套管头的作用是什么( 二 )


顶丝法兰悬挂油管示意图1—油管;2—顶丝法兰盘;3—油管悬挂器;4,7—密封圈;5—顶丝;6—压帽;8—钢圈槽
油井—油气从油层到地面的通道01
套管钻机 套管的作用?套管钻机 套管的作用:
表层套管:在顶部安装套管头,通过套管头悬挂和支承后续各层套管;隔离地表浅水层和浅部复杂底层,是淡水层不受钻井液污染
中间套管(技术套管):隔离不同地层压力的层系或易塌易漏等复杂地层 。
生产套管:保护生产层,并给油气从产层流至地面提供通道 。
钻井衬管:减轻下套管时钻机的负荷和固井后套管头的负荷,同时节省大量套管和水泥,降低固井成本 。
油井采油技术是什么?【套管头的作用是什么】油井试油并确认具有工业开采价值后,如何最大限度地将地下原油开采到地面上来,实现合理、高产、稳产,选择合适的采油工艺方法和方式十分重要 。目前,常用的采油方法有自喷采油和机械采油(见图5-1) 。
图5-1 采油方法分类
一、自喷采油
依靠油层自身能量,将石油从油层驱入井底,并由井底举升到地面,这样的生产方式称自喷采油 。依靠自喷方法生产的油井称为自喷井 。自喷井地面设备简单、操作方便,产量较高,采油速度快,经济效益好 。
(一)自喷井采油原理
1.原理油井之所以能够自喷是由于地层能量充足 。地层能量的高低就反映在油层压力的高低 。当地层打开之后,原油在较高的地层压力作用下,从地层深部向井底流动,克服了地层的渗滤阻力,剩余后的压力是井底压力 。原油在井底压力作用下,沿着井筒从井底流到井口,同时溶解在原油中的天然气开始分离出来,气体也会成为举升原油的能量 。
2.自喷井的四种流动过程
自喷油流从油层流到地面转油站可以分为四个基本流动过程——地层渗流、井筒多相管流、嘴流、水平管流,如图5-2所示 。
(1)地层渗流:从油层流入井底,流体是在多孔介质中渗流,故称渗流 。如果井底压力大于饱和压力,为单相渗流;如果井底压力小于饱和压力,为多相渗流 。在渗流过程中,压力损失约占总压降的10%~15% 。
(2)井筒多相管流:即垂直管流,从井底到井口,流体在油管中上升,一般在油管某断面处压力已低于饱和压力,故属于油、气或油、气、水多相流 。垂直管流压力损失最大,占总压降的30%~80% 。
(3)嘴流:通过油嘴的流体称为嘴流 。嘴流流速较高,其压力损失占总压降的5%~30% 。
(4)水平管流:流体进入出油管线后,沿地面管线流动,属多相水平管流 。水平管流压力损失一般占总压降的5%~10% 。
图5-2 自喷井的四种流动过程
1—地层渗流;2—井筒多相管流;3—嘴流;4—水平管流
四个流动过程之间既相互联系又相互制约,同处于一个动力系统 。从油层流到井底的剩余压力称井底压力(井底流动压力) 。对某一油层来说,在一定的开采阶段,油层压力稳定于某一数值不变,这时井底压力变大,油井的产出量就会减少;井底压力变小,则油井产量就会增加 。可见,在油层渗流阶段,井底压力是阻力,而对垂直管流阶段,井底压力是把油气举出地面的动力 。把油气推举到井口后剩余的压力称为井口油管压力 。井口油管压力对油气在井内垂直管流来说是一个阻力,而对嘴流来说又是动力 。
3.垂直管流中的能量来源与消耗
由于压力损失主要消耗在垂直管流中,下面重点介绍垂直管流 。
1)单相垂直管流
当油井的井口压力大于原油的饱和压力时,井中为单相原油 。流出井口后压力低于饱和压力时,天然气才从原油中分离出来,这样的油井属于单相垂直管流 。
单相垂直管流的能量来源是井底流动压力 。能量主要消耗在克服相当于井深的液柱压力,及液体从井底流到井口过程中垂直管壁间的摩擦阻力 。所以,单相垂直管流中,能量的供给与消耗关系可用下列压力平衡式表示:
pf=pH+pfr+pwh
式中 pf——井底流动压力;
pH——液柱压力;
pfr——摩擦阻力;
pwh——井口压力 。
2)多相垂直管流
当井底流动压力低于饱和压力时,则油气一起进入井底,整个油管为油气两相 。当井底流动压力高于饱和压力,但井口压力低于饱和压力时,则油中溶解的天然气在井筒中某一高度上,即饱和压力点的地方开始分离出来,井中存在两个相区,下面是单相区,上面是两相区 。在两相区,气体从油中分离出来并膨胀,不断释放出气体弹性膨胀能量,参与举升 。因此,多相垂直管流中能量的来源,一是进入井底的液气所具有的压能(即流压);二是随同油流进入井底的自由气及举升过程中从油中分离出来的天然气所表现的气体膨胀能 。气体的膨胀能是通过两种方式来利用的:一种是气体作用于液体上,垂直推举液体上升;另一种是靠气体与液体之间的摩擦作用,携带液体上升 。