油打入阀门密封处。,5,清洁和保护井口控制板和仪表板。,1.2,分离器,在石油生产中，进行油气水分离是必不可少的工序，所以分离器被广泛应用于油田生产中，是油田重要设备之一,按分器结构形式的不同，可分为立式、卧式和球式三种。比较常用的有立式和卧式两种。,1.3,自喷井的管理与分析,自喷是最简单最经济的采油方法。因此，生产时应尽量延长油井的自喷期。地层储存有充足的石油并具有把油举升出地面的高压，这只是自喷的必要条件，而采油压差,(,地层压力与井底流压之差,),、油管尺寸是否合理，井筒积水、出砂和结蜡等情况的出现，都是影响油井自喷的重要因素。为了实现在较高产量的条件下，在井筒中消耗最小的能量，使油井维持较长时间的自喷开采，必须作好油井的管理与分析工作。,一、自喷井的管理,管理的基本内容包括：管好采油压差；取全取准生产资料；维持油井的正常生产。三者是互相联系，缺一都不能使油井稳定自喷高产。,1,油井合理工作制度的确定,合理工作制度,-,是指在目前油层压力下，油井以多大的流压和产量进行工作。,油井的合理采油压差（生产压差）就是油井的合理工作制度,采油压差是通过变换油嘴大小来控制的，因此，确定合理的工作制度就是选择合理的油嘴直径。,系统试井,-,图,1-11,系统试井曲线,对注水开发的油田，油井的合理工作制度应综合考虑以下几个方面：,(1),在较高的采油速度下生产。,(2),保持注采、压力平衡，,使油井有旺盛的自喷能力。,(3),保持采油指数稳定。,(4),保持水线均匀推进，无水采油期长，见水后含水上升速度慢。,(5),合理生产压差应能充分利用地层能量又不破坏油层结构，,原油含砂量不超过一定的百分数值。,2,取全取准生产资料,（,1,）产量资料,包括油、气、水、砂的产出量。,（,2,）压力,在生产管理工作中，每天要记录油压、套压，定期测试地层压力、井底流动压力。,（,3,）流体性质,主要指油、气、水的性质。,二、自喷井的生产分析,油田投入开发后，在开采过程中油层的状况是处于运动变化之中。这些变化是通过生产井油、气、水的产量和压力的改变而反映出来。因此，我们要及时掌握和分析这些变化，控制不利因素，使油井的工作制度同油层的变化协调一致。,油井生产分析的主要内容包括：,油井的工作制度是否合理；,分析产量、压力、采油指数、含水、含砂等的变化及其原因；,油井井筒及地面流程、设备的技术状况；,对注水开发的油田，分析油井是否见到了注水效果，见水与生产压差、采出地下体积、累积注水量、注采比的关系；,修井等增产措施后的效果分析。,分析的程序,:,应是逐次从地面到井筒最后分析油层。,(,一,),井筒分析,1.,压力间关系,由前面的讨论可知,不计动能消耗的情况下，油管系统的压力关系可用下式表示：,式中：,10,-6,L,油管中油气混合物的重力损失,MPa,；,油管中混合物平均相对密度，,kg/m,3,；,p,fr,沿油管流动摩擦阻力损失，,MPa,；,p,wf,井底流压，,MPa,；,p,t,油管压力，,MPa,；,L,油层中部深度，,m,。,套管系统压力关系用下式表示：,式中：,油套环空液面以下液体的平均密度，,kg/m,3,；,H,环形空间中的液柱高度，,m,；它取决于流压,p,wf,与饱和压力,p,b,的关系,p,g,由环形空间气柱所造成的压力，,MPa,；因气体重度很小，,p,g,可忽略不计；,p,c,套管压力，,MPa,。,则,由式,(1-1),和式,(1-3),可得出套压与油压的关系：,当,p,wf,p,b,时，井底有自由气，整个环形空间全被气体充满，环形空间的液面在管鞋附近，可认为,H,0,、,p,t,p,c,，即套压近似地反映了井底流动压力的大小。,故,p,c,p,t,当,p,wf,p,b,时，井底无自由气，天然气在距井底某一高度,(,井筒压力等于或小于,p,b,的地方,),处才从油中分离出来。,一般情况下,LH,，,使,所以,p,c,p,t,在少数油井中也有,p,c,p,t,的情况，出现套压小于油压的原因，一般认为油井温度低、油稠，环形空间中液面很高，,H,与,L,相差不大，致使 ，造成,p,c,p,t,的现象。,综上所述，油井正常生产时，各压力之间的关系为：,p,r,p,wf,p,c,p,t,p,B,，,p,B,为油嘴后压力。,2.,生产分析,油井在正常生产过程中，产油量,q,0,、生产气油比,R,P,、溶解气油比,R,s,、含水量,f,、,流压,p,wf,、,套压,p,c,、,油压,p,t,、,油嘴后压力,(,或回压,),p,B,等参数，一般比较平稳。如果这些参数突然发生变化，则应及时分析，找出原因，采取措施，使油井保持稳定生产。以下仅就影响几个参数变化的可能原因进行分析。,（,1),油压的变化,（,2),套压的变化,(3),油井产量、油气比等参数的突然变化,总之，生产中发生故障，都将从产量和压力的变化反映出来。例如，油井结蜡，则会引起油压下降，流压上升、套压升高、产量下降。如油压、流压、套压都上升，但产量却下降，则可分析为由于出油管线有堵塞的结果。,(,二,),油层分析,注水开发的油井出现生产不正常时，在排除了地面、井筒中可能出现的原因之后，要进行地下油层分析。,主要分析油层内能量供消平衡中压力变化对自喷井生产的影响；注入与采出的平衡情况；多油层非均质对油井生产的影响；油层生产能力的变化，见水前后有关参数变化等。以下对压力、含水、采油指数的变化所反映的特征进行分析。,1.,油层压力,油层压力是驱油能量大小的标志，保持油层压力对油田的稳产、高产具有十分重要的意义。,油田开发前，油层各处呈均衡承压状态，此时油层孔隙中流体所承受的压力，称为原始油层压力。,P,ri,10,-3,w,H,式中,:,p,ri,原始油层压力，,MPa,；,H,油层中部深度，,m,；,w,水的相对密度；,压力系数，无因次，一般取,0.8,1.2,。,由于油田水的矿化度，重度不同以及地质构造作用的影响，地下水与地表的连通情况的影响，各油田的压力系数是不相同的。,油层投入生产后，各井的油层压力均会有变化，变化的大小取决于驱动方式和采油速度。因此，各油田应定出原始油层压力允许的下降值，做为一个开采界限。,油井的含水上升速度，常是随着注采比的增加而加快。此外，油层的非均质程度愈大，油水的粘度差别愈大，在相同的注采比条件下，油井含水上升也愈快。,2.,井底流压,井底流压受流体在油层中流动阻力及井筒流体重度变化的影响。,在油层中，注水见效油层压力要恢复，在油井工作制度不变的情况下，一般流压也要随之上升。油井含水后，油层中水驱油，油水混合流动时的阻力如小于纯油流阻力，则井底流压上升，反之，则下降。,在井筒中，含水上升时，由于水里不含有气体，在产液量相同的情况下，液气比下降，混合物平均密度增加，因此，井底流压也上升。又因井筒各断面的气体流量是上部多、下部少，气流量大的地方携带油、水能力强，气流量少的地方携带能力差，所以在含水井中，上部流压梯度小，下部流压梯度大。,3.,含水的影响,如上所述，油井含水使井中混合物密度加大，重力消耗加大，致使油井自喷能力减弱，甚至停喷。油井停喷的井底流动压力，可用以下公式计算：,p,wft,9.8H10,3,(1-,f,w,),m,f,w,w,式中：,p,wft,停喷时的井底流动压力，,MPa,；,H,油层中部深度，,m,；,w,水的相对密度，无因次；,f,w,停喷时含水百分数，；,停喷时的油压，,MPa,；,m,油气混合物的平均相对密度，无因次。,m,可按油井正常生产时计算。,w,水的相对密度，无因次；,m,=,式中,:,p,wft,、,p,t,分别为油井正常生产时的流压和油压，,MPa,。,例,1-1,某油井油层中部深度为,2000m,，正常生产时流压为,15.582MPa,，油压为,0.582 MPa,。若油井含水上升，油压降至,0.490 MPa,，油井即停喷。试计算不含水，以及含水,10,、,20,、,30,时的停喷压力。,解,：井筒中油气混合物的平均相对密度为：,m,=,0.75,不含水时停喷压力为：,p,wft,0.0098H,m,0.009820000.75,0.490,15.19 MPa,含水,10,时停喷压力为：,p,wft,0.0098H(1-,f,w,),m,f,w,w,0.00982000(1-0.1)0.75,0.1,0.49,15.68 MPa,含水,20%,、含水,30%,时的停喷压力,利用式,(1-5),经计算分别为,16.17MPa,、,16.66MPa,。,从计算中可看出，含水愈多油井愈易停喷。此外，在多油层的情况下，油井含水上升速度同见水层的压力高底及该层在全井中生产地位有关，主力油层出水，一般是含水上升速度快；而非主力油层出水，则往往含水上升缓慢；注水强度大，一般油井含水上升速度也快，反之则低。所以，含水上升速度，可反映见水层与主力油层的关系，反映注水强度等因素。,4.,采油指数,采油指数是指单位压差的原油日产量，用,J,o,表示。,式中,:,J,o,采油指数，,m,3,/(d,kPa),；其余符号意义同前。,从径向流公式,J,o,2,kh,0,B,0,ln(,r,e,/,r,)-0.5,s,可看出，采油指数,J,与油井泄油面积，流动系数,kh,/,0,有关。,(,三,),油井综合分析的方法,同一油藏上的油井，它们处于同一个水动力系统，一口井的工作制度改变都将影响其它油井，因此，在作油井分析时，必须联系周围的注水井及相邻油井的动态进行综合分析。分析时一般按以下步骤进行。,1.,掌握油层、油井的情况,2.,掌握油井生产情况,3.,进行油井综合分析,4.,制定措施,