6.43气举采油工艺流程.ppt

气举采油工艺流程,气举采油技术培训,中原油田分公司采油一厂,一、气举采油地面系统二、注配气系统三、注入气技术要求四、气举系统管理,气举采油技术培训,一、气举地面系统,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,一、气举采油地面系统,气举采油地面系统分类,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,1）开式增压气举,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,2）半闭式式增压气举,产品设计和开发的基本程序 1、产品决策阶段 包括市场预测、技术调研、先行试验、可行性试验、开发决策等。2、设计阶段 包括方案设计、技术设计、工作图设计等。3、试制阶段 包括样机试制、小批试制。4、定型投产阶段 工艺文件确定、工艺装备定型、设备的配置与调试、检测仪器的配置与标定、外协点的设置 产品标准的编制应在此阶段完成。5、持续改进阶段 改进设计,产品设计标准化 1、产品系列化设计 产品系列化是通过对同类产品全面的技术、经济分析与研究，结合产品的参数、尺寸进行合理分档和分级，形成规则的数列。通过基型产品的选择与开发将其结构典型化，并合理地规划，形成产品品种和规格的系列。工业产品的系列一般包括：制定产品参数系列，编制系列型谱和系列设计等三个方面。a）制定产品参数系列 制定产品参数系列是指将产品的结构、性能参数(如重量、容量等）和几何尺寸参数（如直径、长度、中心距等）合理地排列成有规律的数列。确定尺寸、参数系列分档间距时，既要考虑用户选择的经济性与适宜性，又要考虑生产成本的合理性。在综合技术、经济分析基础上寻求最佳方案。,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,3）闭式增压气举,最常用的气举采油工艺,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,3）闭式增压气举,图7-4 多口井闭式循环气举系统工艺流程示意图,最常用的气举采油工艺,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,4）单井式配气气举系统,图7-5 单井式配气气举系统流程,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,5）成组式配气气举系统,图7-6 成组式配气气举系统流程,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,6）环形配气气举系统,图7-6 环形配气气举系统流程,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,二、气举井口装置,图7-8 气举井井口流程图,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,1）气嘴,图7-9 气嘴结构示意图及主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,2）时间控制器,图7-10 时间控制器结构示意图及主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,三、增压设备-压缩机,国外分体式压缩机,国外分体式压缩机的天然气发动机,国外整体式往复压缩机(天然气-压缩机),国产天然气压缩机,压缩机分类,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,1）国外分体式压缩机,往复式分体压缩机主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,2）国外分体式压缩机 的天然气发动机,分体式压缩机的天然气压缩机技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,2）国外分体式压缩机 的天然气发动机,分体式压缩机的天然气压缩机技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,3)国外整体式往复压缩机(天然气-压缩机),整体式往复压缩机主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,气举采油地面设备,4）国产天然气压缩机,国产天然气压缩机主要技术参数,气举采油技术交流材料,二、注气分配计量系统,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,注气分配系统一般设置在计量站，由压缩机站供给的高压气经输气干线输送到计量站，经注气分配阀组分配到气举井去，注气分配阀组主要由高压阀门、气体流量计量仪表、气体流量控制阀等组成。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,一、注气计量在气举管理的意义,计量数据为油田科学决策、精细管理提供了重要的基础。同样，气举井注气计量也在气举系统日常管理中起着非常重要的作用。,注气计量可以为判断气举井工作状态提供依据,注气计量是判断气举井经济指标的重要依据,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,二、注气井注气计量的特点,流体在单位时间内通过管道或者设备某处横截面的数量称为流量。分为：体积流量（Q）和质量流量（G）。目前在油田主要考虑的是体积流量（Q）。流体的体积流量Q等于流体流速V与流通截面F之积：Q=F*V体积流量与质量流量的关系：G=Q*rr：测量压力、温度下流体的重度。,流量特点,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,二、注气井注气计量的特点,（1）流量不是基本物理量，而是由长度、质量、时间等基本物理量派生的导出物理量；（2）流量是通过具体的流体介质来反映的，存在于不同的物理状态下的同一介质也将表现出全然不同的物理性质；（3）流量是以介质运动为表征的，即流量是动态量。,流量参数的特征,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,二、注气井注气计量的特点,气体的体积是随温度和压力而变化的，因此在测量天然气体积流量时，必须指定某一温度和压力作为计量的标准温度和压力，称之为“基准状态”或“标准状态”。20、1标准大气压（101.325kPa）作为我国的天然气计量的标准状态。,天然气计量的标准状态,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,二、注气井注气计量的特点,（1）高压 气举井所用的气举气是增压天然气。中原文留气举增压站外输出口压力保持在10MPa以上，到达井口压力一般在9.5MPa左右。（2）高温 压力高必然带动温度高，因此高温度也是高压气举的一个显著特征。增压站外输出口温度一般保持在120，到达计量配气站保持在60以上。（3）脉动频繁 脉动流：就是管道中由于气体的流速和压力发生突然变化，造成流量发生脉动现象。当测量点有脉动现象时，稳定原理不能成立，从而影响测量精度，产生计量误差。脉流流量总不确定度等于按GB/T2624-93计算的测量误差与脉动附加不确定度的合成。因此，为了保证天然气计量精度，必须抑制脉动流。而气举系统由于整个系统原因，脉动流现象比普通天然气计量更为频繁。,高压气举气计量的特点,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,在实际工作中，一般应按照下述原则来选取流量测量仪表1）根据被测对象和介质选用流量计；2）根据流量的范围来选用流量计；3）根据工艺要求和流体参数变化来选用流量计；4）根据仪表安装要求来选用流量计；5）根据仪表的经济性来选用流量计。根据上述原则和文东油田生产经验和高压气举气的计量特点，文东油田气举系统主要选择差压式流量计和速度式流量计。,流量计选取原则,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,在气体的流动管道上装有一个节流装置，其内装有一个孔板，中心开有一个圆孔，其孔径比管道内径小，在孔板前燃气稳定的向前流动，气体流过孔板时由于孔径变小，截面积收缩，使稳定流动状态被打乱，因而流速将发生变化，速度加快，气体的静压随之降低，于是在孔板前后产生压力降落，即差压（孔板前截面大的地方压力大，通过孔板截面小的地方压力小）。差压的大小和气体流量有确定的数值关系，即流量大时，差压就大，流量小时，差压就小。流量与差压的平方根成正比。,差压式流量计,工作原理,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,优点:(1)孔板式流量计应用最多，结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;缺点:(1)测量精度普遍偏低;(2)范围度窄,一般仅3:14:1;(3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等),差压式流量计,优缺点,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,文东气举系统采用过的差压式流量计有CWD-430双波纹管差压计、文丘里喷嘴。CWD-430双波纹管差压计是一种典型的机械式仪表。也是差压式（孔板）流量计主要的配套流量计。是天然气对口交接的最主要的流量计。双波纹管差压计和节流装置配套使用时，可以测量液体、蒸汽和气体的流量和差压；单独使用时，可以测量压力、吸力和液位（开口、受压容器）。显示形成为指示、记录、报警、积算、气或电信及远传。,差压式流量计,现场使用情况,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,1、表门2、引压口3、圆图记录机构(钟机式)4、面板5、记录纸6、引压管7、外壳8、记录笔9、固定销10、螺旋弹簧管11、四连杆机构,双波纹管差压计结构示意图及主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,差压计：精确度等级：05级差压上限值：CWD型一6，10，16，25，40，60kPa加深：8010额定工作压力（静压力）：、16 MPa阻尼时间：CWD型一7s60s（任意调节）及约1.5s（无阻尼阀时）,差压式流量计,现场使用情况,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,显示仪表：精确度等级1.0级工作环境条件：能在周围空气温度为-2555，相对湿度为595的气候条件下正常工作。工作环境周围的介质不得对钢铁、铜、铝等材料有侵蚀或化学作用。优点：安装简便、操作灵活。缺点：安装环境要求严格、数据不能远传、附加误差较大。,差压式流量计,现场使用情况,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计是以直接测量封闭管道中满管流流动速度为原理的流量计。,速度式流量计,工作原理,现场使用情况,文东气举系统采用的速度式流量计主要是LU系列旋进旋涡流量计和恒气嘴。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,LU系列旋进旋涡流量计工作原理：当气体沿着轴向进入流量计入口，螺旋锥体强迫流体旋转，形成漩涡流经文丘利管旋进、节流、加速，在中心轴线处形成高速旋转的涡核，到了扩散器，因压力的变化产生回流，使涡核转折偏离轴线，形成锥旋线进动。若仪表有关的几何形状和尺寸设计合理，检测点的螺旋漩涡进动频率()与流速即流量在很宽的流量范围内成正比，经过放大整形成电脉冲信号，传输至显示部分，即可运算出流体的流量。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,LU系列旋进旋涡流量计技术指标：A、规格：DN=25mm；准确度:1.5级；工作压力：16MPa；B、环境条件:温度-3555,湿度595,大气压力:86106KPaC、介质条件：-3570D、电源及功耗:内电源3VDC,功耗80uA;外电源624VDC,功耗20mAE、输出信号：脉冲信号幅度：低电平0.7V 高电平Vd1V（Vd供电电压）电流模拟信号：4 mA20 mA通信接口：RS485F、防爆等级：DBT4,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,LU系列旋进旋涡流量计计算公式：Qq*(P+0.101325)*(273.15+20)/(T+273.15)*0.101325Q标方流量q工况流量P干压T干线温度,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,LU系列旋进旋涡流量计优点：与涡轮流量计相比，没有可动的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定；与孔板式流量计相比，准确度高，安装与维护简单。缺点：旋进旋涡流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。比如：强电磁干扰、管道横向振动、介质温度变化等，同时计量下限精度低，计量范围小，小流量计量容易被忽略。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,恒 气 嘴恒气嘴又名恒气量气嘴。是一种与油嘴相类似的简便限流控制装置。工作原理：当气体流速达到音速状态时,通过气嘴的气体的质量流量只与上游压力p1、喉道半径、气体温度、密度以及压缩系数有关，而与喉部压力p2和下游压力p3无关（如图）。当系统压力趋于稳定时，p1是一个相对定值。因此安装选定气嘴之后，其通过的气体流量也趋于恒定，不因单井井口注气压力的变化而变化。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,现场使用情况,恒气嘴的工作原理及实物图,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,三、气举井注气仪表的选择,速度式流量计,优缺点,恒 气 嘴优点：结构简单、便于安装更换、环境适应性强。缺点：计量精度较低，易受系统压力影响，不能做高精度计量器具。通过上面对文东油田气举系统计量的介绍，在实际过程中要根据现场具体情况、具体分析，选择合适的计量体系。这样才能最大限度发挥气举计量的作用。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,随着计算机技术的发展，各种智能仪表不断出现，气举系统自动化控制是今后气举注气计量的发展趋势。气举系统最早出现的自动控制是对间开气举井间开注气控制。就是在注气角阀前部安装一个时间控制器，由它来控制角阀的开关，从而达到自动控制的目的。这种控制方法操作繁复、不能做大规模系统控制，现已经废弃。,发展趋势,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,文东油田于2002年开始研制适合文东油田气举系统的自动控制系统。现已实现单井气举井注气自动控制。文东油田气举系统自动化控制系统主要由SunyVPR300F无纸记录仪、旋进旋涡流量计、气动薄膜调节阀、压力变送器和温度变送器等设备组成。,文东气举系统自动化控制系统,配气阀组,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,文东气举系统自动化控制系统,工作原理是：从流量计的（420ma）流量信号传输到无纸记录仪上，经过温压补偿后的数值与无纸记录仪上的设定值进行比较，如果有偏差的话，记录仪经过PID运算，将结果（420ma）输出到调节阀，使其动作，从而达到最佳控制目的。,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,文东气举系统自动化控制系统,主要技术参数,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,气举采油供气系统平衡与压力调节装置,主要由执行机构、传感机构、控制机构等组成,气举供气系统平衡与压力调节装置工作示意图,中原油田分公司采油一厂,注气分配计量系统,四、自动化控制,气举采油供气系统平衡与压力调节装置,供气系统平衡与压力调节装置主要技术参数,气举采油技术交流材料,三、注入气技术要求,中原油田分公司采油一厂,注入气技术要求,1、组分符合干气标准：在0.1MPa和20时的1m3天然气中，C5以上的烃类液体含量低于13.5cm3；2、含硫总量和水汽含量符合商品天然气的标准：在0.1MPa和20时的1m3天然气中，硫的总含量低于480mg，水汽含量低于64mg。,中原油田分公司采油一厂,注入气技术要求,3、含水天然气对输气管线的影响（1）腐蚀性：当管线中天然气由于温降，有液态产生时，天然气中的二氧化碳溶于水生成碳酸，反应如下：CO2+H2OH2CO3碳酸使水的PH值下降、显酸性，对钢材发生氢去极化腐蚀，反应式：Fe+H2CO3FeCO3+H2（2）生成水化物：含水天然气当压力12.0MPa时温度低于21即可形成水化物，堵塞管道影响管线输气。4、防范措施（1）天然气脱水可使天然气露点下降3342。（2）压缩机末级出口气体不冷却，管线加保温材料保障天然气到井口的温度不低于50并可防止井口结蜡。,四、其他要求,1、进入压缩机的低压气和经压缩机而输出的高压气，既能以单机为系统，也可并联成一个整体系统，以便于计量、操作、维修和管理，同时，也有助于控制压力波动。2、要保证井口注气压力，井口注气温度以及整个气举系统所需的气量。3、油气分离系统要适应气举生产时气油比较大和回压较高的特点，以便油气进行有效地分离，要严禁出现气体串入油路以造成计量不准现象。4、油气计量系统准确，以利于对气举井的动态和压缩机等设备的性能进行分析和检查。,四、其他要求,5、注意解决回输气的质量问题。回输气的质量好坏直接影响着气举顺利进行：1）若气体中夹带着原油，它必然会在管线中由于温度降低而凝固，导致管线流通的横截面积减少，从而增加气体流动时的摩擦阻力、甚至堵塞回输气管线。2）含有原油的气体进入压缩机后，将会给压缩机造成严重危害，影响压缩机的工作寿命。3）达不到设计要求的气体使天然气组分发生很大变化，对压缩机的引擎工作性能有很大影响。,