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石油怎么采集到地面上

发布时间: 2023-02-27 19:13:11

‘壹’ 石油是如何开采出来的

要开采石油,首先要找到哪儿蕴藏着石油。经过上百年的探索,人们创造出各种找油气的方法,但绝大多数油气是在沉积盆地中进行的,可以说,各种各样的沉积盆地(如我国着名的塔里木盆地、准格尔盆地、柴达木盆地、松辽盆地、渤海湾盆地等)是找油、找气的首选目的地。
在盆地内找油,首先要了解盆地的性质,从搞清盆地的基本情况入手,认识盆地的基底起伏、基底岩性、基底形成时代及发展历史等,经过一系列的地址调查等,初步确定盆地的性质。第二步就要了解盆地内的情况,认识盆地的内部构造。石油地质家经过大量的研究,利用一切高技术的手段,确定可能的生油地层、储油地层。第三步就要研究石油的地质特征,确定含油气的构造、层位,最后确定打钻井的位置。
经过地质勘探和开发人员的艰苦劳动和研究,确定了打井的位置、数量和深度,钻井工人就要在定好的井位上钻井。钻井结束后,还要在井口安装一套井口设备,有很多的阀门和仪表,看上去就像一棵树,所以被人们称为“采油树”。是否能将原油从地下采到地面来,还取决于地下油层压力的大小。我国很多油田,如大庆、胜利等,很多油层的压力都很大,只要一打开采油树的阀门,地下的油气就会不停的往外喷,这就是“自喷井”。现在世界上60%—70%
的石油是靠自喷井开采出来的。有的自喷井日产量可达万吨以上。经过一段时间的自喷以后,由于地层压力降低,油井的自喷压力慢慢降下来,就无法自喷了,这就需要采取措施保持地层压力,以保持长期采油。到了油田开发的后期,当地下的原油所剩不多的时候,为了采出残留在油层中的石油,还要采用二次采油法甚至三次采油法,比如往油层中注入加热的二氧化碳或用火烧油层,以提高石油的采出量。
石油的勘探开采,是一个高科技、高投入、高风险、高产出的行业,中国的石油行业是全国最大的计算机用户之一,是信息技术、自动化技术以及各种新材料使用最广泛的高新技术密集行业,是应用高新技术推动传统行业,实现跨越式发展的一个新兴行业。

‘贰’ 石油是怎么样开采的,会不会像煤矿一样出现采空区

石油对我们普通而言最重要的就是交通工具的原动力,现在很多人家家庭经济提上来了,都有了条件可以买私家车作为代步工具,即便是在乡下,绝大部分人家也都有了烧油的摩托,所以对于石油的需求量是很大的,但是石油是怎么样开采的,会不会像煤矿一样出现采空区?发现石油一般都是打井采油,但是石油与煤矿不同,它们是存在岩石的缝隙中,并不是跟煤矿一样堆在一起,所以不会出现采空区。

我们平常的代步工具使用到的石油很多,但是石油的重要性是体现在工业上,就像我们需要吃饭一样,石油就是工业提供动力的食物,虽然还有煤矿和太阳能之类的能源,但是煤矿给环境带来影响,而太阳能没有石油稳定,所以石油是目前比较重要的能源,增大石油的开采量就成了很重要的问题。尤其是开采设备的研究。

‘叁’ 石油是怎么从地下发掘的

开采石油的第一关是勘探油田。今天的石油地质学家使用重力仪、磁力仪等仪器来寻找新的石油储藏。地表附近的石油可以使用露天开采的方式开采。不过今天除少数非常偏远地区的矿藏外这样的石油储藏已经几乎全部耗尽了。今天在加拿大艾伯塔的阿萨巴斯卡油砂还有这样的露天石油矿。在石油开采初期少数地方也曾有过打矿井进行地下开采的矿场。埋藏比较深的油田需要使用钻井才能开采。海底下的油矿需要使用石油平台来钻和开采。为了将钻头钻下来的碎屑以及润滑和冷却液运输出钻孔,钻柱和钻头是中空的。在钻井时使用的钻柱越来越长,钻柱可以使用螺旋连接在一起。钻柱的端头是钻头。大多数今天使用的钻头由三个相互之间成直角的、带齿的钻盘组成。在钻坚硬岩石是钻头上也可以配有金刚石。不过有些钻头也有其它的形状。一般钻头和钻柱由地上的驱动机构来旋转,钻头的直径比钻柱要大,这样钻柱周围形成一个空洞,在钻头的后面使用钢管来防止钻孔的壁塌落。 钻井液由中空的钻柱被高压送到钻头。钻井泥浆则被这个高压通过钻孔送回地面。钻井液必须具有高密度和高粘度。有些钻头使用钻井液来驱动钻头,其优点是只有 勘探石油
钻头,而不必整个钻柱被旋转。为了操作非常长的钻柱在钻孔的上方一般建立一个钻井架。在必要的情况下,今天工程师也可以使用定向钻井的技术绕弯钻井。这样可以绕过被居住的、地质上复杂的、受保护的或者被军事使用的地面来从侧面开采一个油田。地壳深处的石油受到上面底层以及可能伴随出现的天然气的压挤,它又比周围的水和岩石轻,因此在钻头触及含油层时它往往会被压力挤压喷射出来。为了防止这个喷射现代的钻机在钻柱的上端都有一个特殊的装置来防止喷井。一般来说刚刚开采的油田的油压足够高可以自己喷射到地面。随着石油被开采,其油压不断降低,后来就需要使用一个从地面通过钻柱驱动的泵来抽油。通过向油井内压水或天然气可以提高可以开采的油量。通过压入酸来溶解部分岩石(比如碳酸盐)可以提高含油层岩石的渗透性。随着开采时间的延长抽上来的液体中水的成分越来越大,后来水的成分大于油的成分,今天有些矿井中水的成分占90%以上。通过上述手段、按照当地的情况不同今天一个油田中20%至50%的含油可以被开采。剩下的油今天无法从含油的岩石中分解出来。通过以下手段可以再提高能够被开采的石油的量: 开采手段 1、通过压入沸水或高温水蒸汽,甚至通过燃烧部分地下的石油 2、压入氮气 3、压入二氧化碳来降低石油的黏度 4、压入轻汽油来降低石油的黏度 5、压入能够将油从岩石中分解出来的有机物的水溶液 6、压入改善油与水之间的表面张力的物质(清洁剂)的水溶液来使油从岩石中分解出来。 7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。 水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多,使用这个技术可以扩大平台的开采面积

‘肆’ 石油是怎么样开采的

石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油,把可燃气体称天然气,把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入,认识到它们在组成上均属烃类化合物,在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出,石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。

测井工程,在井筒中应用地球物理方法,把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息,特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息,通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施(见工程测井,生产测井,饱和度测井)。

钻井工程,在油气田开发中,有着十分重要的地位,在建设一个油气田中,钻井工程往往要占总投资的50%以上。一个油气田的开发,往往要打几百口甚至几千口或更多的井。对用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等)有不同的技术要求。应保证钻出的井对油气层的污染最少,固井质量高,能经受开采几十年中的各种井下作业的影响。改进钻井技术和管理,提高钻井速度,是降低钻井成本的关键(见钻井方法,钻井工艺,完井)。

采油工程,是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷,也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施,能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障,保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施,能提高因油层渗透率太低,或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说,则是提高注入能力(见采油方法,采气工艺,分层开采技术,油气井增产工艺)。

‘伍’ 石油是怎么采集到地面上来的

很早很早以前,人们用最简单的提捞方式开采原油,就像用吊桶在水井中提水一样,用绞车把原油从油井中提取上来。但这种方法只适用于油层非常浅、压力很小、产量很低的油井。如1907年中国延长油矿的延1井,井深81米,日产油1~1.5吨。1911年打的延2井,井深157米,日产油100千克。当时都是用转盘绞车把原油从油井中提捞上来的。

随着石油工业的发展,越来越多产量高、油层埋藏很深的油田被发现,原来那套人工提捞的方法无法在这些油井上使用,所以逐渐被淘汰,自喷采油和各种人工举升采油的方法应运而生。

一口油井用钻井的方法钻孔、下入钢管连通到油层后,原油就会像喷泉那样沿着油井的钢管自动向地面喷射出来。油层内的压力越大,喷出来的油就越快、越多。这种靠油层自身的能量将原油举升到地面的能力称为自喷,用这种办法采油称为自喷采油,它常发生在油井开发的初期。

那么油井为什么会自喷呢?石油和天然气深埋于地下封闭的岩石构造中,在上覆地层的重压下,它们与岩石一起受到压缩,从而集聚了大量的弹性能量,形成高温高压区。当油层通过油井与地面连通后,在弹性能量的驱动下,石油、天然气必然向处于低压区的井筒和井口流动。这就像一个充足气的汽车轮胎一样,当拔掉气门芯后,被压缩的空气将喷射而出。油层与油井的沟通一般情况下靠射孔完成。射孔是用特殊的枪和子弹把套管、水泥环、油层射开。一旦射孔完成,就像拔掉了封闭油层的气门芯,油气将通过油井喷射到地面。

自喷井的产量一般来说都是比较高的。例如:中东地区有些油井每口油井日产油量可高达1~2万吨。中国华北油田开发初期,很多油井日产千吨以上,大庆油田的高产井日产200~300吨。据统计,目前世界上约有50%~60%的原油都是靠自喷方法开采出来的,特别是在中东地区,大多数油井有旺盛的自喷能力。由于这种方法不需要复杂昂贵的设备,油井管理比较方便,是一种高效益的采油方法。所以,在油田开发过程中,人们都设法尽可能地保持油井长期自喷。到了开发的中后期,油层的压力会逐渐减小,不足以将地层内的原油驱替到井底并举升到地面,这时就需要给油层补充能量,如注入水或注入天然气等,增加油层的压力,以延长油井的自喷期。

自喷井示意图当通过注水、注气仍不能满足油井的自喷条件时,人们将采用特殊的机械装置将原油从井底抽吸出来,这就是人工举升采油方法。

‘陆’ 石油作为不可再生的资源,它是如何开采的

石油进行开采,一定要先钻井,然后在地面上安装井口设备,在后期要进行注水保持地层压力,确保石油正常开采。

三、这个时候石油就会从四周向压力低的地方流动,同时石油中还包含天然气在地层中密不可分,就像是装满可乐的瓶子,钻井就像是可乐的盖子,石油随着气体的膨胀逐渐向井口喷出,当石油自喷一阵之后,地层压力就会降低到最后就无法自喷,在国内就会采用以水驱油的注水方法进行开采,采用人工的方式将水从别的钻井当中直接打到油层底下,用水来补充石油开采留下的剩余空间,用来保持地层压力,保证石油顺利开采。

‘柒’ 地下石油如何抽取

石油开采分为两种,一种是陆地开采,而另一种则是海洋开采。

我们先来说比较简单的陆地开采,由于石油资源都是储存在1000米以下的岩层当中,所以说抽取石油就需要先探明石油的储存位置,再探明之后就可以从地上打入管道,而管道在下探的过程当中也会有另外的一些管道进行一些水泥的储存,就是为了防止山体的塌陷。

因此在海上抽取石油的过程是更为复杂的,现在最常用的方式就是修建一些人造的或者是海上的钻井平台。在开采的过程当中,还非常的要关注这片海域的一些环境问题,毕竟是有污染也是非常不容易解决的一个。

‘捌’ 海上石油是如何开采的

海上油气开发 海上油气开发与陆地上的没有很大的不同,只是建造采油平台的工程耗资要大得多,因而对油气田范围的评价工作要更加慎重.要进行风险分析,准确选定平台位置和建设规模.避免由于对地下油藏认识不清或推断错误,造成损失.60年代开始,海上石油开发有了极大的发展.海上油田的采油量已达到世界总采油量的20%左右.形成了整套的海上开采和集输的专用设备和技术.平台的建设已经可以抗风、浪、冰流及地震等各种灾害,油、气田开采的水深已经超过200米.
当今世界上还有不少地区尚未勘探或充分勘探,深部地层及海洋深水部分的油气勘探刚刚开始不久,还会发现更多的油气藏,已开发的油气藏中应用提高石油采收率技术可以开采出的原油数量也是相当大的;这些都预示着油、气开采的科学技术将会有更大的发展.
石油是深埋在地下的流体矿物.最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油,把可燃气体称天然气,把固态可燃油质矿物称沥青.随着对这些矿物研究的深入,认识到它们在组成上均属烃类化合物,在成因上互有联系,因此把它们统称为石油.1983年9月第11次世界石油大会提出,石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物.所以石油开采也包括了天然气开采.
石油在国民经济中的作用 石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃烧热比标准煤高50%)、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点.从石油中提炼的燃料油是运输工具、电站锅炉、冶金工业和建筑材料工业各种窑炉的主要燃料.以石油为原料的液化气和管道煤气是城市居民生活应用的优质燃料.飞机、坦克、舰艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料.因此,许多国家都把石油列为战略物资.
20世纪70年代以来,在世界能源消费的构成中,石油已超过煤而跃居首位.1979年占45%,预计到21世纪初,这种情况不会有大的改变.石油制品还广泛地用作各种机械的润滑剂.沥青是公路和建筑的重要材料.石油化工产品广泛地用于农业、轻工业、纺织工业以及医药卫生等部门,如合成纤维、塑料、合成橡胶制品,已成为人们的生活必需品.
1982年世界石油产量为26.44亿吨,天然气为15829亿立方米.1973年以来,三次石油涨价和1982年的石油落价,都引起世界经济较大的波动(见世界石油工业).
油气聚集和驱动方式 油气在地壳中生成后,呈分散状态存在于生油气层中,经过运移进入储集层,在具有良好保存条件的地质圈闭内聚集,形成油气藏.在一个地质构造内可以有若干个油气藏,组合成油气田.
储层 贮存油气并能允许油气流在其中通过的有储集空间的岩层.储层中的空间,有岩石碎屑间的孔隙,岩石裂缝中的裂隙,溶蚀作用形成的洞隙.孔隙一般与沉积作用有关,裂隙多半与构造形变有关,洞隙往往与古岩溶有关.空隙的大小、分布和连通情况,影响油气的流动,决定着油气开采的特征(见石油开发地质).
油气驱动方式 在开采石油的过程中,油气从储层流入井底,又从井底上升到井口的驱动方式.主要有:①水驱油藏,周围水体有地表水流补给而形成的静水压头;②弹性水驱,周围封闭性水体和储层岩石的弹性膨胀作用;③溶解气驱,压力降低使溶解在油中的气体逸出时所起的膨胀作用;④气顶驱,存在气顶时,气顶气随压力降低而发生的膨胀作用;⑤重力驱,重力排油作用.当以上天然能量充足时,油气可以喷出井口;能量不足时,则需采取人工举升措施,把油流驱出地面(见自喷采油法,人工举升采油法).
石油开采的特点 与一般的固体矿藏相比,有三个显着特点:①开采的对象在整个开采的过程中不断地流动,油藏情况不断地变化,一切措施必须针对这种情况来进行,因此,油气田开采的整个过程是一个不断了解、不断改进的过程;②开采者在一般情况下不与矿体直接接触.油气的开采,对油气藏中情况的了解以及对油气藏施加影响进行各种措施,都要通过专门的测井来进行;③油气藏的某些特点必须在生产过程中,甚至必须在井数较多后才能认识到,因此,在一段时间内勘探和开采阶段常常互相交织在一起(见油气田开发规划和设计).
要开发好油气藏,必须对它进行全面了解,要钻一定数量的探边井,配合地球物理勘探资料来确定油气藏的各种边界(油水边界、油气边界、分割断层、尖灭线等);要钻一定数量的评价井来了解油气层的性质(一般都要取岩心),包括油气层厚度变化,储层物理性质,油藏流体及其性质,油藏的温度、压力的分布等特点,进行综合研究,以得出对于油气藏的比较全面的认识.在油气藏研究中不能只研究油气藏本身,而要同时研究与之相邻的含水层及二者的连通关系(见油藏物理).
在开采过程中还需要通过生产井、注入井和观察井对油气藏进行开采、观察和控制.油、气的流动有三个互相联接的过程:①油、气从油层中流入井底;②从井底上升到井口;③从井口流入集油站,经过分离脱水处理后,流入输油气总站,转输出矿区(见油藏工程).
石油开采技术
测井工程 在井筒中应用地球物理方法,把钻过的岩层和油气藏中的原始状况和发生变化的信息,特别是油、气、水在油藏中分布情况及其变化的信息,通过电缆传到地面,据以综合判断,确定应采取的技术措施(见工程测井,生产测井,饱和度测井).
钻井工程 在油气田开发中,有着十分重要的地位,在建设一个油气田中,钻井工程往往要占总投资的50%以上.一个油气田的开发,往往要打几百口甚至几千口或更多的井.对用于开采、观察和控制等不同目的的井(如生产井、注入井、观察井以及专为检查水洗油效果的检查井等)有不同的技术要求.应保证钻出的井对油气层的污染最少,固井质量高,能经受开采几十年中的各种井下作业的影响.改进钻井技术和管理,提高钻井速度,是降低钻井成本的关键(见钻井方法,钻井工艺,完井).
采油工程 是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术.油气的上升可以依靠地层的能量自喷,也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出.各种有效的修井措施,能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障,保证油井正常生产.水力压裂或酸化等增产措施,能提高因油层渗透率太低,或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能.对注入井来说,则是提高注入能力(见采油方法,采气工艺,分层开采技术,油气井增产工艺).
油气集输工程 是在油田上建设完整的油气收集、分离、处理、计量和储存、输送的工艺技术.使井中采出的油、气、水等混合流体,在矿场进行分离和初步处理,获得尽可能多的油、气产品.水可回注或加以利用,以防止污染环境.减少无效损耗(见油田油气集输).
石油开采中各学科和工程技术之间的关系见图.
石油开采
石油开采技术的发展 石油和天然气的大规模开采和应用,是近百年的事.美国和俄国在19世纪50年代开始了他们各自的近代油、气开采工业.其他国家稍晚一些.石油开采技术的发展与数学、力学、地质学、物理学、机械工程、电子学等学科发展有密切联系.大致可分三个阶段:
初期阶段 从19世纪末到20世纪30年代.随着内燃机的出现,对油料提出了迫切的要求.这个阶段技术上的主要标志是以利用天然能量开采为主.石油的采收率平均只有15~20%,钻井深度不大,观察油藏的手段只有简单的温度计、压力计等.
第二阶段 从30年代末到50年代末,以建立油田开发的理论体系为标志.主要内容是:①形成了作为钻井工程理论基础的岩石力学;②基本确立了油藏物理和渗流力学体系,普遍采用人工增补油藏能量的注水开采技术.在苏联广泛采用了早期注水保持地层压力的技术,使石油的最终采收率从30年代的15~20%,提高到30%以上,发展了以电测方法为中心的测井技术和钻4500米以上的超深井的钻井技术.在矿场集输工艺中广泛地应用了以油气相平衡理论为基础的石油稳定技术.基本建立了与油气田开发和开采有关的应用科学和工程技术体系.
第三阶段 从60年代开始,以电子计算机和现代科学技术广泛用于油、气田开发为标志,开发技术迅速发展.主要方面有:①建立的各种油层的沉积相模型,提高了预测储油砂体的非均质性及其连续性的能力,从而能更经济有效地布置井位和开发工作;②把现代物理中的核技术应用到测井中,形成放射性测井技术,与原有的电测技术, 加上新的生产测井系列,可以用来直接测定油藏中油、气、水的分布情况,在不同开发阶段能采取更为有效的措施;③对油气藏内部在采油气过程中起作用的表面现象及在多孔介质中的多相渗流的规律等,有了更深刻的理解,并根据物理模型和数学模型对这些现象由定性进入定量解释(见油藏数值模拟),试验和开发了除注水以外提高石油采收率的新技术;④以喷射钻井和平衡钻井为基础的优化钻井技术迅速发展.钻井速度有很大的提高.可以打各种特殊类型的井,包括丛式井,定向井,甚至水平井,加上优质泥浆,使钻井过程中油层的污染降到最低限度;⑤大型酸化压裂技术的应用使很多过去没有经济价值的油、气藏,特别是致密气藏,可以投入开发,大大增加了天然资源的利用程度.对油井的出砂、结蜡和高含水所造成的困难,在很大程度上得到了解决(见稠油开采,油井防蜡和清蜡,油井防砂和清砂,水油比控制);⑥向油层注蒸汽,热采技术的应用已经使很多稠油油藏投入开发;⑦油、气分离技术和气体处理技术的自动化和电子监控,使矿场油、气集输中的损耗降到很低,并能提供质量更高的产品.
靠油藏本身或用人工补给的能量把石油从井底举升到地面的方法.19世纪50年代末出现了专门开采石油的油井.早期油井很浅,用吊桶汲取.后来井深增加,采油方法逐渐复杂,分为自喷采油法和人工举升采油法两类,后者有气举采油法和泵抽采油法(又称深井泵采油法)两种.
自喷采油法: 当油藏压力高于井内流体柱的压力,油藏中的石油通过油管和采油树自行举升至井外的采油方法.石油中大量的伴生天然气能降低井内流体的比重,降低流体柱压力,使油井更易自喷.油层压力和气油比(中国石油矿场习称油气比)是油井自喷能力的两个主要指标.
油、气同时在井内沿油管向上流动,其能量主要消耗于重力和摩擦力.在一定的油层压力和油气比的条件下,每口井中的油管尺寸和深度不变时,有一个充分利用能量的最优流速范围,即最优日产量范围.必须选用合理的油管尺寸,调节井口节流器(常称油嘴)的大小,使自喷井的产量与油层的供油能力相匹配,以保证自喷井在最优产量范围内生产.
为使井口密封并便于修井和更换损坏的部件,自喷井井口装有专门的采油装置,称采油树(见彩图).自喷井的井身结构见图.自喷井管理方便,生产能力高,耗费小,是一种比较理想的采油方法.很多油田都采取早期注水、注气(见注水开采)保持油藏压力的措施,延长油井的自喷期.
人工举升采油法: 人为地向油井井底增补能量,将油藏中的石油举升至井口的方法.随着采出石油总量的不断增加,油层压力日益降低;注水开发的油田,油井产水百分比逐渐增大,使流体的比重增加,这两种情况都使油井自喷能力逐步减弱.为提高产量,需采取人工举升法采油(又称机械采油),是油田开采的主要方式,特别在油田开发后期,有泵抽采油法和气举采油法两种.
气举采油法: 将天然气从套管环隙或油管中注入井内,降低井中流体的比重,使井内流体柱的压力低于已降低了的油层压力,从而把流体从油管或套管环隙中导出井外.有连续气举和间歇气举两类.多数情况下,采用从套管环隙注气、油管出油的方式.气举采油要求有比较充足的天然气源;不能用空气,以免爆炸.气举的启动压力和工作压力差别较大.在井下常需安装特制的气举阀以降低启动压力,使压缩机在较低压力下工作,提高其效率,结构和工作原理见图.在油管外的液面被压到气举阀以下时,气从A孔进入油管,使管内液体与气混合,喷出至地面.管内压力下降到一定程度时,油管内外压差使该阀关闭.管外液面可继续下降.油井较深时,可装几个气举阀,把液面降至油管鞋,使启动压力大为降低.
气举采油法:
气举井中产出的油、气经分离后,气体集中到矿场压缩机站,经过压缩送回井口.对于某些低产油井,可使用间歇气举法以节约气量,有时还循环使用活塞气举法.
气举法有较高的生产能力.井下装置简单,没有运动部件,井下设备使用寿命长,管理方便.虽然压缩机建站和敷设地面管线的一次投资高,但总的投资和管理费用与抽油机、电动潜油泵或水力活塞泵比较是最低的.气举法应用时间较短,一般为15~30%左右;单位产量能耗较高,又需要大量天然气;只适用于有天然气气源和具备以上条件的地区内有一定油层压力的高产油井和定向井,当油层压力降到某一最低值时,便不宜采用;效率较低.
泵抽采油法: 人工举升采油法的一种(见人工举升采油法).在油井中下入抽油泵,把油藏中产出的液体泵送到地面的方法,简称抽油法.此法所用的抽油泵按动力传动方式分为有杆和无杆两类.
有杆泵 是最常用的单缸单作用抽油泵(图1),其排油量取决于泵径和泵的冲程、冲数.有杆泵分杆式泵、管式泵两类.一套完整的有杆泵机组包括抽油机、抽油杆柱和抽油泵(图2).
泵抽采油法 泵抽采油法
抽油机主要是把动力机(一般是电动机)的圆周运动转变为往复直线运动,带动抽油杆和泵,抽油机有游梁式和无游梁式两种.前者使用最普遍,中国一些矿场使用的链条抽油机属后一种(见彩图).抽油杆柱是连接抽油机和抽油泵的长杆柱,长逾千米,因交变载荷所引起的振动和弹性变形,使抽油杆悬点的冲程和泵的柱塞冲程有较大差别.抽油泵的直径和冲程、冲数要根据每口油井的生产特征,进行设计计算来优选.在泵的入口处安装气体分离装置——气锚,或者增加泵的下入深度,以降低流体中的含气量对抽油泵充满程度(即体积效率)的影响.
泵抽采油法
有杆泵是一个自重系统,抽油杆的截面增加时,其载荷也随着增大.各种材质制成的抽油杆的下入深度,都是有极限的,要增加泵的下入深度,主要须改变抽油杆的材质、热处理工艺和级次.根据抽油杆的弹性和地层流体的特征,在选择工作制度时,要选用冲程、冲数的有利组合.有杆泵的工作深度在国外已超过 3000m,抽油机的载荷已超过25t,泵的排量与井深有关,有些浅井日排量可以高达400m3,一般中深井可达200m3,但抽油井的产量主要根据油层的生产能力.有杆抽油机泵组的主要优点是结构简单,维修管理方便,在中深井中泵的效率为50%左右,适用于中、低产量的井.目前世界上有85%以上的油井用机械采油法生产,其中绝大部分用有杆泵.
无杆泵 适用于大产量的中深井或深井和斜井.在工业上应用的是电动潜油泵、水力活塞泵和水力喷射泵.
电动潜油泵 是一套多级离心泵和电动机直接连接的机泵组.由动力电缆把电送给井下的电机以驱动离心泵,把井中的流体泵送到地面,由于机泵组是在套管内使用,机泵的直径受到限制,所以采取细长的形状(图3).为防止井下流体(特别是水)进入电枢使电机失效,需采取特殊的密封装置,并在泵和电动机的连接部位加装保护器.泵的排量受井眼尺寸的限制,扬程决定于泵的级数,二者都取决于电动机的功率.电动潜油泵适用于中、高产液量,含气和砂较少的稀油或含水原油的油井.一般日排量为100~1000m3、扬程在2000m以内时,效率较高,可用于斜井.建井较简单,管理方便,免修期较长,泵效率在60%左右;但不适用于高含气的井和带腐蚀性流体的井,下井后泵的排量不能调节,机泵组成本较高,起下作业和检修都比较复杂.
泵抽采油法
水力活塞泵 利用地面泵注入液体驱动井下液压马达带动井下泵,把井下的液体泵出地面.水力活塞泵的工作原理与有杆泵相似,只是往复运动用液压马达和换向阀来实现(图 4水力活塞泵的井下泵有单作用和双作用两种,地面泵都用高压柱塞泵.流程有两种:①开式流程.单管结构,以低粘度原油为动力液,既能减少管道摩擦阻力,又可降低抽出油的粘度,并与采出液混在一起采出地面.②闭式流程.用轻油或水为动力液,用水时要增添润滑剂和防腐剂,自行循环不与产出的液体相混,工作过程中只需作少量的补充.水力活塞泵可以单井运转,也可以建泵组集中管理,排量适应范围宽,从每日几十到上千立方米等,适用于深井、高扬程井、稠油井、斜井.优点是可任意调节排量,起下泵可不起油管,操作和管理方便.泵效率可达85%以上.缺点是地面要多建一条高压管线,动力液要处理,增加了建井和管理成本.
泵抽采油法
水力射流泵 带有喷嘴和扩散器的抽油泵(图5).水力射流泵没有运动零件,结构简单,成本低,管理方便,但效率低,不高于30~35%,造成的生产压差太小,只适用于高压高产井.一般仅在水力活塞泵的前期即油井的压力较高、排量较大时使用;当压力降低、排量减少时,改用水力活塞泵.