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第五节压裂充填
第六节压裂对射孔的要求
第十一章水平井与多分支井
第一节水平井产能
第二节水平井压力降
第三节水平井流动类型
第四节多分支井
第十二章水体管理
第一节油水基本流动特性
第二节水驱
第三节水锥
第四节生产井的控水
第五节井下油水分离(DHOWS)
第六节关键信息
第十三章稠油生产---提高采收率
第一节稠油特性
第二节稠油生产问题
第三节冷采技术
第四节提高采收率方法的一般分类
第五节蒸汽辅助重力驱与溶剂辅助重力泄油
第十四章人工举升
第一节常用方法
第二节生产准则
第三节泵吸入口的油气比计算
第十五章有杆泵和其它往复式杆式抽油泵
第一节概述
第二节井下有杆泵
第三节抽油杆
第四节抽油机
第五节长冲程抽油机
第六节抽油杆泵
第十六章气举
第一节气举类型
第二节连续气举系统设计
第三节间歇气举安装设计
第四节压缩机系统设计
第五节附录。
天然气气举基础知识
第十七章电潜泵
第一节水力学基础
第二节电学基础
第三节电潜泵安装
第四节选泵
第五节电潜泵安装中电机启动条件计算
第十八章螺杆泵
第二节螺杆泵性能
第三节螺杆泵选择
第四节地面驱动螺杆泵
第五节插入式螺杆泵
第六节电潜式螺杆泵
第十九章水力泵
第二节水力活塞泵
第三节喷射泵
第二十章多相泵与计量
第一节多相泵
第二节流动计量的一般方程
第三节流动计量的实用数据
第四节流动区域
第五节多相流计量的分类
第六节性能规范
第七节多相流计量仪计量技术
第二十一章沉淀物处理
第一节沥青沉淀
第二节水化物
第三节胶质(腊)
第四节结垢
第二十二章井下作业
第一节井控作业
第二节电缆作业
第三节井下安全阀
第四节不压井起下钻
第五节钻杆测试
第六节修井设计
第二十三章套管测井与成像技术
第一节地层评价
第二节固井评价
第三节井下套管检查
第四节生产测井
第五节其它套管井服务
第六节成像
第七节电缆测井的演变
第二十四章投资决策的财务计算公式
第一节基本公式
第二节资本的现值与机会成本
第三节操作成本
第四节英明投资决策.净现值与可选的投资准则
第二十五章石油开采的标准清单
第二节管材
第三节阀门与井口设备
第四节线绳
第五节采油设备
第六节租赁采油平台
第七节海上安全与方污染设备
第八节塑料管
第九节海底生产
第一十节常规生产
第二十六章术语表
5、常数与数学公式
表A5常数与数学公式[3]
等差数列a=首项
r=公差
n=项数
l=末项
等比数列a=首项
r=公比
6、三角公式
6.1定义
6.2解析几何
6.3三角关系
6.4与半角正切有关的三角函数值
6.5任意角的边与角的关系
7、面积与体积公式
表A6面积和体积的几何公式
面积体积
三角形正棱柱或斜棱柱
平行四边形直圆柱体
空圆柱体
正方形,矩形直圆锥体
梯形截直锥体
圆形棱锥体
部分圆具有平行底面的锥体
α是圆弧ACB的度数
圆缺
环形球体
空心球体
椭圆形有一个底面的部分球体
有两个底面的部分球体
8、水平圆柱罐的体积计算
已知条件:
圆柱罐的总体积V和总高度H,并且量得罐中液体高度h,见图A1,那么罐中液体得体积可估算出来。
纵坐标:
总体积V的小数
横坐标:
总高度H的小数
图A1罐中液体估算
例:
假设一个水平圆柱罐的总体积V=15000l,总高度H=2m。
罐中液体高度h=0.4m。
观众有多少液体?
利用图A1,从总高度H的分数:
0.4/2=0.2,那么从图中可估算出罐中液体的体积大约是罐总体积的分数是0.15。
罐中液体的体积大约是:
0.15×
15000=2250l
9、材料的力学和强度
9.1作用在一点的瞬间力。
瞬间力矩。
M0t牛顿米;
F,牛顿;
d,米。
9.2直线匀速运动
I运动距离(m);
I0初始距离(m);
V速度(m/s);
t时间(s);
9.3匀加速运动
V0初始速度(m/s);
γ加速度(m/s2)
9.4匀速圆周运动
角速度
(α:
在t时间内运转的角度)
角速度作为每分钟转数的函数
(ω,弧度rad;
N,每分钟的转数)
线速度
(ω,弧度/秒;
R,米;
向心加速度
(γc,m/s2;
ω,rad/s;
V,m/s)
9.5动力学基本公式
m,质量;
γ,加速度
(F,N;
m,kg;
γ,m/s2)
重力
(g;
重力加速度,大约是9.81m/s2)
9.6离心力
R,m;
9.7力的作功
恒力以一定的大小与方向作用于一点时所作的功:
1.当力与力臂夹角为0时,
T=Fl;
2.力与力臂夹角为α时,
T=Flcosα;
3.当力作用于在统一平面内的曲线上时,
T=Faa’。
(T,J;
F,N;
l,m)
恒力沿一个圆的切线方向作功:
旋转一周作的功
R,m)
α,弧度,M0t,N.m)
9.8力矩
力矩沿与其平面正交的轴作功
旋转一周所作的功
d,m;
α,rad;
M0t,m.N)
9.9功率
单位时间所作的功:
(P,W;
T,J;
t,s)
以恒速ω旋转的力矩的功率:
M0t,N.m;
N,r/min)。
9.10动能
(W,J;
v,m/s)
9.11材料的强度
张力与压力:
应力:
n,应力(MPa)
N,拉力或压缩力(N);
S,截面积(m2)。
虎克定律:
E,杨氏模量或纵向弹性模量:
钢的弹性模量大约200000~220000MPa;
△l,l,以相同的单位表示。
转矩
力矩:
(Mt,N.m,F,N;
r,m)。
扭力单位
虎克定律
θ,扭力单位,(rad/m);
α,旋转的角度(rad);
l,长度(m);
t,扭应力或切应力(MPa);
G,横向弹性模量:
G=0.4×
E(杨氏模量)
G=80000MPa,钢材;
r,圆柱体的半径(m);
I0,极面转动惯量。
10、电学-直流电
10.1电流强度:
I
单位:
安培(A)
当恒定电流在两条无限长的平行导线,导线的横截面积可以忽略不计,并且把1米长的导线放入一真空环境中,两根导线间每米会产生2×
107牛顿的力。
10.2电量
库仑(C)
1安培的电流传输1秒钟为1库仑。
实用单位:
安培-小时(Ah)。
1安培的电流传输1小时(1Ah)。
10.3电压(伏特):
U
伏特
电压是导线两点间在承载1安培稳定电流,消耗功率为1瓦特时两点间的电动势差值。
10.4电阻:
R
欧姆(Ω)
电阻是当导线两点间在1伏特电压作用下,在导体上产生1安培电流时,导体的电阻为1欧姆,该导体不是任何电测力源。
电阻率:
ρ(Ω/m/mm2)在15℃。
电阻率的定义是横截面积为1平方毫米的一米线的电阻。
铜铁
银钢
铝镍黄铜
(l,m;
S,每平方毫米的横截面积)
10.5、电阻、电阻率的温度系数
Rt,ρt在t℃时的电阻,电阻率
R0,ρ0在0℃时的电阻,电阻率
α在15℃时的温度系数
10.6电阻联接
1、串联
2、并联
两个电阻并联
10.7欧姆定律
10.8、电能:
W,或热量:
Q
焦耳(J)
1焦耳的电能的定义是1安培电流,通过1欧姆的电阻所作的功。
非SI标准:
1.瓦特小时(Wh)
功率1W在1小时内所消耗的功:
2.卡路里(cal):
3.1855是一试验数据
10.9电功率:
P
瓦特(W)
1瓦特是每秒钟作功1焦耳。
第三章、连续油管
第一节、连续油管装置设计
1.1油管喷射头
1.2连续油管卷轴
1.3井口防喷器组
1.4水力驱动装置
1.5控制台
第二节、修井安全
2.1修井前的要求
2.2作业安全
第三节、管子工艺与性能
3.1机械测试性能
3.2几何尺寸与重量
3.3静水力压力测试
3.4新连续油管的计算操作性能
3.5连续油管柱的设计与工作寿命
第四节、砂与固体颗粒的清洗
第五节、连续油管诱喷
第六节、连续油管测井与射孔
6.1连续油管传输的电缆作业
6.2操作指南
第七节、固井
第八节、打捞
8.1优点
8.2缺点
第九节、速度管柱
第十节、生产应用
10.1连续油管作为生产管的优点
10.2连续油管的安装
第十一节、高级复合转轴油管
11.1生产管柱设计标准
11.2标准化的连续油管产品
参考文献
连续油管
尽管连续油管在油气井作业中的应用有一段时间了,但它仍是一种相对新型的油井作业设备。
今天,连续油管被用来清洗井深大于3000m(10000ft)的油井的井眼。
连续油管不但可以用作同心管、速度管或弯管,也可以在油井完井初期用于油井生产的主管柱。
连续油管也可用于帮助电缆测井作业和水平井作业。
第一节、连续油管装置设计
连续油管机是一种轻便的,水动力驱动的服务系统设计用来在较大内径的油管或套管内起下连续油管。
连续油管机的基本部件如下:
油管注射头;
连续油管转盘;
井口防喷器组;
水动力驱动机;
控制台;
图C1为连续油管机的简图。
油管喷射头有三项基本功能:
克服压力或井眼的摩擦力,将油管推入井中。
在不同油井情况下,控制油管的下井速度。
承受悬空油管的重量,并在从油井中起出时加快操作速度。
图C2是连续油管设备油管喷头装配和井口防喷器简图
powerpack-动力单元;
controlconsole-控制台;
Hydraulicoperatedtubingreel-水动力操作油管卷轴;
Counter-计数器;
Tubing-油管;
Levelwind-水平卷持器;
Tubingguide-油管导向器;
Hydraulicdrivetubinginjector-水力驱动油管喷射头;
Stripperrubber-密封胶皮;
Blowoutpreventerstack-防喷器;
Injectorsupport-喷射器支架;
Flowtee-油管三通;
Wellheadvalve-井口阀。
图C1水力连续油管机的机械部件
Injectorhead-喷射器的头;
Protectiveframe-保护框;
Stuffingbox-quickchange-盘根盒(快速更换)
Slide-lockBOP-滑动锁紧井口防喷器;
Supportlegs(adjustable)-支腿(可调式);
Wellhead-井口。
连续油管卷轴是一组装的钢制卷筒。
其盘油管的能力视转盘直径而定。
(图C1)
卷轴的转动由水动力马达通过安装在卷轴上的轴杆控制或链齿轮机构直接控制。
这一马达可用来给油管施加一持续的拉力并使油管缠紧在转盘上。
当连续油管被卷起或被放开时,可通过一被称为“水平卷持装置”的设备把连续油管导向转盘,使其正确卷起或放开。
1.3井口防喷器
连续油管井口防喷器组由4组水动力驱动的闸板组成,通常其可承受的最小额定工作压力为70MPa(10000psi),这四个防喷器密封箱(从上到下)安装有:
(a)盲闸板;
(b)油管切断闸板;
(c)滑动闸板;
(d)管道闸板。
1.4水动力驱动装置
水动力驱动装置用来运转所有的连续油管机构,原动力装置配备由水动力驱动器的需要决定。
控制台包括所有的用来运转和监控连续油管机构的调节装置和仪表组成:
(a)转盘和喷射头是由确定连续油管在操作速度下的运动方向的阀门控制动作的。
(b)控制系统调整驱动链,密封胶皮和防喷器。
第二节、作业安全
2.1作业前的准备工作
在把连续油管装置运到到井场以前应查看场地情况。
2.1.1场地
在把连续油管机运到井场之前,需要对途经的道路、桥梁、空中线缆和井场进行视察,找出可能存在的问题或限制。
井场危险因素检查(如,电,火,环境等因素)
现场监督在安装锚之前应安排放置流线,动力缆,注入管线和地线。
2.1.2连续油管
连续油管应在距管子的一端90m(300ft)处采用一个永久的与连续油管同直径的某个类型的“深度标记”。
它可以用来在起出连续油管时核实深度仪。
连续油管应在有足够量的适当浓度的盐酸中浸泡过以除去锈、垢和其他残屑。
然后,酸液应用苏打灰溶液中和。
连续油管转盘应在浸泡处理后用液体进行耐压35MPa(5000psi),憋压5分钟,压力不降为合格。
应在连续油管的一端丝扣连接一1英寸的球阀。
打开球阀,用氮气挤出管中的液体,并让压力降至大约70kPa(10psi)时关闭阀门,在连续油管中保持一氮气隔垫。
2.1.3动力单元
确保所有的排放管汇和回管被缠绕包裹,绝缘,与人员安全操作要求相一致。
所有的动力单元装置必须装有火花避雷器和污染物接盘,防止发生意外泄漏,污染环境。
所有的柴油机必须装配有遥控或自动停机装置。
2.1.4防喷器
防喷器必须由位于控制台的调节装置水力操作控制。
防喷器组从上到下的顺序必须是:
盲闸板;
切断闸板;
带有隔离阀的压井/返回转盘;
单项滑动闸板;
油管闸板。
2.1.5油管喷头
油管喷头必须装配有4个伸缩式支腿,一平稳、支撑喷射器。
第二节、操作安全
与连续油管操作安全相关的一般事项如下:
在任何情况下,不得让产出的烃类物质反循环入连续油管内。
在任何情况下,不得向连续油管内注入天然气进行射流举升,泡沫洗井等操作。
在处理腐蚀性修井材料时,要为操作人员配备所有必需的物资装备。
当在修井作业中使用能够产生能量的流体时(氮气,CO2等),建议合格高压软管的使用是有限的。
在氮气或CO2传输软管连接处下面安放木板或夹板以防止在发生漏失时破坏钢的结构。
接触到液体氮气和CO2能引起严重的烧伤。
在起放作业架时可能发生原油飞溅,因此应做好准备。
也要为在作业中可能发生的多余的油从漏泄连接处漏出。
在工地放一些被肥皂浸泡过的草垫子,有助于除去靴子鞋底上的原油,以减少滑倒。
在作业过程中,除非油井被关闭且安全的情况下,否则油井必须处在不间断的监控之下,不能无人看管。
通过连续油管向油井中泵入酸液时,应注意保护连续油管的材料,而且该项操作必须由受过专门酸作业培训的人员进行。
连续油管作业机的洗泵不是为泵酸或储存酸液而设计的,也不应在未作充分准备的情况下进行腐蚀性作业。
当在欠平衡的油井上从事连续油管作业时,在平台上所有用来针对易喷井作业所用的作业设备应被关闭。
第三节连续油管工艺与能力
本节论述了影响连续油管工作性能的几个因素。
这里所提供的技术信息是被证实的工艺技术(APIRP5C7)。
第一节、机械测试性能
表C1给出了对制造的连续油管所要求的拉伸强度与硬度。
注:
连续油管在盘起之后,其机械性能未必全长保持相同。
表C1制造的连续油管的拉伸强度与硬度要求
级最小屈服应力最小抗张应力最大硬度
第二节、几何尺寸与重量
表C2a和C2b给出了连续油管的几何尺寸与重量。
表C2a连续油管的几何尺寸与重量
表C2b连续油管的几何尺寸与重量
直径平端重量壁厚最小壁厚内径
第三节、静水力压力测试
连续油管的静水力压力试验是由其制造商在盘好的连续油管上进行的。
这里的试验压力是基于下面的公式:
试验压力不应超过70MPa(10000psi)。
在这一试验压力下,最小的耐压时间应是15分钟。
如果在试验期间,压力下降值超过350kPa(50psi),或有任何可见到的流体漏失,则为不合格。
内缩的连续油管的试验压力应根据管壁最薄的一端计算:
式中:
P水静力学试验压力(MPa或psi);
f试验系数=0.8;
Y最小屈服应力(MPa或psi)(见表C1);
tmin转盘上连续油管壁最薄端的最小壁厚(mm或in)
D外径,(mm或in)
第四节、新连续油管计算的性能
3.4.1连续油管管体的屈服负荷
管体的屈服负荷定义为(在没有压力或扭矩作用于连续油管上时)轴向拉伸负荷,该轴向拉伸负荷在管体上产生的应力等于最小屈服应力Y。
式中
LY管体屈服负荷(daNorpounds);
Y最小屈服应力(barorpsi);
D管子的外径,(cm或in.);
tmin最小壁厚。
3.4.2内屈服压力
连续油管的内屈服压力定义为内压力,该内压力在连续油管中产生一个等于最小屈服应力Y的内压力,这个最小屈服应力由API会刊5C3中式31在连续油管外径和最小壁厚下计算得出。
式中,
P水静力学试验压力(MPa或psi);
Y最小屈服应力(MPa或psi)(见表C1);
tmin转盘上连续油管壁最薄端的最小壁厚(mm或in);
D外径,(mm或in)。
3.4.3抗扭强度极限
抗扭强度极限定义为使连续油管屈服所需要的扭矩(在没有压力或轴向应力时),抗扭强度极限可由C4和C5计算:
公制单位:
Tf抗扭强度极限,(daN/m);
Y最小屈服应力(MPa)(见表C1);
tmin转盘上连续油管壁最薄端的最小壁厚(cm);
D外径,(cm)。
美制单位:
Tf抗扭强度极限,(pounds/ft);
Y最小屈服应力(psi)(见表C1);
tmin转盘上连续油管壁最薄端的最小壁厚(in.);
D外径,(in.)。
第五节、连续油管柱设计和工作寿命
有关连续油管管柱设计的内容,超低循环疲劳预测方法,直径变粗,其它直径变形,压扁降级以及关于腐蚀的讨论,普通焊接修复的有效性等在APIRP5C7(第五段)有论述。
连续油管的有效工作寿命受几个因素的制约,这些因素是:
疲劳;
直径变粗和椭圆形;
机械损坏(绞缠,表面变形);
腐蚀;
焊接
第四节、砂子与固体颗粒的冲洗
现在,砂子与固体颗粒的冲洗是连续油管作业最常见的作业服务。
一些建议
做:
●要在防喷器的下面安装一个油管三通,直接把从井中返出的流体放出。
●在回管上安装一个可调油嘴,并在井场准备一个备用油嘴座。
●在井场备用一定量的多余流体,做好洗井流体漏失的准备。
●要在井场备有足够量的槽罐以承装所有的洗出流体与固体。
并准备好把洗出的流体通过生产设施处理掉,或运送到一个适宜的处理场。
●在未知井内液面顶深的条件下,向井中下入连续油管时,下入速度不要超过10m/min(30~40ft/min)。
在已知井内液面顶深的条件下,连续油管的下入速度不应超过20m/min(60ft/min)。
●在整个洗井过程中要保持有流体从井中返出。
如发现返出流体的流量减少或停止,则应沿井筒上提连续油管直至重新建立循环。
●在冲洗固体颗粒时,要缓慢操作。
当洗井通过桥塞时,在通过桥塞前要用足够的时间清洗砂子。
●每300~500m(1000~1500ft)检查一下连续油管的刹车。
让连续油管代表确认出那些经过多次循环的油管段以避免在这些段进行刹车试验。
●在清洗大段泥沙时,要监控地面泵和返回油嘴的压力。
不做
●让连续油管在井中不动的时间超过清洗至井底所需要时间的一半。
●在连续油管未起出油井以前,因为任何原因停泵。
●超出设计的流体循环压力25MPa。
●在没有将至少1油管体积的流体从油套环空洗出的情况下,就把生产管柱的流体吸入套管。
用连续油管技术把过平衡井或停喷井投产。
●在设计诱喷方案前,要确定油藏动态参数,包括井底静压,所需要的压差,流体类型,溶解气液比,和产液指数。
●获取所有的会给诱喷作业带来限制的井下工具和完井设备。
●要根据软启动生产压差的概念来确定最佳诱喷方法。
●如果选择氮气诱喷法,要尽可能设计最低的氮气注入速度,以使系统中的摩擦压力最小。
●把泵出高压管线和返回管线支起来,并固定在场地锚上。
查阅文件核实油嘴的校准精度。
●要求服务公司提供一个油管三通,要安装在防喷器的下面,可直接把从井中返出的流体放出。
不要做:
●在诱喷油井投产时,匆忙从事。
●通过连续油管向井中泵入天然气。
●循环氮气至预先确定的最大深度以下,或试图在未补偿地面油嘴压力的情况下,提高油井举升量。
●在未评估所有可能使流量减少因素的情况下,通过提高注氮气注入量来提高油井的产量。
●在未将连续油管起出油井的情况下,中断向连续油管中泵入氮气。
连续油管一直同氮气机连接,直到连续油管起出油井。
连续油管测井看起来简单,它可以提供其它方法所不能具备的优点。
但该技术在使用不正确时,会有昂贵、潜在的缺陷。
6.1连续油管传输电缆作业的优点
连续油管传输电缆作业的优点有:
●可以把工具长距离地传输至大角度井、水平井;
●可以连续运移;
●可把工具传输通过短距离的螺旋型或扭曲管段。
●油井对进行正、反替喷;
●提供稳定连续的压力控制;
●减小井喷的危险;
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- 采油 实用手册