❶ 為什麼開採油田要注水
准確說應該是往油井裡注水.一般是在天然氣含量高或該油井開採的後期,使用注水來增加井下石油麵的高度.油和水只是簡單的混合,煉油廠都有油水分離的工序 .
❷ 什麼是注水採油
注水採油，簡單說就是向油藏中注入一定水，來將石油換取出來，以水換油。
油田注水開發的原理就是通過打注水井向油層注入水，在整個油層內建立起水壓驅動方式，恢復和保持油層壓力，從而達到：抽稀井網，減少鑽井口數；提高採油速度，縮短油田開發的年限；延長油井自噴期；提高油田最終採收率。由於注水工藝容易掌握，水源也比較容易得到，因此油田注水開發的方式迅速推廣，成為一種應用最廣泛的方法。習慣上將利用天然能量開發油田稱為一次採油法，注水開發油田稱為二次採油法。
研究注水採油技術，需要關注注入水水質及水源選擇、水質處理及污水處理、注水工藝流程等。用石油人通俗的說法，叫做「注好水」、「注准水」、「注夠水」。
注水地面系統是由水源采水系統、注水站、注水管網、配水間、注水泵和注水井等基本單元組成（圖5.5）。
圖5.5注水開發示意圖
❸ 開採石油天然氣時需往下注水嗎
不一定。
在中東，地層壓力大，不用注水，油藏壓力大，直接往外噴。
在中國，油藏不夠富饒，為了保證或者增加地層壓力，有壓力，油氣才能出來，所以要注水。
❹ 油田開發的注水指什麼
注水(Water Injection)是最重要的油田開發方式，是在提高採油速度和採收率方面應用最廣泛的措施。在油田開發的中後期，注水是油田穩產、增產及維持正常生產的前提。注水是一種二次採油方法。通過注水井向地層注水，將地下原油驅替到生產井，增加一次採油後原油的採收率。注入水發揮驅替原油和補充地層能量的雙重作用，促使油井產出更多的原油。我國大多數油田都採用早期注水開發，目前都已進入高含水期。按照油田開發要求，保證注入水水質、注入水量和有效注水是注水工程的基本任務。
一、水源在注水工程規劃初期，需要尋找和選擇最適合油層特性的水源(Water Resource)。根據注入水的水質標准，綜合考慮水處理、防腐、施工成本等做出選擇。尋找注水水源的基本原則是：
(1)充足、穩定的供水量，以滿足注水、輔助生產用水、生活用水及其他用水的需要。
(2)有相對良好的水質，水處理工藝簡單、經濟技術可行。
(3)優先使用含油污水，減少環境污染。
(4)考慮水的二次或多次利用，減少資源浪費。
水源類型有地下水、地表水、含油污水、海水和混合水。
淺層地下淡水一般位於河床沖積層中，水量穩定，水質不受季節影響。深層地下水礦化度較高，深層取水可以減少細菌的影響。
地表水主要是江河、湖泊、水庫中的淡水，其礦化度低，泥沙含量高，溶解氧充足，生物大量繁殖，有異味，含膠體，水量受季節變化影響。
含油污水一般偏鹼性，硬度低，含鐵少，礦化度高，含油量高，膠體多，懸浮物組成復雜，必須經過水質處理後才能外排。隨著油層采出水的增多，含油污水已成為油田注水的主要水源。
海水資源豐富，高含氧和鹽，腐蝕性強，懸浮固體顆粒隨季節變化。海灣沿岸或近海油田一般使用海水。在海岸上打淺層水源井，地層的自然過濾可減少機械雜質。
同時使用上述兩種或三種水源稱為混合水，尤其是含油污水與其他水源混合。在嚴重缺水的地區，生活污水可與含油污水或其他水源混合使用。
二、水質水質(Water Quality)是注入水質量的規定指標，標明注入水所允許的礦物、有機質和氣體的構成與含量，以及懸浮物含量與粒度分布等多項指標。
1.油層傷害的原因注入水水質差會引起油層損害，導致吸水能力下降、注水壓力上升。主要傷害原因有以下幾點。
1)不溶物造成油層堵塞注入水中所含的機械雜質和細菌都會堵塞油層。細菌的繁殖使流體粘度上升、派生無機沉澱。溶解氧、H2S等對金屬的腐蝕產物沉澱會堵塞滲流通道。油及其乳化物也會堵塞喉道，表現為液鎖、乳化液滴吸附在喉道表面等。
2)注入水與地層水不配伍注入水可能直接與地層水生成CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4等沉澱。溶於水的CO2可與Ca2+、Fe2+、Ba2+、Sr2+等離子生成相應的碳酸鹽沉澱。
3)注入水與油層岩石礦物不配伍礦化度敏感會引起油層粘土的膨脹、分散與運移。傷害程度取決於粘土礦物的類型、含量、油層滲透性、注入水礦化度等。淡水一般會比鹽水造成更嚴重的粘土膨脹。粘土中最小顆粒含量愈多，膨脹性愈大。另外，注入水還會引起乳化反轉。
4)注入條件變化注入速度低有利於結垢和細菌生長；高速則加劇腐蝕、微粒的脫落和運移。在注水過程中，地層溫度逐漸下降，流體粘度逐漸上升，滲流阻力逐漸增加，吸水能力逐漸下降。水溫影響礦物和氣體的溶解度造成結垢，溫度下降有利於放熱沉澱生成，也會導致蠟的析出。壓力變化會導致應力敏感，油層結構損害，產生沉澱。pH值變化會引起微粒脫落、分散和沉澱，pH值越高，結垢趨勢越大。
客觀存在的油層及所含流體的特性是油層傷害的潛在因素；注入水的水質是誘發油層傷害的外部條件，也是注水成敗的關鍵。因此改善水質可以有效地控制油層傷害。
2.水質要求不合格的注入水造成油層吸水能力下降、注水壓力上升、注采失衡、原油產量下降。注入水水質的基本要求是：水質穩定，不與地層水反應生成沉澱；不使油層粘土礦物產生水化膨脹或懸濁；低腐蝕、低懸浮；混合水源應保證其配伍性好。
為使注入水符合上述要求，應做到以下幾點。
1)控制懸浮固體以油藏岩石孔隙結構和喉道中值為依據，嚴格控制水中固相物質的粒徑和濃度。低滲透層要求對注入水進行精細過濾，以減小對油層的傷害。
2)控制腐蝕性介質溶解氧、侵蝕性CO2和H2S是注水設備、管線鋼材腐蝕的根源。水中存在大量鐵離子是腐蝕的標志。氧會加快腐蝕速度。限制氣體含量就可控制腐蝕的規模與速度，延長注水系統的壽命，減少腐蝕產物對地層的堵塞，降低採油成本。因此，必須嚴格控制腐蝕性介質的含量和總的腐蝕速度。
3)控制含油量大多數注入水是含油污水。油的聚合、累積、吸附等將給油層滲透性帶來諸多不利的影響。
4)控制細菌含量我國油田注水中，硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌的危害最嚴重。在一定條件下細菌的繁殖速度驚人，半小時內能使群體增加一倍。硫酸鹽還原菌以有機物為營養，在厭氧條件下能將硫酸鹽還原成硫化物，產生的H2S腐蝕鋼鐵形成FeS沉澱。鐵細菌能大量分泌Fe(OH)3並促成二價鐵氧化成Fe3+，還為硫酸鹽還原菌的繁殖提供局部厭氧區。腐生菌能從有機物中得到能量，其危害方式與鐵細菌類似。細菌分泌的大量粘性物質強化垢的形成，堵塞油層孔喉，增加管網的流動阻力。
5)控制水垢管壁結垢的危害是設備磨損、腐蝕和阻流；油層滲流通道結垢會嚴重影響吸水能力。注入水與油層岩石礦物、地層水不配伍，會生成沉澱。兩種水混合也可能生成沉澱。沉澱是結垢的前提。鈣離子能迅速與碳酸根或硫酸根結合，生成垢或懸浮的固體顆粒。鎂離子與碳酸根也引起沉澱。鋇離子與硫酸根生成極難溶的硫酸鋇。控制流速、pH值等條件，可防止水垢形成。
三、水處理大多數水源水都需要處理。有些水源的來水只需簡單處理，甚至不必處理，而某些低滲透油藏對水質處理技術的要求很高。
1.水處理措施1)沉澱沉澱(Precipitation)是讓水在沉澱池內停留一定的時間，使其中懸浮的固體顆粒藉助於自身重力沉澱下來。足夠的沉澱時間和沉降速度是關鍵。沉澱池內加裝迂迴擋板可以改變流向、增大流程、延長沉澱時間，利於顆粒的凝聚與沉降。絮凝劑可以與水中的懸浮物發生物理、化學作用，使細小微粒凝聚成大顆粒，加快沉降速度。沉澱後，水中懸浮物的含量應小於50mg/L。
2)過濾過濾(Filtration)是水質處理的重要環節。來自沉澱罐的水，往往含有少量細微的懸浮物和細菌，清除它們需要過濾。即使無需沉澱的地下水也需要過濾。
過濾可以除去懸浮固體或鐵，可部分清除細菌。地下水中的鐵質成分主要是二價鐵離子，極易水解生成Fe(OH)2，氧化後形成Fe(OH)3沉澱。過濾後，機械雜質含量應小於2mg/L。過濾器(Filter)有多種，圖7-1為壓力式錳砂除鐵濾罐。
圖7-10曲線平行下移
(1)指示曲線右移、斜率變小，說明吸水指數變大，地層吸水能力增強(圖7-7)。
(2)指數曲線左移、斜率變大，說明吸水指數變小，地層吸水能力變差(圖7-8)。
圖7-8指示曲線左移(3)指示曲線平行上移,是由地層壓力升高引起，斜率不變說明吸水能力未變(圖7-9)。
圖7-9曲線平行上移
(4)指示曲線平行下移，是地層壓力下降所致，斜率不變說明吸水能力未變(圖7-10)。
正常注水時一般只測全井注水量。可用近期的分層測試資料整理出分層指示曲線，求得近期正常注水壓力下各層吸水量及全井注水量，計算各層的相對注水量，再把目前實測的全井注水量按比例分配給各層段。
五、注水工藝由注水井將水保質保量地注入特定的油層是注水工藝的主要內容。油田注水系統包括油田供水系統、油田注水地面系統、井筒流動系統和油藏流動系統。
1.注入系統注入系統包括油田地面注水系統和井筒流動系統。由注水站、配水間、井口、井下配水管柱及相應管網組成。
有些井是專門為注水而鑽的注水井，將低產井、特高含水油井及邊緣井轉成注水井的誘惑力也很強。注水井的井口設備是注水用採油樹。井下結構以簡單為好，一般只需要管柱和封隔器。多口注水井構成注水井組，由配水間分配水量。在井口或配水間可添加增壓泵及過濾裝置，一般在配水間對各注水井進行計量。
注水站是注水系統的核心。站內基本流程為：來水進站→計量→水質處理→儲水罐→泵出。儲水罐有儲水、緩沖壓力及分離的作用。注水站可以對單井或配水間分配水量。注水管網的直徑和長度直接影響注水成本。
2.分層注水分層注水的核心是控制高滲透層吸水，加強中、低滲透層吸水，使注入水均勻推進，防止單層突進。井下管柱有固定配水管柱(圖7-11)、活動配水管柱和偏心配水管柱。配水器產生一定的節流壓差以控制各層的注水量。分層配水的核心是選擇井下水嘴，利用配水嘴的尺寸、通過配水嘴的節流損失來調節各層的配水量，從而達到分層配注的目的。
圖7-11固定配水管柱
3.注水工藝措施油層進入中高含水期後，平面矛盾、層間矛盾及層內矛盾日益突出。在非均質油田中，性質差異使各層段的吸水能力相差很大，注水井吸水剖面極不均勻。有裂縫的高滲透層吸水多，油井嚴重出水；中、低滲透層吸水很少，地層壓力下降快，油井生產困難。需要對高滲透層進行調堵，降低吸水能力；改造低滲透層，降低流動阻力。因此，改善吸水剖面，達到吸水均衡，可以提高注入水體積波及系數。
增壓注水是提高井底注入壓力的工藝措施。高壓使地層產生微小裂縫、小孔道內產生流動、低滲透層吸水。適當提高注入壓力可均衡增加各層的吸水能力。
脈沖水嘴增壓是使水流產生大幅度脈動，形成高頻水射流。高頻壓力脈沖能使近井區的污染物松動、脫落；分散固相顆粒及異相液滴，起防堵、解堵、增注的作用。脈沖水嘴增壓適用性較強，不需改變原有配水及測試工藝，也不增加投資。
周期注水也稱間歇注水或不穩定注水。周期性地改變注水量和注入壓力，形成不穩定狀態，引起不同滲透率層間或裂縫與基岩間的液體相互交換。滲透率差異越大，液體的交換能力越強，效果越好。此方法可降低綜合含水率。
調堵方法有三類：機械法是用封隔器封堵特高吸水層段或限流射孔；物理法是用固體顆粒、重油或泡沫等封堵高滲透層段；化學法現場應用最廣，作用機理不盡相同。為滿足不同注水井的需要，各種調剖技術不斷涌現。
礦化度較低的注入水會打破地層原有的相對平衡，導致粘土水化膨脹。礦化度梯度注水是逐漸降低注入水的礦化度。梯度越小，粘土礦物受到的沖擊越小，地層傷害也越小。
強磁處理可使注入水的性質發生變化，抑制粘土膨脹、防垢效果十分明顯。還可注入防膨劑段塞抑制粘土的水化膨脹。綜合應用粘土防膨技術，可增加吸水量、降低注入壓力，大幅度增強處理效果。各種注水工藝措施有其特定的適應性。不斷開發注水工藝新技術，會持續提高注水開發油田的效果。
❺ 如何開發底水油藏
海上油氣開發 海上油氣開發與陸地上的沒有很大的不同，只是建造採油平台的工程耗資要大得多，因而對油氣田范圍的評價工作要更加慎重。要進行風險分析，准確選定平台位置和建設規模。避免由於對地下油藏認識不清或推斷錯誤，造成損失。60年代開始，海上石油開發有了極大的發展。海上油田的採油量已達到世界總採油量的20％左右。形成了整套的海上開采和集輸的專用設備和技術。平台的建設已經可以抗風、浪、冰流及地震等各種災害，油、氣田開採的水深已經超過200米。
當今世界上還有不少地區尚未勘探或充分勘探，深部地層及海洋深水部分的油氣勘探剛剛開始不久，還會發現更多的油氣藏，已開發的油氣藏中應用提高石油採收率技術可以開采出的原油數量也是相當大的；這些都預示著油、氣開採的科學技術將會有更大的發展。
石油是深埋在地下的流體礦物。最初人們把自然界產生的油狀液體礦物稱石油，把可燃氣體稱天然氣，把固態可燃油質礦物稱瀝青。隨著對這些礦物研究的深入，認識到它們在組成上均屬烴類化合物，在成因上互有聯系,因此把它們統稱為石油。1983年9月第11次世界石油大會提出，石油是包括自然界中存在的氣態、液態和固態烴類化合物以及少量雜質組成的復雜混合物。所以石油開采也包括了天然氣開采。
石油在國民經濟中的作用 石油是重要能源，同煤相比，具有能量密度大（等重的石油燃燒熱比標准煤高50％）、運輸儲存方便、燃燒後對大氣的污染程度較小等優點。從石油中提煉的燃料油是運輸工具、電站鍋爐、冶金工業和建築材料工業各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應用的優質燃料。飛機、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器，也消耗大量石油燃料。因此，許多國家都把石油列為戰略物資。
20世紀70年代以來，在世界能源消費的構成中，石油已超過煤而躍居首位。1979年佔45％，預計到21世紀初，這種情況不會有大的改變。石油製品還廣泛地用作各種機械的潤滑劑。瀝青是公路和建築的重要材料。石油化工產品廣泛地用於農業、輕工業、紡織工業以及醫葯衛生等部門，如合成纖維、塑料、合成橡膠製品，已成為人們的生活必需品。
1982年世界石油產量為26.44億噸，天然氣為15829億立方米。1973年以來，三次石油漲價和1982年的石油落價，都引起世界經濟較大的波動（見世界石油工業）。
油氣聚集和驅動方式 油氣在地殼中生成後，呈分散狀態存在於生油氣層中，經過運移進入儲集層，在具有良好保存條件的地質圈閉內聚集，形成油氣藏。在一個地質構造內可以有若干個油氣藏，組合成油氣田。
儲層 貯存油氣並能允許油氣流在其中通過的有儲集空間的岩層。儲層中的空間,有岩石碎屑間的孔隙,岩石裂縫中的裂隙，溶蝕作用形成的洞隙。孔隙一般與沉積作用有關，裂隙多半與構造形變有關，洞隙往往與古岩溶有關。空隙的大小、分布和連通情況，影響油氣的流動，決定著油氣開採的特徵（見石油開發地質）。
油氣驅動方式 在開採石油的過程中，油氣從儲層流入井底,又從井底上升到井口的驅動方式。主要有:①水驅油藏，周圍水體有地表水流補給而形成的靜水壓頭；②彈性水驅，周圍封閉性水體和儲層岩石的彈性膨脹作用；③溶解氣驅，壓力降低使溶解在油中的氣體逸出時所起的膨脹作用；④氣頂驅，存在氣頂時，氣頂氣隨壓力降低而發生的膨脹作用;⑤重力驅,重力排油作用。當以上天然能量充足時，油氣可以噴出井口；能量不足時，則需採取人工舉升措施，把油流驅出地面（見自噴採油法，人工舉升採油法）。
石油開採的特點 與一般的固體礦藏相比，有三個顯著特點：①開採的對象在整個開採的過程中不斷地流動，油藏情況不斷地變化，一切措施必須針對這種情況來進行，因此，油氣田開採的整個過程是一個不斷了解、不斷改進的過程；②開采者在一般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開采，對油氣藏中情況的了解以及對油氣藏施加影響進行各種措施，都要通過專門的測井來進行；③油氣藏的某些特點必須在生產過程中，甚至必須在井數較多後才能認識到，因此，在一段時間內勘探和開采階段常常互相交織在一起（見油氣田開發規劃和設計）。
要開發好油氣藏，必須對它進行全面了解，要鑽一定數量的探邊井，配合地球物理勘探資料來確定油氣藏的各種邊界（油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等）；要鑽一定數量的評價井來了解油氣層的性質（一般都要取岩心），包括油氣層厚度變化，儲層物理性質，油藏流體及其性質,油藏的溫度、壓力的分布等特點,進行綜合研究，以得出對於油氣藏的比較全面的認識。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身，而要同時研究與之相鄰的含水層及二者的連通關系（見油藏物理）。
在開采過程中還需要通過生產井、注入井和觀察井對油氣藏進行開采、觀察和控制。油、氣的流動有三個互相聯接的過程：①油、氣從油層中流入井底；②從井底上升到井口；③從井口流入集油站，經過分離脫水處理後，流入輸油氣總站，轉輸出礦區（見油藏工程）。
石油開采技術
測井工程 在井筒中應用地球物理方法，把鑽過的岩層和油氣藏中的原始狀況和發生變化的信息，特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息，通過電纜傳到地面,據以綜合判斷,確定應採取的技術措施（見工程測井，生產測井，飽和度測井）。
鑽井工程 在油氣田開發中，有著十分重要的地位，在建設一個油氣田中，鑽井工程往往要佔總投資的50％以上。一個油氣田的開發，往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對用於開采、觀察和控制等不同目的的井（如生產井、注入井、觀察井以及專為檢查水洗油效果的檢查井等）有不同的技術要求。應保證鑽出的井對油氣層的污染最少，固井質量高，能經受開采幾十年中的各種井下作業的影響。改進鑽井技術和管理，提高鑽井速度，是降低鑽井成本的關鍵（見鑽井方法，鑽井工藝，完井）。
採油工程 是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個過程的工藝技術。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴，也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補的能量舉出。各種有效的修井措施，能排除油井經常出現的結蠟、出水、出砂等故障，保證油井正常生產。水力壓裂或酸化等增產措施，能提高因油層滲透率太低，或因鑽井技術措施不當污染、損害油氣層而降低的產能。對注入井來說，則是提高注入能力（見採油方法，采氣工藝，分層開采技術，油氣井增產工藝）。
油氣集輸工程 是在油田上建設完整的油氣收集、分離、處理、計量和儲存、輸送的工藝技術。使井中采出的油、氣、水等混合流體，在礦場進行分離和初步處理，獲得盡可能多的油、氣產品。水可回注或加以利用，以防止污染環境。減少無效損耗（見油田油氣集輸）。
石油開采中各學科和工程技術之間的關系見圖。
石油開采
石油開采技術的發展 石油和天然氣的大規模開采和應用，是近百年的事。美國和俄國在19世紀50年代開始了他們各自的近代油、氣開采工業。其他國家稍晚一些。石油開采技術的發展與數學、力學、地質學、物理學、機械工程、電子學等學科發展有密切聯系。大致可分三個階段：
初期階段 從19世紀末到20世紀30年代。隨著內燃機的出現，對油料提出了迫切的要求。這個階段技術上的主要標志是以利用天然能量開采為主。石油的採收率平均只有15～20％，鑽井深度不大，觀察油藏的手段只有簡單的溫度計、壓力計等。
第二階段 從30年代末到50年代末，以建立油田開發的理論體系為標志。主要內容是：①形成了作為鑽井工程理論基礎的岩石力學；②基本確立了油藏物理和滲流力學體系，普遍採用人工增補油藏能量的注水開采技術。在蘇聯廣泛採用了早期注水保持地層壓力的技術，使石油的最終採收率從30年代的15～20％，提高到30％以上，發展了以電測方法為中心的測井技術和鑽4500米以上的超深井的鑽井技術。在礦場集輸工藝中廣泛地應用了以油氣相平衡理論為基礎的石油穩定技術。基本建立了與油氣田開發和開采有關的應用科學和工程技術體系。
第三階段 從60年代開始，以電子計算機和現代科學技術廣泛用於油、氣田開發為標志，開發技術迅速發展。主要方面有：①建立的各種油層的沉積相模型，提高了預測儲油砂體的非均質性及其連續性的能力，從而能更經濟有效地布置井位和開發工作；②把現代物理中的核技術應用到測井中，形成放射性測井技術，與原有的電測技術, 加上新的生產測井系列,可以用來直接測定油藏中油、氣、水的分布情況，在不同開發階段能採取更為有效的措施；③對油氣藏內部在採油氣過程中起作用的表面現象及在多孔介質中的多相滲流的規律等，有了更深刻的理解，並根據物理模型和數學模型對這些現象由定性進入定量解釋（見油藏數值模擬），試驗和開發了除注水以外提高石油採收率的新技術；④以噴射鑽井和平衡鑽井為基礎的優化鑽井技術迅速發展。鑽井速度有很大的提高。可以打各種特殊類型的井，包括叢式井，定向井，甚至水平井，加上優質泥漿，使鑽井過程中油層的污染降到最低限度；⑤大型酸化壓裂技術的應用使很多過去沒有經濟價值的油、氣藏，特別是緻密氣藏,可以投入開發,大大增加了天然資源的利用程度。對油井的出砂、結蠟和高含水所造成的困難，在很大程度上得到了解決（見稠油開采，油井防蠟和清蠟，油井防砂和清砂，水油比控制）；⑥向油層注蒸汽，熱采技術的應用已經使很多稠油油藏投入開發；⑦油、氣分離技術和氣體處理技術的自動化和電子監控，使礦場油、氣集輸中的損耗降到很低，並能提供質量更高的產品。
靠油藏本身或用人工補給的能量把石油從井底舉升到地面的方法。19世紀50年代末出現了專門開採石油的油井。早期油井很淺，用吊桶汲取。後來井深增加，採油方法逐漸復雜，分為自噴採油法和人工舉升採油法兩類，後者有氣舉採油法和泵抽採油法（又稱深井泵採油法）兩種。
自噴採油法： 當油藏壓力高於井內流體柱的壓力，油藏中的石油通過油管和採油樹自行舉升至井外的採油方法。石油中大量的伴生天然氣能降低井內流體的比重，降低流體柱壓力，使油井更易自噴。油層壓力和氣油比（中國石油礦場習稱油氣比）是油井自噴能力的兩個主要指標。
油、氣同時在井內沿油管向上流動，其能量主要消耗於重力和摩擦力。在一定的油層壓力和油氣比的條件下，每口井中的油管尺寸和深度不變時，有一個充分利用能量的最優流速范圍，即最優日產量范圍。必須選用合理的油管尺寸，調節井口節流器（常稱油嘴）的大小，使自噴井的產量與油層的供油能力相匹配，以保證自噴井在最優產量范圍內生產。
為使井口密封並便於修井和更換損壞的部件，自噴井井口裝有專門的採油裝置，稱採油樹（見彩圖）。自噴井的井身結構見圖。自噴井管理方便，生產能力高,耗費小,是一種比較理想的採油方法。很多油田都採取早期注水、注氣（見注水開采）保持油藏壓力的措施，延長油井的自噴期。
人工舉升採油法： 人為地向油井井底增補能量，將油藏中的石油舉升至井口的方法。隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開發的油田，油井產水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產量，需採取人工舉升法採油（又稱機械採油），是油田開採的主要方式，特別在油田開發後期，有泵抽採油法和氣舉採油法兩種。
氣舉採油法： 將天然氣從套管環隙或油管中注入井內，降低井中流體的比重，使井內流體柱的壓力低於已降低了的油層壓力，從而把流體從油管或套管環隙中導出井外。有連續氣舉和間歇氣舉兩類。多數情況下，採用從套管環隙注氣、油管出油的方式。氣舉採油要求有比較充足的天然氣源；不能用空氣，以免爆炸。氣舉的啟動壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特製的氣舉閥以降低啟動壓力，使壓縮機在較低壓力下工作,提高其效率,結構和工作原理見圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時，氣從A孔進入油管,使管內液體與氣混合,噴出至地面。管內壓力下降到一定程度時,油管內外壓差使該閥關閉。管外液面可繼續下降。油井較深時，可裝幾個氣舉閥，把液面降至油管鞋，使啟動壓力大為降低。
氣舉採油法：
氣舉井中產出的油、氣經分離後，氣體集中到礦場壓縮機站,經過壓縮送回井口。對於某些低產油井,可使用間歇氣舉法以節約氣量，有時還循環使用活塞氣舉法。
氣舉法有較高的生產能力。井下裝置簡單，沒有運動部件，井下設備使用壽命長，管理方便。雖然壓縮機建站和敷設地面管線的一次投資高，但總的投資和管理費用與抽油機、電動潛油泵或水力活塞泵比較是最低的。氣舉法應用時間較短，一般為15～30％左右；單位產量能耗較高，又需要大量天然氣；只適用於有天然氣氣源和具備以上條件的地區內有一定油層壓力的高產油井和定向井,當油層壓力降到某一最低值時,便不宜採用；效率較低。
泵抽採油法： 人工舉升採油法的一種（見人工舉升採油法）。在油井中下入抽油泵，把油藏中產出的液體泵送到地面的方法，簡稱抽油法。此法所用的抽油泵按動力傳動方式分為有桿和無桿兩類。
有桿泵 是最常用的單缸單作用抽油泵（圖1），其排油量取決於泵徑和泵的沖程、沖數。有桿泵分桿式泵、管式泵兩類。一套完整的有桿泵機組包括抽油機、抽油桿柱和抽油泵（圖2）。
泵抽採油法 泵抽採油法
抽油機主要是把動力機(一般是電動機)的圓周運動轉變為往復直線運動，帶動抽油桿和泵，抽油機有游梁式和無游梁式兩種。前者使用最普遍，中國一些礦場使用的鏈條抽油機屬後一種（見彩圖）。抽油桿柱是連接抽油機和抽油泵的長桿柱,長逾千米,因交變載荷所引起的振動和彈性變形，使抽油桿懸點的沖程和泵的柱塞沖程有較大差別。抽油泵的直徑和沖程、沖數要根據每口油井的生產特徵，進行設計計算來優選。在泵的入口處安裝氣體分離裝置——氣錨，或者增加泵的下入深度，以降低流體中的含氣量對抽油泵充滿程度（即體積效率）的影響。
泵抽採油法
有桿泵是一個自重系統,抽油桿的截面增加時,其載荷也隨著增大。各種材質製成的抽油桿的下入深度，都是有極限的，要增加泵的下入深度，主要須改變抽油桿的材質、熱處理工藝和級次。根據抽油桿的彈性和地層流體的特徵，在選擇工作制度時，要選用沖程、沖數的有利組合。有桿泵的工作深度在國外已超過 3000m,抽油機的載荷已超過25t，泵的排量與井深有關,有些淺井日排量可以高達400m3,一般中深井可達200m3,但抽油井的產量主要根據油層的生產能力。有桿抽油機泵組的主要優點是結構簡單,維修管理方便,在中深井中泵的效率為50％左右，適用於中、低產量的井。目前世界上有85％以上的油井用機械採油法生產，其中絕大部分用有桿泵。
無桿泵 適用於大產量的中深井或深井和斜井。在工業上應用的是電動潛油泵、水力活塞泵和水力噴射泵。
電動潛油泵 是一套多級離心泵和電動機直接連接的機泵組。由動力電纜把電送給井下的電機以驅動離心泵，把井中的流體泵送到地面，由於機泵組是在套管內使用，機泵的直徑受到限制,所以採取細長的形狀（圖3）。為防止井下流體(特別是水)進入電樞使電機失效，需採取特殊的密封裝置，並在泵和電動機的連接部位加裝保護器。泵的排量受井眼尺寸的限制,揚程決定於泵的級數,二者都取決於電動機的功率。電動潛油泵適用於中、高產液量，含氣和砂較少的稀油或含水原油的油井。一般日排量為100～1000m3、揚程在2000m以內時，效率較高,可用於斜井。建井較簡單，管理方便，免修期較長，泵效率在60％左右；但不適用於高含氣的井和帶腐蝕性流體的井，下井後泵的排量不能調節，機泵組成本較高，起下作業和檢修都比較復雜。
泵抽採油法
水力活塞泵 利用地面泵注入液體驅動井下液壓馬達帶動井下泵，把井下的液體泵出地面。水力活塞泵的工作原理與有桿泵相似，只是往復運動用液壓馬達和換向閥來實現（圖 4）。水力活塞泵的井下泵有單作用和雙作用兩種，地面泵都用高壓柱塞泵。流程有兩種：①開式流程。單管結構，以低粘度原油為動力液，既能減少管道摩擦阻力，又可降低抽出油的粘度，並與采出液混在一起采出地面。②閉式流程。用輕油或水為動力液,用水時要增添潤滑劑和防腐劑,自行循環不與產出的液體相混，工作過程中只需作少量的補充。水力活塞泵可以單井運轉，也可以建泵組集中管理，排量適應范圍寬，從每日幾十到上千立方米等，適用於深井、高揚程井、稠油井、斜井。優點是可任意調節排量，起下泵可不起油管，操作和管理方便。泵效率可達85％以上。缺點是地面要多建一條高壓管線,動力液要處理,增加了建井和管理成本。
泵抽採油法
水力射流泵 帶有噴嘴和擴散器的抽油泵（圖5）。水力射流泵沒有運動零件,結構簡單,成本低，管理方便，但效率低，不高於30～35％，造成的生產壓差太小，只適用於高壓高產井。一般僅在水力活塞泵的前期即油井的壓力較高、排量較大時使用；當壓力降低、排量減少時，改用水力活塞泵。
參考資料：http://www.hoodong.com/wiki/%E7%9F%B3%E6%B2%B9%E5%BC%80%E9%87%87
❻ 油田的開發方式有哪些
隨著石油科學和開采技術的發展，油田開發方式也在不斷進步。在19世紀後半葉和20世紀初，主要以消耗天然能量的方式進行開發油田。直到20世紀三四十年代，人工注水補充能量的開發方式才逐步發展起來，成為石油開發史上的重大突破。但是，目前並不是所有的油田都採用注水開發，而是有多種開發方式，歸納起來有以下幾種。
一、利用天然能量開發利用天然能量開發是一種傳統的開發方式。其優點是投資少、成本低、投產快。只需按照設計的生產井網鑽井，無需增加採油設備，石油依靠油層自身的能量就可流到地面。因此，它仍是一種常用的開發方式。其缺點是天然能量作用的范圍和時間有限，不能適應油田較高的採油速度及長期穩產的要求，最終採收率通常較低。利用天然能量開發可分為以下幾種方式。
1.彈性能量開採油層彈性能量的儲存和釋放過程與彈簧的壓縮和恢復相似。油層埋藏在地下幾百米至幾千米的深處。開發前油層承受著巨大的壓力，因此在油層中積蓄了一定的彈性能量。當鑽井打開油層進行採油時，油層的均衡受壓狀態遭到破壞。油層岩石顆粒和孔隙中的液體因壓力下降而膨脹，將部分原油推擠出來，流向井底噴至地面。隨著原油的不斷采出，油層中壓力降低的范圍不斷擴大，壓力降低的幅度不斷增加，油層中的彈性能不斷減少。一般的砂岩油藏，靠彈性能量僅能采出地下儲量的1%～5%。
2.溶解氣能量開採在日常生活中經常可見到這樣一種現象，當打開汽水或啤酒瓶蓋時，汽水或啤酒會隨著氣泡一起溢出瓶口。這是因為在製造汽水、啤酒時，加壓使汽水、啤酒中溶解了一定數量的二氧化碳氣體。當打開瓶蓋時，瓶內壓力下降，二氧化碳的溶解度減小，很快從汽水、啤酒中分離出來，同汽水、啤酒一起湧出瓶口。溶解氣能量開采就是利用這個原理。打開油層開始採油後，油層壓力降低。當其壓力低於飽和壓力時，在高壓下原來溶解在原油中的天然氣就分離出來，以自由的氣泡存在。在向井底流動的過程中，由於壓力越來越低，氣泡體積不斷膨脹，就沿著油層把原油推向井底。
在利用溶解氣能量的開采過程中，由於氣體比原油容易流動，往往是氣體先溢出來。溶解在原油中的天然氣量大幅度減少使原油變得越來越稠、流動性越來越差。當油層中溶解的天然氣能量消耗完後，油層中還會留下大量的原油。因此，只依靠溶解氣能量開采，一般只能采出原始儲量的百分之十幾。
3.氣頂能量開采有些油田在油層的頂部存在氣頂。油田投入開發後，含油區的壓力將不斷下降。當這一壓力降傳遞到氣頂時，將引起氣頂發生膨脹，氣頂中的氣體就會侵入到儲存原油的孔隙中，將原油驅向生產井井底。
4.水壓驅油能量開采水壓驅油分為邊水驅動和底水驅動兩種形式，如圖4-11所示。無論是邊水驅動還是底水驅動，地下油層必須與地面水源溝通，開采時才能得到外來水源的補充。如果油田面積小、水壓驅動條件好、水的補給量與采出的油量平衡，那麼在開采過程中油田的產油量和地層壓力就可以在較長時間內保持穩定，可以獲得較好的油田開采效果和較高的最終採收率。但實際中絕大多數天然水壓驅動的油田，外界水源的補給都跟不上能量的消耗，因此開采效果不很理想。
表4-2不同面積井網的井網參數
早期進行面積注水開發時，注水井經過適當排液即可轉入注水，並使油田投入全面開發。這種注水方式實質上是把油層分割成許多小單元。一口注水井控制一個單元，並同時影響周圍的幾口油井。而每口油井又同時在幾個方向上受注水井影響。顯然，這種注水方式的特點是採油速度較高，生產井容易受到注入水的充分影響、見水時間早。
採用面積注水方式的條件是：第一，油層分布不規則，多呈透鏡狀分布；第二，油層的滲透性差,流動系數低；第三，油田面積大,構造不夠完整,斷層分布復雜；第四，可用於油田後期的強化採油，以提高採收率；第五，雖然油田具備切割注水或其他注水方式的條件，但為了達到更高的採油速度，也可採用面積注水方式。
2.人工注氣人工注氣是在油田開發過程中，用人工方法把氣體注入油層中，以保持和提高油層壓力。人工注氣分為頂部注氣和面積注氣。頂部注氣就是把注氣井布置在油藏的氣頂上，向氣頂中注氣以保持油層壓力；面積注氣是根據需要按某種幾何形狀在油田的一定位置上部署注氣井和採油井，進行注氣採油。
三、開發方式的選擇對於具體油田，開發方式的選擇原則是：既要合理地利用天然能量又要有效地保持油藏能量，確保油田具有較高的採油速度和較長的穩產時間。為此，我們必須進行區域性的調查研究，了解整個水壓系統的地質、水文地質特徵和油藏本身的地質—物理特徵，即必須了解油田有無邊水、底水，有無水源供給區，中間是否有斷層遮擋和岩性變異現象，油藏有無氣頂及氣頂的大小等。
當通過預測及研究確定油田天然能量不足時，則考慮向油層注入水、氣等驅替工作劑。
注入劑的選擇與儲集層結構及流體性質有密切關系。當儲集層滲透率很低時，注水效果通常較差，油井見效慢。若儲集層性質均勻、滲透性好、水敏性粘土礦物少、原油粘度低，注水開發效果就好。當斷層或裂隙較多時，注入流體可能會沿斷裂處竄入生產井或非生產層。因此，必須搞清斷層的走向和裂隙的發育規律，因勢利導，以擴大注入劑的驅替面積。
開發過程的控制，即開發速度也會對驅動方式的建立產生重大影響。開發速度過大，由於外排生產井的屏蔽遮擋作用，往往使內部油井難以見效。也可能造成氣頂和底水錐進、邊水舌進，影響最終採收率。開發速度過小又滿足不了對產量的要求。
實施人工注水、注氣還要考慮注入劑的來源及處理問題。注水必然要涉及水質是否與儲集層配伍以及環保等問題。注入冷水、淡水可能會對地下溫度、原油物性及粘土礦物產生影響。因而需要考慮是否要加添加劑、是否要進行加熱預處理等。
顯然，向油層注入驅替劑會增加油田的前期投資、設備和工作量。因此，需要對採取該措施所能獲得的採收率和經濟效益進行預測。
人們最初向油層注水，是當油田開采了相當長的時間，天然能量接近枯竭的時候，為了進一步采出油層中剩餘的原油而進行的。這種做法稱為晚期注水。在長期的油田開發實踐中，人們發現保持油層壓力越早，地下能量損耗就越少，能開采出的原油也就越多。於是就有意識地在油田開發初期向油層注水以保持壓力，這種方法叫早期注水。目前，世界上許多油田都採用了早期注水。我國的大慶油田，在總結了國內外油田開發經驗和教訓的基礎上，根據本油田的特點，在油田開發初期就採用了邊內切割注水保持油層壓力的開發方式。生產實踐表明：由於油層壓力保持在一定水平上，油層能量充足，油田產量穩定。
由於水的來源廣、價格便宜、易於處理，而且水驅效果一般比溶解氣驅等驅動方式好，我國有條件的油田都採用注水方式開發，並取得了顯著的經濟效益。它是我國現階段科技水平的產物，今後有待於進一步發展。此外，為了實現有效注水，還應採取多方面的措施，尤其是工程工藝方面的措施，以提高水驅效果。
總之，人工保持油層壓力的方法，要根據油田的具體情況來確定。