油井油管試壓(油井上的試油隊工作)

井下作業的試油

試油工作就是利用一套專門的設備和方法，對通過鉆井取芯，測井等間接手段初步確定的油、氣、水層進行直接測試，并取得目的層的產能、壓力、溫度和油、氣、水性質等資料的工藝過程。

試油的主要目的在于確定所試層位有無工業性油氣流，并取得代表它原始面貌的數據，但在油田勘探的不同階段，試油有著不同的目的和任務。概括起來，主要有以下四點： 一口井完鉆后即移交試油，試油隊接到試油方案，首先必須做好井況調查，待立井架、穿大繩、接管線、排放丈量油管等準備工作之后，就可以開始施工。一般常規試油，比較完整的試油工序包括通井、壓井（洗井）、射孔、下管柱、替噴、誘噴排液、求產、測壓、封閉上返等。當一口井經誘噴排液仍未見到油氣流或產能較低時，一般還需要采取酸化、壓裂等增產措施。

1．通井

一口井試油前一般要求下通井規通井。通井規外徑小于套管內徑6～8mm，大端長度要求不小于0．5m。一般要通至射孔油層底界以下50m，新井要通至人工井底，老井及有特殊要求的井要按工藝設計施工。

2．壓井、洗井

⑴壓井

壓井的目的是把井下油層壓住，使其在射孔或作業時不發生井噴，保證試油和作業安全順利地進行。同時又要保證施工后油層不因為壓井而受到污染損害。壓井時若壓井液密度過大，或壓井液大量漏入油層，少則影響油層的正常生產，延長排液時間，嚴重者會把油層堵死，致使油層不出油。如果壓井液選擇的密度過低不能把油層壓住，在施工中會造成井噴。因此，施工中應當注意合理選擇壓井液的密度和壓井方式，使壓井工作真正做到“壓而不死，活而不噴，不噴不漏，保護油層”。

①壓井液選擇

根據油層穩定靜壓值計算壓井液密度。

對新井試油作業，可按鉆開油層時的泥漿密度壓井。

②壓井方法

現場常用的壓井方法主要有灌注法、循環法和擠壓法。

灌注法：即往井內灌注一段壓井液就可以把井壓住。對一些低壓低產油層上返試油時采用。

循環法：這種方法現場應用較多。它是把配好的壓井液泵入井內進行循環，將密度大的液體替入井筒，從而把井壓住。循環壓井法按進液方式不同又分正循環和反循環兩種工藝。正循環壓井的優點是對油層回壓小，相對來說對油層污染小，缺點是對高油氣比井、氣井、高產井，壓井液容易氣浸而造成壓井失敗。反循環壓井，一般現場采用較多，尤其對壓力產量較高的井比較適用。一開始先循環清水，然后大排量反循環泥漿，當泥漿進油管鞋時，控制井口，直到進出口泥漿性能一致，壓井容易一次成功。反循環的缺點是對油氣層回壓大，相對來說對油層污染較嚴重。施工中若循環不通，嚴格禁止硬蹩，將泥漿擠入油層。

擠壓法：對事故井或井內無油管井不能構成循環時，常用此法。方法是先打清水墊子，然后用泥漿擠壓，泥漿擠入深度應在油層頂部以上50m，擠完關井一段時間后，開井放噴，觀察壓井效果。重復擠壓時必須將前次擠入泥漿噴凈后進行。

⑵洗井

洗井就是將油管下入一定深度，然后把洗井液泵入井內，在油管與套管環形空間構成循環，不斷沖洗井壁和井底，把臟物帶出地面，保證井筒和井底的清潔。在清水壓井射孔前、壓裂或酸化等增產措施施工前、打水泥塞（注灰）前、油層砂埋或井底沉砂較多時均要洗井。

洗井方式通常采用正循環和反循環洗井兩種。正循環洗井沖洗強，容易沖開井底臟物和沉砂，但洗井液在環形空間上返速度慢，因而攜帶臟物能力較小。反循環與正循環相反，沖洗能力弱，攜帶臟物的能力強。但對油層的回壓大，不利于保護油層。

選擇哪種洗井方式較好，是根據油井的具體情況和設計要求而選擇，有時正反循環結合交替洗井，采用正循環沖開井底沉積泥砂、水泥塊等，再采用反循環將臟物帶出。

洗井過程也和壓井一樣，應該注意可能發生的現象，及時分析和判斷作出相應的措施。如洗井時遇有較大漏失應立即停止洗井。

3．射孔

射孔就是用電纜或油管將專門的井下射孔器送入套管內，射穿套管及管外水泥環，并穿進地層一定深度的井下工藝過程。

射孔的目的是建立地層與井眼的流通孔道，使地層流體進入井內。

常用的射孔方式有普通射孔、過油管彈射孔和無電纜射孔。勝利油田常用的射孔器類型有57—103、73、85、51型及勝利油田生產的SSW－78型過油管彈等。

⑴普通射孔

這種射孔方式是相對過油管彈射孔而言。就是壓井后起出井內油管，再下入射孔器在套管內射孔的方法。常用的槍型是57—103、85、73型等有槍身射孔器，射孔深度是根據油層和套管接箍來確定射孔油層的準確深度。

采用普通射孔時，井筒內必須灌滿壓井液。射孔前必須裝上防噴裝置，如防噴閘門等。

⑵過油管彈射孔

過油管彈射孔是一種不壓井射孔工藝。它是將尾端帶有喇叭口的油管下到所需射孔井段以上，然后將射孔器從油管下入，經喇叭口下入到油層井段位置，進行射孔。

采用過油管彈射孔時，井口上裝有液壓防噴盒，不需要泥漿壓井，而且一般可以做到負壓射孔，減少射孔中壓井液對油層污染。對一些低壓油層，為了做到負壓射孔，可采用降低井內液柱的辦法。使靜液柱壓力低于地層壓力，從而達到負壓射孔。

采用過油管彈射孔，油管底部必須下有喇叭口，且喇叭口外徑不得小于100mm，內徑85～90mm，并且須有圓角。油管下至油層附近短套管以上30～50m。

⑶無電纜射孔

無電纜射孔又稱油管輸送式射孔，是在油管柱尾端攜帶射孔器下入井內進行射孔的一種方法（簡稱TCP）。其原理是根據油井所要射孔的油氣層的深度、位置，用有槍身射孔器全部串連在一起聯接在管柱的尾端，形成一個硬連接的管串下入井中。通過在油管內測得放射性曲線或定位短節方法，確定射孔井段，然后引爆。為了實現負壓射孔，在引爆前可以通過降低井內液面或打開事先下人的封隔器下的通道口閥，使射孔井段液柱壓力低于地層壓力，以保護射開的油氣層。

4．下管柱

一個油層經射孔打開后，要及時下入測試管柱。按井下情況，施工設計要求的不同，管柱結構分光油管、封隔器、測試儀等幾種管柱類型。

⑴光油管管柱

下光油管底部應帶十字架或防掉工作筒。設計要求用過管彈射孔的井，油管底部要帶喇叭口。油管深度在正常情況下，應完成于油層中上部。射開厚度很小時可完成在油層頂部。裸眼完成井一般油管完成在套管鞋底部。

⑵封隔器管柱

①單封隔器管柱試油

現場使用時有兩種管柱結構：一種是用單封隔器帶篩管進行單層試油，封隔器卡在已試油層和待試油層之間，管柱底部帶絲堵，篩管對準油層。另一種是用單封隔器帶配產器分試兩層，投撈堵塞器分別測試兩層。

②雙封隔器管柱分層試油

下入雙級封隔器將射孔層分隔三層，對三個油層投撈堵塞器分別測試。

除上述兩種封隔器分層試油管柱外，還可下三級封隔器分試三層、四層油層。由于投撈工序麻煩，油田很少用。

管柱下入深度要求：預計不出砂層，各級配產器下至油層中部或頂部。預計可能出砂層，封隔器盡量靠近測試層底界，各級配產器緊接在封隔器之上。

③地層測試管柱

裝好各種儀表、測試工具，按測試管柱順序連接下入井內。下鉆過程中要輕提慢下，嚴禁猛剎猛放，防止封隔器中途座封，確保測試閥始終保持關閉狀態。

管柱下入預定的位置后，裝好井口控制頭和地面管線，加壓座封封隔器。

5．誘噴

無論是射孔井還是裸眼井，試油前井內一般都充滿著泥漿或其他壓井液，因而油層與井底之間沒有油氣流動。只有經過誘噴排液，降低井內液柱對油層的回壓，在油層與井底之間形成壓差，使油氣從油層流入井內，才能進行求產、測壓、取樣等測試工作。

誘噴排液常用的方法有替噴，抽汲、氣舉、混排、放噴等。不管采用哪種方法，其實質都是為了降低井內液柱高度和減小井內液體密度。

⑴替噴

替噴就是用密度較小的液體將井內密度較大的液體替換出來，從而降低井內液柱壓力的方法。一般現場常用清水替出泥漿，有時為了保護油層，也采用輕質油進行替噴。替噴方法有一次替噴和二次替噴。

①一次替噴法把油管下到距人工井底以上1m左右，用清水把泥漿一次替出，然后上提油管至油層中部或上部。這種方法只適用于自噴能力不強，替完清水到油井自噴之間還有一段間歇，來得及上提油管的油井。

②二次替噴先將油管下到距人工井底以上1m左右，替入一段清水把泥漿替到油層頂部以上，然后上提油管至油層中部裝好井口，最后用清水替出油層頂部以上全部泥漿。這種方法適用于替噴后即可自噴的高壓油井。

⑵抽汲

經過替噴后，油井仍不能自噴時，可采用抽汲法進行誘噴排液。

抽汲就是利用專門的抽子，通過鋼絲繩下入井中上下往復運動，上提時把抽子以上液體排出井口，同時在抽子下部產生低壓，使油層液流不斷補充到井內來。抽汲時是用一部通井機上纏鋼絲繩，鋼絲繩通過地滑車、天車再與繩帽與加重桿連接，加重桿下接抽子，這樣就構成一套抽汲系統。

勝利油田抽汲用的抽子主要是兩瓣抽子。

⑶氣舉

清水替噴后，油井仍不能自噴。也可采用氣舉誘噴。氣舉法就是利用壓風機向油管或套管內注入壓縮氣體，使井內液體從套管或油管中排出。

①普通氣舉法分正舉和反舉。正舉就是利用壓風機從油管內注入高壓壓縮氣體，液體從套管返出。反舉就是高壓壓縮氣體由油套管環空間進入，液體從油管返出。

②氣舉孔氣舉法為了加快排液速度，深井試油可利用氣舉孔氣舉法排液。氣舉孔氣舉法就是根據井深和液面高度以及壓風機的排量和工作壓力，在油管的不同深度配上帶有不同小孔徑的短節，將井內液體分段舉出。施工時，用壓風機向套管注入高壓壓縮氣體，當壓縮氣體到達氣舉孔深度時，一部分氣體從小孔進入油管，使油管內液體混氣降低密度。與此同時，一部分壓縮氣體繼續下行頂替套管中的液體，當油管內混氣達到一定程度時，在氣流攜帶下將液體噴出，這樣逐級分段將井筒液體排出。

③氣舉加抽汲法利用套管氣舉，油管同時進行抽汲的舉抽混合排液法也是現場行之有效的排液方法。使用時應注意邊舉邊抽，連續排液；井淺和管柱帶有氣舉孔時，注意防止舉通時頂抽子事故發生。

⑷混氣水排液

混氣水排液是通過降低井筒內液柱密度的方法來降低井底回壓。其方法是從套管用壓風機和水泥車同時注氣和泵水，替置井內液體。由于氣量和水量的比例不同，注入的混氣水密度就不一樣。使密度從大到小逐級注入，井底回壓也隨之逐漸下降，從而在地層和井底間建立足夠壓差，達到誘導油流的目的。

⑸放噴

一口井經排液誘導自噴后，即可進行放噴。放噴的目的是排除井筒積液，使油層暢通達到正常出油。根據油層產能高低可采用井口閘門或裝油嘴控制、油套管倒換放噴。放噴中若發現油層出砂，應立即裝油嘴控制。放噴合格標準為：

⑵非自噴井求產

非自噴井根據油層供液能力大小和流體性質不同，可選用抽汲和氣舉法求產。

①抽汲求產按地層供液能力大小采用定深、定時間、定次數進行抽汲，使動液面始終保持在一定深度。這樣連續求得兩天的油水穩定產量及油水分析樣品，產量波動范圍小于20%。

②氣舉求產把油管完成在某一位置，采用定深、定時、定壓氣舉，求得油層產液量。氣舉周期由油層供液能力確定。連續求得兩個日周期以上產量。

對稠油井可將油管提到一定位置，用熱水將原油替出計量，然后用壓風機將油管鞋以上水掏空，等液面上升后再替出原油來計量，連續注得三個周期產量。此法只能粗略求得近似產量，地層是否出水無法落實。

⑶低產井求產

低產井是指低于工業油流標準的井，由于地層供液能力差，采用上述非自噴井求產方法有一定困難。一般要求這類井經混排、舉抽后，將液面降至要求掏空深度范圍內，可采用測液面配合井底取樣的方法確定產能。

①根據液面上升計算產液量

②進行井下取樣落實水性

③反洗井計量產油量

7．測壓

測壓是測試的一個重要環節，自噴井求產合格后，下壓力計測流壓，然后關井測壓力恢復，壓力恢復穩定則不再測靜壓，否則再下壓力計補測靜壓。非自噴井根據要求，求產前或求產后等井口壓力恢復穩定，需下壓力計實測油層靜壓。

8．封閉上返

一個試油層試油結束后，若需封閉上返其他層位時，可按井下情況和方案要求確定上返方法。一般應盡量使用井下封隔器。除此以外常用的封閉方法有注灰、填砂壓膠木塞、橋封、電纜式橋塞等。

注灰是目前分層試油中封閉水層最常用的方法。作法是將油管下至預計水泥塞底界，將計算好的水泥漿替到預計位置，然后上提油管到預計水泥塞面反循環，將多余的灰漿沖洗掉，最后上提油管，關井候凝。

為了保證施工安全，提高注灰成功率，注灰時井下應清潔，液面平穩無氣侵、無漏失。灰漿嚴格按試驗配方配制并攪拌均勻。替灰漿用的液體應與井內液體密度一致，并要準確計量，替完水泥漿后應上提油管至要求水泥塞面以上1m左右反循環洗井。反洗后上提油管不少于50m（5根）。注灰后的口袋一般不少于10m。試壓時，清水正加壓12MPa，或泥漿正加壓15MPa，30min壓降小于0．5MPa為合格。

油井試油是什么？

所謂試油，就是對確定可能的油氣層，利用一套專用的設備和方法，降低井內液柱壓力，使產層內的流體流入井內并誘導到地面，從而取得流體產量、壓力、溫度、流體性質、流動規律和地層參數等資料的工藝過程。試油的目的和任務就是為了獲取這些資料，為確定油田開采的工業價值、開采儲量，以及油井的生產能力等提供可靠的依據。此工藝過程的成敗，關系到人們對基本石油地質條件的認識和深化，關系到前期的投入是否能夠獲得豐厚的生產效益，關系到對新、老油區的評價認識。

一、試油的方式

（1）多油層合層試油：全井所有油層同時打開進行試油，以求得油井的最大產能。這種方法多在油田勘探初期階段第一、第二口井發現油流時采用，也用于合層開采的油井。

（2）分層系統試油：對需要測試的油層，自下而上逐層射孔、逐層測試，測試完一層注水泥塞或下丟手封隔器封閉該層，改試上層；也可對油層的某一個層位先進行測試，然后再測試其他層位。

（3）鉆井中途測試：在鉆井過程中，遇到油氣顯示時，也可停鉆進行試油，以便及時獲得顯示層位的地質資料，盡快發現新的油氣藏。

二、試油的主要工序

油井試油工藝程序一般為：通井、洗井、沖砂、試壓、射孔（對于射孔完成的井）、誘導油流、求油氣層產能等。其中，誘導油流是最重要的一道工序，如果經過誘導之后井未噴，則應采取重復射孔或壓裂、酸化等特殊技術，以達到誘導油流的目的。

通井的目的一是清除套管內壁上粘附的固體物質，如鋼渣、毛刺、固井殘留的水泥等；二是檢查通徑及變形、破損情況；三是檢查固井后形成的人工井底是否符合試油要求；四是調整井內的壓井液，使之符合射孔要求。

洗井的目的是為了井筒干凈，清除套管內壁上粘附的固體物質或稠油、蠟質物質，為下一步施工掃清道路。洗井可分為正循環洗井和反循環洗井兩種方式。正循環洗井是將洗井液從油管打入，套管返出；反循環洗井是將洗井液從套管打入，油管返出。在施工中，當泵的排量足夠大時，應采取正循環方式，此時對油層回壓小，臟物不易阻塞油層；當泵的排量較小時，可采用反循環方式，此時液體上返速度較快，攜帶臟物的能力較強，但對油層的回壓較大。洗井期間，要用盡可能大的排量，不停泵，才能把井洗干凈。

對于因井下有沉砂未達到人工井底或未達到要求深度的井，應進行沖砂。

井筒試壓的目的一是檢查固井質量；二是檢查套管密封情況；三是檢查升高短節、井口和環形鐵板的密封情況。根據井身條件可進行增壓試壓或負壓試壓。

射孔的內容本書第四章中已述及，此處不再重復。

油氣層射開后，為了防止井噴，油氣井內充滿著鉆井液或其他壓井液。只有降低井內液柱壓力，造成儲集層壓力大于井內液柱壓力，才能使油氣從儲集層流入井內，這一過程稱為誘導油流，是試油工作的一道主要工序。誘導油流的方法很多，如抽汲法、提撈法、替噴法、氣舉法、混氣水排液法及連續油管注入液氮氣舉法等。其中，抽汲法、提撈法是通過降低井內液柱高度來減小井筒液柱壓力，其余方法均是通過降低井內壓井液密度來減小井筒液柱壓力。不同的油井，具體采取何種誘導油流方法，應根據油氣層性質、產液能力等具體情況而定。

油氣層產能是油氣層在某一生產壓差下的產量。求油氣層產能一般簡稱求產。求產過程中的生產壓差受求產工作制度的控制，在某一工作制度的產量能夠反應油氣層產液能力。

什么是氣舉采油？

氣舉采油技術已有一百多年的歷史。國外主要產油國，氣舉采油占人工舉升采油的15%，氣舉采油的產液量占機采總量的30%，為第二大人工舉升方式。我國中原、塔里木、吐哈、大慶、遼河、四川、南海東部等油氣田相繼采用了氣舉采油方法，已初步形成一定的氣舉采油生產規模。氣舉采油設計正在向計算機自動化發展，工藝逐步配套，效率不斷提高。

氣舉采油(Gas Lift)是從地面將高壓氣體注入油井中，降低油管內氣、液混合物的密度，從而降低井底流壓的一種機械采油方法。利用氣體的膨脹能舉升井筒中液體，使停噴、間噴或自噴能力差的油井恢復生產或增強生產能力。

氣舉井與自噴井有許多相似之處，其井筒流動規律基本相同。自噴井依靠油層本身的能量生產，而氣舉井的主要能量來自于高壓氣體。油管下到油層中部，沉沒度最大，可獲得最高的油管工作效率。即使將來油層壓力下降，也能保持較好的氣舉油效果。

氣舉采油的優點很多，如排液量范圍大、舉升深度大、井下無機械磨損件、操作管理方便等。對含砂、結蠟、結垢以及含腐蝕性介質的油井優勢明顯。也可用于油井誘噴、排液、氣井排水采氣及小井眼的采油等。特別適用于有高壓氣源可供利用的油井。深井、高氣油比一和復雜結構油井的生產費用明顯低于其他人工舉升方式。

氣舉方式分為連續氣舉和間歇氣舉。可根據產液量或產液指數、井底壓力、舉升高度、氣液比等做出選擇。

一、氣舉系統多數氣舉系統設計成氣體可重復循環的流程。從油中分離出來的低壓天然氣經壓縮機增壓，重新注入油井以舉升液體。少數井可以直接利用高壓氣井的氣源。

圖6-11所示的循環系統適于連續氣舉。為保證間歇氣舉的瞬時注氣，可增加儲氣罐，僅利用管線的貯氣能力難以操作和調節。氣舉系統一般由壓氣站、地面配氣站、單井生產系統和地面生產系統構成。在此只討論單井生產系統，地面生產系統與其他舉升方式基本相同。

圖6-11氣舉系統示意圖

1.壓氣站壓氣站主要包括進氣處理裝置和壓縮機組，后者是核心。常用天然氣作為氣舉的工作介質，有時也用氮氣或燃燒過的空氣。工作介質的質量會直接影響壓縮機的效率和壽命。壓氣站多選用往復式壓縮機。

2.配氣站配氣站的作用是按一定的壓力和流量，給各氣舉井分配高壓氣體。連續氣舉可在配氣站按需分配氣量,也可用井口節流裝置的孔徑來控制單井的注氣量;對于間歇氣舉，必須增加精心設計的配注開關系統。在配氣站或井口一般采用雙筆記錄儀，連續記錄各氣舉井的油壓、套壓變化，以便及時了解單井工況。

3.氣舉采油井氣舉采油井有兩條通道,一條是油、套管環形空間，壓縮氣體的進入通道；另一條是油管，油氣混合物的產出通道。兩條通道的作用可以互換。油、套管環形空間和油管構成U型管。到達井口的高壓氣體的壓力是氣舉井生產的地面注氣壓力。在井口可以安裝氣嘴，以便將來氣壓力降到井口所需的注氣壓力。

4.氣舉管柱結構常用的單管氣舉管柱結構有開式、半閉式和閉式三種。

1)開式管柱油管管柱不帶封隔器，氣體能從油管底部進入油管,如圖6-12(a)所示。地面注氣壓力波動會引起環空液面升降。每次關井后，必須重新卸載。一般不宜采用此種管柱結構。

圖 6-12氣舉井管柱結構

2)半閉式管柱單封隔器完井，能阻止注入氣體從油管底部進入油管。油井一旦卸載，流體就無法回到油、套環形空間(環空)。這種結構既適用于連續氣舉也適用于間歇氣舉，如圖6-12(b)所示。

3)閉式管柱單封隔器及固定閥完井。以半閉式裝置為基礎，在油管柱末端加裝單流閥。避免了開式結構的種種弊端，使高壓氣體和井筒液體不能進入地層，如圖6-12(c)所示。

二、連續氣舉連續氣舉(Continuous Gas Lift)是最常用的氣舉采油方式。可以看作是自噴井生產的一種變型。在氣舉過程中，高壓氣體連續地從油、套環形空間注入，通過裝在油管上的氣舉閥進入油管，并與油井產出的流體混合，降低混合液的密度，從而降低井底流壓，將井筒流體連續舉升到地面,同時地層連續、穩定地生產。連續氣舉也可以采用油管注氣，環空產出混氣液的方式。氣舉設備(Gas Lift Equipment)主要包括壓縮機、配氣管匯、注入管柱、氣舉閥及相關的計量控制設備等。

連續氣舉的顯著特點是：能夠充分利用注入氣和地層產出氣的膨脹能量；注氣量和產液量相對穩定；排液量大。對于2000m深的油井，連續氣舉的經濟產量一般大于30m3/d。

三、啟動壓力和工作壓力油井停產后，井筒積液不斷增加。油管和套管內的液面最終會上升到一定位置并穩定下來，這時的液面叫靜液面(Static Liquid Level)。油井穩定生產時的環空液面叫動液面(Procing Fluid Level)。

當壓縮機向油、套環形空間注入高壓氣體時，環空液面將被擠壓下降。根據U形管原理，環空中的液體將被擠入油管，使油管內液面上升。不斷提高壓縮機壓力，環空液面最終會降到油管鞋處，此時對應的井口注入壓力稱為啟動壓力。啟動壓力是使環空液面下降到油管鞋處，壓縮機需提供的最大壓力。高壓氣體進入油管后，混氣液密度降低，液面不斷升高直至噴出地面。不斷注入高壓氣體，井底流壓會持續降低。當其低于油層壓力時，油層中的流體會流到井中，致使油管內的混氣液密度有所增加，壓縮機的注入壓力也隨之增加。經過一段時間后趨于穩定，最后達到一個協調、穩定的工作狀態。油井達到穩定氣舉生產所對應的壓縮機壓力稱為工作壓力。

在上述過程中，壓縮機的壓力變化如圖6-13所示。pe為啟動壓力，是氣舉過程中最大的井口注入壓力。po為氣舉生產趨于穩定時的井口注入壓力，即工作壓力。啟動壓力與油管下入深度、直徑以及靜液面位置有關。在中、深油井中，如果油管下入較深，地面壓縮機將需要很高的輸出壓力才能將氣體經油管鞋注入油管，使油井投入正常生產。當靜液面深度一定時，降低油管下入深度可降低啟動壓力。但是，當降到一定程度時，油井將無法正常生產。氣舉井的啟動壓力有兩個極端值。

圖6-13壓縮機壓力變化曲線

(1)靜液面很高，靠近井口。環形空間的液面還沒有被擠到油管鞋，油管內的液面已溢出井口。此時，啟動壓力最大，就等于整個油管長度上的液柱壓力：

最大啟動壓力，Pa；L——油管長度，m；ρL——液體密度，kg/m3；g——重力加速度，m/s2。

(2)當油層的滲透性較好，而且被擠壓的液面下降很緩慢時，從環形空間擠出的液體部分被油層吸收。在極端情況下，液體全部被油層吸收。當高壓氣到達油管鞋時，油管中的液面幾乎沒有升高。這種情況下，啟動壓力最低，由油管的沉沒深度確定,即：

式中p″e——最小啟動壓力，Pa；h′——沉沒度，m。

沉沒度是油管沉沒在動液面以下的深度，即油管鞋到動液面的距離。

e和p″e之間。

由圖6-13可以看出,啟動壓力pe明顯高于工作壓力po。如果壓縮機的額定輸出壓力小于啟動壓力，就無法把環空中的液體壓入油管，氣體不能進入油管就無法實現氣舉。要想實現氣舉，需大功率的壓縮機來保證氣舉的啟動。但正常生產時又不需要這么大的功率，勢必造成壓縮機功率的浪費，并增加了投入成本。為了在低成本下實現氣舉，必須降低啟動壓力,有效的方法是安裝氣舉閥(Gas Lift Valve)。

四、氣舉卸載過程氣舉井的啟動過程實際上是降低井內流體載荷的過程。因此，也稱為卸載過程。

理論上講，氣舉深度可以從井口到井底。然而，高壓氣井或壓縮機組提供的注氣壓力有限，使氣舉深度受到限制。為此，必須用卸載閥逐級卸載，降低液面和氣舉的啟動壓力，降低井底流壓，增加地層的產出量。卸載是大多數氣舉井生產的前提。無論是連續氣舉，還是間歇氣舉，卸載都是必經的工藝過程。在各類氣舉裝置中，氣舉閥都是多只串聯下入井中，自上而下工作，保證舉升井在最短時間內完成逐段卸載。油管鞋以上20m處可預先設置一個底閥作備用，以適應地層壓力下降引起的舉升深度增加。

氣舉管柱下井時，所有氣舉閥處于打開狀態。注入環空的高壓氣體將環空流體通過所有的氣舉閥壓入油管；隨后，高壓氣通過露出的第一個氣舉閥進入油管，進行卸載；第二個氣舉閥露出后，第一個氣舉閥關閉，注入氣從第二個氣舉閥進入油管繼續卸載；第三個氣舉閥露出后，第二個氣舉閥也關閉，注入氣經第三個氣舉閥進入油管，卸載繼續進行。高壓氣體持續下壓環空液面，直至排液能力達到設計的生產能力，卸載成功。此時進氣的氣舉閥就是正常氣舉生產的工作閥。底閥暫不露出液面。

五、氣舉閥原始的氣舉工藝只是按照計算深度在油管上開一些小孔。注入的高壓氣體通過小孔進入油管，降低油管內的混合液密度，排出其上油管中的液體。當油管內的壓力下降到設定值時，需要關閉該孔，以便于高壓氣體集中進入第二個孔。氣舉閥應運而生，它就是可以根據需要能夠關閉的智能閥孔。其作用就是使高壓氣體中途進入油管，排出該氣舉閥之上的液體，從而降低啟動壓力。氣舉閥關系到氣舉井能否正常生產。氣舉閥的發明、充氣波紋管氣舉閥的問世，給氣舉工藝帶來了革命性的飛躍。

1.氣舉閥的作用氣舉閥的作用主要有以下幾點：

(1)在油管柱上形成可開關的注氣通道。

(2)降低啟動壓力,用較小的壓縮機把井內液面降至注氣點處，啟動氣舉,并以正常生產所需的注氣壓力按預期的產量進行開采。

(3)靈活改變注氣深度，以適應地層供液能力的變化；(4)改變舉升深度，增大油井生產壓差，清潔油層，解除污染。

(5)間歇氣舉的氣舉閥可以防止過高的注氣壓力對下一個注氣周期產生影響。控制每個周期的注氣量。

(6)單流氣舉閥可以阻止井液從油管向環空倒流。

2.氣舉閥的結構最常用的是充氣波紋管氣舉閥，它由充氣波紋管、閥桿、閥球和閥孔等構成。在波紋管內預先充入氮氣構成加載單元，起到類似于彈簧的加載作用。如圖6-14所示，由于波紋管的承壓面積Ab大于閥孔的截面積Av作用于Ab上的壓力就是氣舉閥的控制壓力。因此，(a)圖所示為氣壓(即奎壓)控制氣舉閥；(b)圖為液壓(即油壓)控制氣舉閥。因充氣壓力隨環境溫度而變化，氣舉閥下井前要以井溫為準調試波紋管腔室的充氮壓力。

圖6-14充氣波紋管氣舉閥六、間歇氣舉間歇氣舉(Intermittent Gas Lift)是指將高壓氣體間歇地注入井內，使井內的液體周期性地噴出井口的采油方式。間歇氣舉能建立更低的井底流壓，但需要的瞬時注氣量更大。對于低壓地層、中低產量階段，間歇氣舉在經濟成本和靈活性方面，優于其他人工舉升方式。

間歇氣舉有常規間歇氣舉、柱塞氣舉、腔室氣舉、球塞氣舉等多種形式,前兩種最為常用。間歇氣舉僅適用于油管氣舉，普遍選用半閉式或閉式氣舉裝置。間歇氣舉大多使用液壓控制氣舉閥，要求工作閥具有大孔徑注氣通道，并且能迅速打開，以便有效地將液體段塞頂替到地面上來。同時，最大限度地降低注入氣的竄流量和液體的回落量。

1.常規間歇氣舉常規間歇氣舉是連續氣舉的一種變型，將連續注氣改為間歇注氣。因此，連續氣舉的卸載、設計等都可用于常規間歇氣舉。當連續氣舉不能順利實施卸載時，可以用常規間歇氣舉提高瞬時注氣量，卸載后再用連續氣舉方式進行生產。在氣舉開采中后期，為了節省氣源或增加排液深度，也常常把連續氣舉改為常規間歇氣舉。常規間歇氣舉可以作為強化排液的手段。

從地面上調節注氣壓力，只有當工作閥之上聚積了足夠高度的液柱時，工作閥才能被打開，使氣體進入油管而舉升液體。一個注氣周期可分為四個階段。

1)液體在油管中上升在這個階段，來自供氣管線的氣體經地面控制器進入環空，再通過工作閥進入油管內，推動液體段塞向上運動。同時，流體繼續從地層流入井底。上升過程中，由于注入氣的滑脫竄入及充氣尾端回落，液體段塞的長度逐漸減小。當液體段塞頂部到達地面時，這個階段結束。

2)液柱產出液體不斷上升，部分液柱從井口產出。加上氣體的竄入和液體回落，油管中液體段塞的長度急劇縮短，流速變得很大。當氣體前沿到達井口時，這個階段結束。只有在最短的時間內把整個液體段塞舉升到地面，才可獲得良好的經濟效果,因此工作閥必須是快速打開型的，使氣體能夠高速通過工作閥的整個截面。前兩個生產階段，液體的速度不應降低。

3)夾帶液的產出當氣泡突破液體到達地面時，該階段開始。液體段塞的產出減小了液柱壓力和系統阻力，導致氣體流速迅速增加。高速氣流的沖刷使液膜破碎成液滴，大量液滴伴隨氣流被帶出井口。這個階段持續到油管內的氣體停止流動。

4)液柱再生未產出的液滴、管壁上的液膜回落到油管底部與油層產出的液體匯合。再次把氣體注入環形空間，壓力達到預定值時，打開快速開啟型工作閥，開始下一個新的循環周期。

在間歇氣舉的四個階段中，只要井底流動壓差存在，地層流體就不斷流向井底。

2.柱塞氣舉通過對常規間歇氣舉的管流特征及工況分析發現,氣體竄流和液體回落對氣舉效率的影響極大。柱塞氣舉就是在油管中增加一個活動柱塞，形成氣、液間的固體界面，阻止或減少液體回落和氣體竄流。柱塞氣舉能夠降低氣體注入量，增加每周期的產液量，提高舉升效率。而且，柱塞周而復始的往復運動還能防止結蠟、結垢。柱塞氣舉是常規間歇氣舉的一種變型。

柱塞是柱塞氣舉的心臟部件，其結構和材料對舉升效果影響極大。柱塞有許多類型，不同柱塞的液體回落量不盡相同。理想的柱塞應包括以下三方面的特性：

(1)柱塞要有良好的耐磨性、抗震性和在油管內的防卡性；(2)在上行過程中，柱塞與油管間要有良好的密封性能；(3)在下落過程中，柱塞能迅速通過氣體或液體下降，下降阻力小。

不同的井能量不同，同一口井在不同時期能量也不一樣。根據地層能量大小可將柱塞氣舉分為普通柱塞氣舉和注氣柱塞氣舉。當地層氣液比達到最佳時，井剛好能在最佳條件下運行。當地層氣液比大于最低氣液比時，利用地層能量就能進行柱塞氣舉，即普通柱塞氣舉。普通柱塞氣舉是自噴的延伸,每個循環周期分為三個階段：柱塞上行，柱塞下落和壓力恢復。

當地層氣液比小于最低氣液比時，僅僅依靠地層的能量是不能實現柱塞氣舉的。需要補充注氣的柱塞氣舉稱為注氣柱塞氣舉。根據其運行條件和柱塞的動態特征，每個循環劃分為四個不同的階段：柱塞上行、液體段塞產出、氣體放噴和段塞再生(氣體壓力恢復)，與常規間歇氣舉的各階段一一對應。

油井上的試油隊工作

這問題太專業太NB了

試油測試是油氣勘探取得成果的關鍵，是尋找油氣田、了解地下情況的最直接手段，也是為 開發提供科學依據的重要環節。試油測試工藝技術的發展經歷了三個階段，即以常規試油 為代表的第一階段，以地層測試器試油為代表的第二階段，以地層測試器、電子壓力計和三 相分離器等技術綜合應用的第三階段。第三階段，在引進、消化、推廣國內外試油技術及 裝備的基礎上 ，針對大慶探區“三低”油層及致密氣層的地質特點，全面發展和完善了試 油 測試工藝技術。資料解釋技術也從手工計算、繪圖發展到全國應用計算機進行解釋，油藏評 價從簡單的試井分析向油氣層綜合解釋、評價方向發展

試油隊工作，簡單的說采集油樣氣樣，上大班提下油管，上小班看井，還有很多很多的雜事，腦力與體力相結合

工作流程:試油工在做好準備工作后便開始進行“試、探、提”作業了。“試”就是試壓，對井口采油樹及井下套管密閉性能進行檢測；“探”就是將油管繼續加深到井底，為了后續工作中錄取試油資料更準確，試油工還要用清水洗井筒。之后，試油工還將參與測井射孔作業，將配好的特殊藥液用泵車打入井下，送到即將射孔的井段，其目的是為了減少對射開井段地層造成的污染。

最后是“提”的過程，就是把下到全井筒的油管再全部提上來。提上來的油管必須擺放整齊，每10根一出頭，以便計算油管長度和井深。

這個過程既耗時，又費力。以一口5000米的油井為例，連續提油管作業的時間一般都在10個小時以上。也就是說，一個班次幾個人要把提油管作業這套程序重復十幾個小時。

等到把油管全部提上來之后，試油工就住在井上錄取資料了。每1小時記錄一次井口壓力，每2小時記錄一次產量。

下油管時先裝好喇叭口上井，下到4-5根時安裝自封封井器，下方到最后4-5根時拆除自封封井器，然后最后一根上油管掛。

錄取資料的工作雖然不比提油管那么辛苦，但要有很強的責任心。因為一旦錄取的試油資料不詳實、不準確，那么一口單井、或者一個區塊，甚至是一個油藏就可能在試油工手中就被“槍斃”掉

由于工作的種類太多如果工作流程一一說清楚都到下個星期了

工作設備主要是，試油井架，井架繃繩6根，井口裝置，什么采油樹，封井器，防噴器，油管懸掛器，天車，游動滑車，打勾，油管吊卡，吊環，22mm鋼絲繩，排污方灌2-4個，油管若干（看井產量 如果壓力產量過大可以用3寸防硫加厚油管等，一般用2寸半油管）值班房，還有很多工具例如喇叭口，管鉗 榔頭 扳手都是必要的。

一般就是錄取資料，效益看你井出的情況了，如果你試出很大的產量，領導一高興絕對多多的給

設備多少錢呵呵，這個就難算，如果光是井上設備 也就不到50W，如果你要把抽吸車光車等配合作業的東西都算上的話呵呵，如果沒有500W還是別干了。

平常工作注意安全，注意防硫化氫，值班房配備增壓式呼吸器，硫化氫監測儀等設備。

誰能解釋下采油試油的具體步驟!!!感謝

根據油井的差異，試油的步驟也不同，具體怎么操作，要依據試油設計。現場常用的一般有兩種：抽汲試油、射孔測試聯作試油。

這里以新井抽汲試油為例來說明試油的操作步驟。

1、搬上，安裝作業設備，經驗收合格后開工。

2、按照設計要求，安裝井口、封井器等。

3、下通井油管。通井——替漿——探人工井底——套管試壓；按設計要求，替入射孔液，起通井油管。

4、下射孔油管（指油管傳輸射孔），校深、射孔。

5、按設計要求的關井時間，觀察井口壓力，錄取油壓、套壓。如果設計要求測靜壓，則需關井后測靜壓。

6、抽汲。下入抽子，進行抽汲試油。抽汲中，當抽極到一定程度，液量、液面基本穩定時，一般按“三定”來抽汲。即定時間、定抽深。定抽次，以錄取油井的液面恢復速度和產量。

7、取全取準各項資料。主要有液量、油量、水量、氣量、氯離子、油壓、套壓、抽深、抽次、動液面，以及抽汲時間等資料。靜態資料有試油的層位、射孔井段、套管規格，井深結構、完井方式等等，如果設計有特別要求，還需要對油、水、氣做全分析，以搞清組分。

8、當排出液量達到設計要求后，根據油井壓力、出油情況，按設計要求洗井，起射孔油管。

9、按設計要求完井，或進入下一步措施作業，如酸化、壓裂等，但這些措施作業一般不歸入“試油”作業。

射孔測試聯作試油，是將射孔槍、測試工具、封隔器配成一體化油管，下入井中，按照設計要求，對油層逐層試油。每射開一個層位后，要經過“開井—關井”等程序，以掌握油層的壓力、氣量、油量情況，最后進入抽汲。該工藝較為復雜。

油井采油技術是什么？

油井試油并確認具有工業開采價值后，如何最大限度地將地下原油開采到地面上來，實現合理、高產、穩產，選擇合適的采油工藝方法和方式十分重要。目前，常用的采油方法有自噴采油和機械采油（見圖5-1）。

圖5-1采油方法分類

一、自噴采油

依靠油層自身能量，將石油從油層驅入井底，并由井底舉升到地面，這樣的生產方式稱自噴采油。依靠自噴方法生產的油井稱為自噴井。自噴井地面設備簡單、操作方便，產量較高，采油速度快，經濟效益好。

（一）自噴井采油原理

1．原理油井之所以能夠自噴是由于地層能量充足。地層能量的高低就反映在油層壓力的高低。當地層打開之后，原油在較高的地層壓力作用下，從地層深部向井底流動，克服了地層的滲濾阻力，剩余后的壓力是井底壓力。原油在井底壓力作用下，沿著井筒從井底流到井口，同時溶解在原油中的天然氣開始分離出來，氣體也會成為舉升原油的能量。

2．自噴井的四種流動過程

自噴油流從油層流到地面轉油站可以分為四個基本流動過程——地層滲流、井筒多相管流、嘴流、水平管流，如圖5-2所示。

（1）地層滲流：從油層流入井底，流體是在多孔介質中滲流，故稱滲流。如果井底壓力大于飽和壓力，為單相滲流；如果井底壓力小于飽和壓力，為多相滲流。在滲流過程中，壓力損失約占總壓降的10%～15%。

（2）井筒多相管流：即垂直管流，從井底到井口，流體在油管中上升，一般在油管某斷面處壓力已低于飽和壓力，故屬于油、氣或油、氣、水多相流。垂直管流壓力損失最大，占總壓降的30%～80%。

（3）嘴流：通過油嘴的流體稱為嘴流。嘴流流速較高，其壓力損失占總壓降的5%～30%。

（4）水平管流：流體進入出油管線后，沿地面管線流動，屬多相水平管流。水平管流壓力損失一般占總壓降的5%～10%。

圖5-2自噴井的四種流動過程

1—地層滲流；2—井筒多相管流；3—嘴流；4—水平管流

四個流動過程之間既相互聯系又相互制約，同處于一個動力系統。從油層流到井底的剩余壓力稱井底壓力（井底流動壓力）。對某一油層來說，在一定的開采階段，油層壓力穩定于某一數值不變，這時井底壓力變大，油井的產出量就會減少；井底壓力變小，則油井產量就會增加。可見，在油層滲流階段，井底壓力是阻力，而對垂直管流階段，井底壓力是把油氣舉出地面的動力。把油氣推舉到井口后剩余的壓力稱為井口油管壓力。井口油管壓力對油氣在井內垂直管流來說是一個阻力，而對嘴流來說又是動力。

3．垂直管流中的能量來源與消耗

由于壓力損失主要消耗在垂直管流中，下面重點介紹垂直管流。

1）單相垂直管流

當油井的井口壓力大于原油的飽和壓力時，井中為單相原油。流出井口后壓力低于飽和壓力時，天然氣才從原油中分離出來，這樣的油井屬于單相垂直管流。

單相垂直管流的能量來源是井底流動壓力。能量主要消耗在克服相當于井深的液柱壓力，及液體從井底流到井口過程中垂直管壁間的摩擦阻力。所以，單相垂直管流中，能量的供給與消耗關系可用下列壓力平衡式表示：

pf=pH+pfr+pwh

式中pf——井底流動壓力；

pH——液柱壓力；

pfr——摩擦阻力；

pwh——井口壓力。

2）多相垂直管流

當井底流動壓力低于飽和壓力時，則油氣一起進入井底，整個油管為油氣兩相。當井底流動壓力高于飽和壓力，但井口壓力低于飽和壓力時，則油中溶解的天然氣在井筒中某一高度上，即飽和壓力點的地方開始分離出來，井中存在兩個相區，下面是單相區，上面是兩相區。在兩相區，氣體從油中分離出來并膨脹，不斷釋放出氣體彈性膨脹能量，參與舉升。因此，多相垂直管流中能量的來源，一是進入井底的液氣所具有的壓能（即流壓）；二是隨同油流進入井底的自由氣及舉升過程中從油中分離出來的天然氣所表現的氣體膨脹能。氣體的膨脹能是通過兩種方式來利用的：一種是氣體作用于液體上，垂直推舉液體上升；另一種是靠氣體與液體之間的摩擦作用，攜帶液體上升。

（二）自噴井采油設備

自噴采油設備包括井口設備和地面流程設備。

1．井口設備

自噴井井口裝置從下到上依次是套管頭、油管頭和采油樹三部分，如圖5-3所示。自噴井的井口設備是其他各類采油井的基礎設備，其他采油方式的井口裝置都是以此為基礎。

圖5-3自噴井井口結構圖

1—清蠟閘門；2—生產閘門；3—油管頭四通；4—總閘門；5—套管四通；6—套管閘門；7—回壓閘門；8—防噴管；9—油嘴套；10—油壓表；11—回壓表；12—套壓表；13—單流閥；14—套管頭；15—取樣閥門；16—油管頭

1）套管頭

套管頭在井口裝置的下端，是連接套管和各種井口裝置的一種部件，由本體、套管懸掛器和密封組件組成。其作用是支持技術套管和油層套管的重力，密封各層套管間的環形空間，為安裝防噴器、油管頭和采油樹等上部井口裝置提供過渡連接，并通過套管頭本體上的兩個側口可以進行補擠水泥、監控井液和平衡液等作業。

2）油管頭

油管頭安裝于采油樹和套管頭之間，其上法蘭平面為計算油補距和井深數據的基準面。其作用是支撐井內油管的重力；與油管懸掛器配合密封油管和套管的環形空間；為下接套管頭、上接采油樹提供過渡；并通過油管頭四通體上的兩個側口（接套管閥門），完成注平衡液及洗井等作業。

3）采油樹

采油樹是指油管頭以上的部分，連接方式有法蘭式和卡箍式。采油樹的作用是控制和調節油井生產，引導從井中噴出的油氣進入出油管線，實現下井工具儀器的起下等。

采油樹的主要組成部件及附件的作用如下：

（1）總閘門：安裝在油管頭的上面，用于控制油氣流入采油樹的通道，因此，在正常生產時它都是全開的，只有在需要長期關井或其他情況下才關閉。

（2）油管四通（或三通）：其上下分別與清蠟閘門和總閘門相連，兩側（或一側）與生產閘門相連。它既是連接部件，也是油氣流出和下井儀器的通道。

（3）生產閘門：安裝在油管四通或三通的兩側，其作用是控制油氣流向出油管線。正常生產時，生產閘門總是打開的，在更換檢查油嘴或油井停產時才關閉。

（4）清蠟閘門：安裝在采油樹最上端的一個閘門。正常生產時保持開啟狀態以便觀察油管壓力，它的上面可連接清蠟或試井用的防噴管，清蠟或試井時打開，清蠟或試井后關閉。

（5）套管四通：其上面與總閥門相通，下部連接套管頭，左右與套管閘門相連。它是油管套管匯集分流的主要部件。通過它密封油套環空、油套分流。外部是套管壓力，內部是油管壓力。

（6）回壓閘門：安裝在油嘴后的出油管線上，在檢查和更換油嘴以及維修生產閘門及修井作業時關閉，以防止出油管線內的流體倒流，有的油井在此位置上裝了一個單流閥代替了回壓閘門。

（7）防噴管：防噴管是用φ63mm（2.5in）油管制成，外部套φ89mm（3.5in）管，環空內循環蒸汽或熱水（油）保溫（不保溫循環的就不用外套），在自噴井中有兩個作用：一是在清蠟前后起下清蠟工具及溶化刮蠟片帶上來的蠟；二是各種測試、試井時的工具起下。

（8）單流閥：防止流出井口原油倒流回井筒。

2．地面流程主要設備

一般來說，自噴井井口地面流程都安裝一套能夠控制、調節油氣產量的采油樹；還有對油井產物和井口設備加熱保溫的一套裝置，以及計量油氣產量的裝置，主要包括加熱爐、油氣分離器、高壓離心泵及地面管線等。這一系列流程設備對其他采油方式也具有通用性。

二、機械采油

在油田開發過程中，由于油層本身壓力就很低，或由于開發一段時間后油層壓力下降，使油井不能自噴或不能保持自噴，有時雖能自噴但產量很低，必須借助人為能量進行采油，即利用一定的機械設備（地面和井下）將井中油氣采至地面的方法。機械采油可分為有桿泵采油和無桿泵采油兩大類。

（一）有桿泵采油

有桿泵采油裝置包括游梁式抽油機—深井泵裝置和地面驅動螺桿泵抽油裝置。

1．游梁式抽油機—深井泵裝置

1）游梁式抽油機

游梁式抽油機結構見圖5-4。它是有桿泵采油的主要地面機械傳動裝置。它和抽油桿、深井泵配合使用，能將原油抽到地面。使用抽油裝置的油井通常稱為“抽油井”。抽油機的工作特點是連續運轉、長年在野外、無人值守。因此，對抽油機的要求應當是強度高、使用壽命長、有一定的超載能力、安裝維修簡單、適應性強。

圖5-4游梁式抽油機結構圖

1—懸蠅器；2—毛辮子；3—驢頭；4—游梁；5—支架軸；6—橫梁軸；7—橫梁；8—連桿；9—平衡塊；10—曲柄；11—大皮帶輪；12—皮帶；13—電動機；14—輸入軸；15—輸出軸；16—曲柄銷；17—支架；18—底座；19—光桿

（1）主要部件的作用。

①驢頭：裝在游梁的前端，其作用是保證抽油時光桿始終對準井口中心位置。驢頭的弧線是以支架軸承為圓心、游梁前臂長為半徑畫弧而得到的。

②游梁：游梁固定在支架上，前端安裝驢頭承受井下負荷，后端連接連桿、曲柄、減速箱傳送電動機的動力。

③曲柄—連桿機構：它的作用是將電動機的旋轉運動變成驢頭的上下往復運動。在曲柄上有4～8個孔，是調節沖程時用的。

④減速箱：它的作用是將電動機的高速旋轉運動變成曲柄軸的低速轉動，同時支撐平衡塊。

⑤平衡塊：平衡塊裝在抽油機游梁尾部或曲柄軸上。它的作用是：當抽油機上沖程時，平衡塊向下運動，幫助克服驢頭上的負荷；在下沖程時，電動機使平衡塊向上運動，儲存能量。在平衡塊的作用下，可以減少抽油機上下沖程的負荷差別。

⑥懸繩器：它是連接光桿和驢頭的柔性連接件，還可以供動力儀測示功圖用。

（2）工作原理。

電動機將其高速旋轉運動通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，并帶動曲柄軸作低速旋轉運動；曲柄又通過連桿經橫梁帶動游梁上下擺動。游梁前端裝有驢頭，掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下垂直往復運動，抽油桿帶動活塞運動，從而將原油抽出井筒。

2）深井泵

深井泵是油井的核心抽油設備，它是通過抽油桿和油管下到井中并沉沒在液面以下一定深度，靠抽吸作用將原油送到地面。

深井泵主要由工作筒（包括外筒和襯套）、活塞、游動閥（排出閥）及固定閥（吸入閥）組成，其工作原理見圖5-5。

圖5-5泵的工作原理圖

1—排出閥；2—活塞；3—襯套；4—吸入閥

上沖程：驢頭上行，抽油桿柱帶著活塞上行，活塞上的游動閥受內液柱的壓力而關閉。如管內已經充滿液體，則將在井口排出相當于活塞沖程長度的一段液體。與此同時，活塞下面泵筒內的壓力降低，當泵內壓力低于沉沒壓力（環行空間液柱壓力）時，在沉沒壓力的作用下固定閥被打開，原油進入泵內占據活塞所讓出的體積，如圖5-5（a）所示。

下沖程：驢頭下行，抽油桿柱帶著活塞向下運動，吸入泵內的液體受壓，泵內壓力升高。當此壓力與環形空間液柱壓力相等時，固定閥靠自重而關閉。在活塞繼續下行中，泵內壓力繼續升高，當泵內壓力超過活塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開，活塞下部的液體通過游動閥進入上部油管中，即液體從泵中排出，如圖5-5（b）所示。

3）抽油桿及井口裝置

（1）抽油桿。

抽油桿是抽油裝置的重要組成部分，它上連抽油機，下接深井泵，起中間傳遞動力的作用。抽油桿的工作過程中受到多種載荷的作用，且上下運動過程中受力極不均勻，上行時受力大，下行時受力小。這樣一大一小反復作用的結果，很容易使金屬疲勞，使抽油桿產生斷裂。因此，要求抽油桿強度高、耐磨、耐疲勞。

抽油桿一般是由實心圓形鋼材制成的桿件。兩端均有加粗的鍛頭，下面有連接螺紋和搭扳手用的方形斷面。抽油桿柱最上面的一根抽油桿稱為光桿。光桿與井口密封填料盒配合使用，起密封井口的作用。

（2）井口裝置。

抽油井井口裝置和自噴井相似，承受壓力較低。它主要由套管四通（或套管三通）、油管四通（或油管三通）、膠皮閘門和光桿密封段（或密封填料盒）組成，其他附件的多少及連接方法，視各油田的具體情況而定。但無論采取什么形式，抽油井井口裝置必須具備能測示功圖、動液面，能取樣、觀察壓力等功能，并且要方便操作和管理。圖5-6是抽油井摻水井口裝置。

圖5-6抽油機摻水井口裝置

1—膠皮閘門；2—油管放空閥門；3—總閘門；4—套管測試閘門；5—套管閘門；6—回壓閘門；7—直通閥門（小循環）；8—熱洗閥門；9—摻水閥門（大循環）；10—單流閥；11—摻水調節閥；12—生產閘閥門；13—油壓表；14—光桿密封段；15—套壓表；16—套管出液閥

2．地面驅動螺桿泵抽油裝置

20世紀70年代后期，螺桿泵開始應用于原油開采。螺桿泵是一種容積式泵，按驅動形式可分為地面驅動螺桿泵和井下驅動螺桿泵。

地面驅動螺桿泵設備如圖5-7所示。它是由地面驅動系統、抽油桿柱、抽油桿柱扶正器、螺桿泵等部分組成。其工作原理是：螺桿泵是靠空腔排油（即轉子與定子間形成的一個個互不連通的封閉腔室），當轉子轉動時，封閉空腔沿軸線方向由吸入端向排出端方向運移。封閉腔在排出端消失，空腔內的原油也就隨之由吸入端均勻地擠到排出端，同時又在吸入端重新形成新的低壓空腔將原油吸入。這樣，封閉空腔不斷地形成、運移和消失，原油便不斷地充滿、擠壓和排出，從而把井中的原油不斷地吸入，通過油管舉升到井口。

圖5-7螺桿泵采油示意圖

1—電控箱；2—電動機；3—皮帶；4—減速箱；5—方卡子；6—專用井口；7—套壓表；8—抽油桿；9—油管；10—抽油桿扶正器；11、16—油管扶正器；12—定子；13—轉子；14—定位銷；15—油管防脫裝置；17—篩管；18—套管；19—絲堵

螺桿泵采油裝置結構簡單，占地面積小，有利于海上平臺和叢式井組采油；只有一個運動件（轉子），適合稠油井和出砂井應用；排量均勻，無脈動排油特征；閥內無閥件和復雜的流道，水力損失小；泵實際揚程受液體黏度影響大，黏度上升，泵揚程下降較大。

（二）無桿泵采油

無桿泵采油包括氣舉采油、電動潛油離心泵采油、井下驅動螺桿泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油。

1．氣舉采油

當油氣能量不足以維持油井自噴時，為使油井繼續出油，人為地將氣體（天然氣或空氣）壓入井底，利用氣體的膨脹能量將原油升舉到地面，這種采油方法稱為氣舉采油法。氣舉方式有環形空間進氣方式和中心進氣方式兩種。

氣舉采油法的井口、井下設備比較簡單，管理調節與自噴井一樣方便。

1）氣舉原理

以環形空間進氣方式為例。油井停產時，油管、套管內的液面在同一個位置上。開動壓風機向油套環形空間注入壓縮氣體（空氣或天然氣），環形空間液面被擠壓向下（如果不考慮液體被擠進油層，則環形空間內的液體全部進入油管），油管內液面上升，當環形空間的液面下降到管鞋時，壓風機達到最大壓力，稱為氣舉啟動壓力。當壓縮氣進入油管后，油管內原油混氣，液面不斷升高，直至噴出地面。

在開始噴出之前，井底壓力總是大于油層壓力。噴出之后，由于環形空間繼續壓入氣體，油管內混氣液體不斷噴出，使混氣液體的密度也越來越小，管鞋壓力急劇下降。當井底壓力低于油層壓力時，原油便從油層流入井底。由于油層出油，使油管內混氣液體的重度稍有增加，因而使壓縮機的壓力又有所上升，經過一段時間后趨于穩定，穩定后的壓風機壓力稱為氣舉工作壓力。這時，油層連續不斷地穩定出油，井口連續不斷地生產。

2）氣舉方式

氣舉方式有兩種：

（1）環形空間進氣方式。該氣舉方式也稱反舉。它是指壓縮氣體從油套環形空間注入，原油從油管中舉出。

（2）中心進氣方式。它與環形空間進氣方式正好相反，即從油管注氣，原油從油套環形空間返出。該氣舉方式也稱正舉。

當油中含蠟、含砂時，如采用中心進氣，因油流在環形空間流速低，砂子易沉降下來，同時在管子外壁的蠟也難清除，所以在實際工作中，多采用環形空間進氣方式。

3）氣舉采油的特點

氣舉采油的優點：井下設備一次性投資低，維修工作量小；井下無摩擦件，適宜于含砂、蠟、水的井；不受開采液體中腐蝕性物質和高溫的影響；易于在斜井、拐彎井、海上平臺使用；易于集中管理和控制。缺點：氣舉采油必須有充足的氣源；如在高壓下連續氣舉工作，安全性較差；套管損壞了的高產井、結蠟井和稠油井不宜采用氣舉；小油田和單井使用氣舉采油效果較差。

圖5-8潛油電泵井裝置示意圖

2．電動潛油離心泵采油

電動潛油離心泵（簡稱潛油電泵或電泵）屬于無桿泵抽油設備。它是用油管把離心泵和潛油電動機下入井中，用潛油電動機帶動離心泵把油舉升到地面。電泵的排量及揚程調節范圍大，適應性強，地面工藝流程簡單，管理方便，容易實現自動化，經濟效益高。

電泵設備由地面、中間和井下三大部分組成，如圖5-8所示。

地面部分由變壓器、接線盒、控制柜（配電盤）、電纜及井口裝置等組成，主要起控制、保護、記錄的作用。

中間部分主要是電纜，有動力電纜和引線電纜。動力電纜將地面電流傳送到井下引線電纜；而引線電纜的作用是連接動力電纜和電動機。

井下部分一般自上而下依次是泄油閥、單流閥和井下機組。井下機組包括多級離心泵、油氣分離器、保護器和潛油電動機。有的電泵井潛油電動機下部還裝有監測裝置，可測定井底壓力、溫度、電動機絕緣程度、液面升降情況，并將信號傳送給地面控制臺。

潛油電動機安裝在井下機組的最下部，是電泵的動力。地面的高壓電流經電纜傳輸給潛油電動機。潛油電動機把電能變為機械能輸出，通過軸帶動電泵工作。保護器安裝在潛油電動機的上部，起平衡電動機中的壓力，潤滑、密封電動機的作用。油氣分離器通常安裝在保護器的上端、多級離心泵的下端，用來分離原油中的游離氣體，提高泵效。多級離心泵由固定部分和轉動部分組成。轉動部分有泵軸，軸上安裝有大量葉輪。當電動機帶動泵軸上的葉輪高速旋轉時，充滿在葉輪內的液體在離心力的作用下，被甩向葉輪的四周，給井液加速，使井液具有動能，并由導殼引入次一級葉輪，這樣逐級疊加后就獲得一定揚程，并將井液舉升到地面。

電泵機組的工作過程可簡單地敘述為：地面電源通過潛油電泵專用電纜輸入給井下的潛油電動機，潛油電動機就帶動多級離心泵旋轉，通過離心泵多級葉輪的旋轉離心作用，將井底原油舉升抽汲到地面。

實踐表明，對于強水淹井、高產井、不同深度井以及定向井、多砂和多蠟井，電泵的使用效果都很好。其排量范圍為16～14310m3/d；最大下泵深度可達4600m，井下最高工作溫度可達230℃。

3．井下驅動螺桿泵采油

與地面驅動螺桿泵不同的是，井下驅動螺桿泵動力置于井底，不用抽油桿。其工作原理是：用油管將泵與電動機、保護器下入井內液面以下，電動機通過偏心聯軸節帶動螺桿轉動，而螺桿又是裝在襯套中，螺桿與襯套所形成的腔室之間是隔離的，當螺桿轉動時，這些腔室逐漸由下而上運動，使液體壓力不斷提高，從而將井液送到地面。

就目前的情況來看，地面驅動螺桿泵從技術上比較成熟；井下驅動螺桿泵有很多優點，但還處于實驗階段。

4．水力活塞泵采油

水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿泵抽油裝置，是液壓傳動在抽油設備上的應用。與有桿泵相比，其根本特點是改變了能量的傳遞方式。水力活塞泵由地面、中間和井下三大部分組成，如圖5-9所示。

圖5-9開式水力活塞泵采油系統

1—高壓控制管匯；2—地面動力泵；3—發動機；4—動力液處理罐；5—井口裝置；6—井下泵工作筒；7—沉沒泵

地面部分包括動力液處理罐、發動機、地面動力泵、高壓控制管匯、閥組及井口裝置，擔負提供動力的任務。

中間部分是動力液由地面到井下機組的中心油管，乏動力液和產出液排至地面的專門通道。

井下部分由工作筒和沉沒泵等組成，起抽油的主要作用。

水力活塞泵的工作原理是：電動機帶動地面動力泵，從儲液罐來的液體經動力泵升壓后進入中心油管，高壓動力液體進入井下的水力活塞泵后，帶動泵工作，抽汲的液體和做功后的動力液共同經外層油管返回地面。

水力活塞泵排量范圍較大（16～1600m3/d），對油層深度、含蠟、稠油、斜井及水平井具有較強的適應性，可用于各種條件的油井開采，并可在溫度相對較高的井內工作。但機組結構復雜，加工精度要求高，動力液計量困難。

圖5-10射流泵工作原理圖

5．射流泵采油裝置

射流泵分為地面部分、中間部分和井下部分。其中地面部分和中間部分與水力活塞泵相同，所不同的是水力噴射泵只能安裝成開式動力液循環系統。井下部分是射流泵，由噴嘴、喉管和擴散管三部分組成，如圖5-10所示。

射流泵的工作原理：動力液從油管注入，經射流泵的上部流至噴嘴噴出，進入與地層液相連通的混合室。在噴嘴處，動力液的總壓頭幾乎全部變為速度水頭。進入混合室的原油則被動力液抽汲，與動力液混合后流入喉管，在喉管內進行動量和動能轉換，然后通過斷面逐漸擴大的擴散管，使速度水頭轉換為壓力水頭，從而將混合液舉升到地面。

射流泵的特點：井下設備沒有動力件；射流泵可坐入與水力活塞泵相同的工作筒內；不受舉升高度的限制；適于高產液井；初期投資高；腐蝕和磨損會使噴嘴損壞；地面設備維修費用相當高。

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