采油的基本任务就是在经济条件许可的情况下，最大限度地把原油从地层中采到地面上来。

采油方法通常是指将流到井底的原油采到地面上所采用的方法。

常规的采油方法：自喷采油法，深井泵采油法，气举采油法。

自喷采油法：如果油层具有的能量足以把油从油层驱至井底，并从井底把油举出井口，这种依靠油层自然能量采油的方法称为自喷采油法，这种井称为自喷井。

动力来源于油层压力。

是最经济、最简单的采油方法，可以节省大量的动力设备和维修管理费用。

一般自喷井井口流程有以下的作用：(1)控制和调节油井的产量；(2)录取油井的动态资料，如记录油、套压，计量油、气产量，井口取样等；(3)对油井产物和井口设备进行加热保温。

井口装置是井口流程的主要设备之一。

它一般由套管头、油管头和采油树三部分组成。

节流阀其作用是控制自喷井的产量，有可调式节流阀(针形阀)和固定式节流阀(油嘴)两种。

一般采气树上装可调式节流阀，采油树上装固定节流阀(油嘴)。

常用的卡扣式油嘴。

根据油井生产过程中，油气的流动主要有四个流动过程：1 油层到井底的流动—油层中的渗流；2 从井底到井口的流动—井筒中的流动(井筒多相管流)；3原油到井口后，通过油嘴的流动——嘴流。

4 从井口到分离器—在地面管线中的水平或倾斜管流。

（1）四种流动过程同处于一个动力系统中既遵循自身特有的流动规律，又相互联系，又相互制约关系；联系：从各流动过程的压力概念及实质讲。

制约：一点的压力变化，会引起各处的压力变化。

例：从油层流到井底的剩余压力称为井底压力(或井底流动压力，简称流压)。

把油气推举到井口后剩余的压力称为井口油管压力（简称油压）。

提问：如何改变自喷井的工作制度？什么叫生产压差？如何改变它？压力的损失：是指某一流动过程中，克服其中沿程阻力损失，而使其压力下降值。

总压降：流体从油层流至分离器总压力损失。

①地层渗流：单相流动：多相渗流：压力的损失：占总压降的10％～15％。

动力：油层压力（或气体的膨胀能）；阻力：渗流阻力；提问：为何在油井生产管理中尽量控制井底压力实现在油层中为单相流动？②油井垂直管流：单相流动：当井口油压高于饱和压力时（很少）；多相渗流：•当井口油压低于饱和压力时。

压力损失占总压降的30％～80％。

动力：井底流压和气体的膨胀能。

阻力：（含重力损失、摩擦损失和滑脱损失）③嘴流：油气通过油嘴节流后的压力损失一般占总压力损失的5％～30％；动力：井口油压；阻力：节流损失；④出油管线流动：压力损失一般占总压力损失的5％～10％；动力：井口回压（下游压力对上游压力的反作用力）；（能量来源于井口回压和气体的膨胀能。

）阻力：沿程阻力损失；（主要是摩擦损失和气流速度变化引起的动能损失）分析四种流动过程的能量损失发现了什么？引入：采油工作者最关心什么？利用最少的投资，获得最大的油气产量。

油井产量的大小与哪些因素有关呢？能否利用相对简单方法就能分析其影响产量的因素，并制定出切实可行方法，达到预期的目的呢？其中油井产量与井底流动压力的关系即油井流入动态，是进行油井设计和动态分析的基础。

油井流入动态：是指油井产量与井底流动压力的关系，它反映了油藏向该井供油能力的大小。

流入动态曲线：表示产量与流压关系的曲线(Inflow Performance Relationship)；简称IPR曲线。

IPR曲线的基本形状与油藏驱动类型有关。

它既是确定油井工作方式的依据，也是分析油井动态的基础。

单相流体的流入动态定律，圆形地层中心一口井的产量公式为：式中参数见P4(P13) 其中主要涉及到有地层物性参数、流体参数、油井完善程度等，人们希望用比较简洁方式确定产量、压力等资料，可用以下公式表达。

在单相流动条件下，油层物性及流体性质基本不随压力变化，因此，上述产量公式可写成：Jo 作用：它是一个反映油层性质、流体参数、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。

因而可用J 的数值来评价和分析油井的生产能力。

小结：1、自喷井的四种流动过程 的能量来源与消耗；2、流入动态曲线概念、3、采油指数 、采液指数第二节 井筒气液两相流气举井和绝大多数自喷井的油管中流动的都是油—气或油—气—水三相混合物。

对采油来说，油、气、水混合物在油管中的流动规律—多相垂直管流理论是研究自喷井、气举井生产规律的基本理论。

在许多情况下，油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦阻力。

这不仅关系到油井能否自喷，而且决定着用自喷和气举方法可能获得的最大产量。

为了掌握油井生产规律及合理地控制和调节油井工作方式，必须掌握气—液混合物在油管中的流动规律。

1. 单相垂直管流当油井的井口压力高于饱和压力时，井内沿垂直管流动着的是单相原油，其流动为单相垂直管流。

原油从油层流到井底后具有的压力(简称流压)，既是地层油流到井底后的剩余压力，同时又是垂直向上流动的动力。

油井自喷的条件对于单相液流，原油能否从井底流到地面，主要取决于原油从地层流入井底后，剩余能量能否克服井内及地面的各种阻力；即满足以下条件： 井底流动压力＝液柱压力＋摩擦阻力＋井口压力 此时油管中的压力平衡方程式应为： 2. 多相垂直管流当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内都是气—液两相流动，即多相流动。

当自喷井的井底压力低于饱和压力时，整个油管内都是气—液两相流动。

当井底压力高于饱和压力而井口压力低于饱和压力时，油流上升到其压力低于饱和压力的某一高度之后，油中溶解的天然气开始从油中分离出来，油管中便由单相液流变为油—气两相流动。

油气流上升过程中，从油中不断分离出溶解气参与膨胀和举升液体。

气—液两相垂直管流的能量来源除压能外，气体膨胀是很重要的方面。

一些溶解气驱油藏的自喷井，流压很低。

主要靠气体膨胀来维持油井自喷。

气举井则主要是依靠从地面供给的高压气来举升液体。

• 垂直管两相流能量：压能、气体膨胀能；垂直管两相流能量消耗：对多相垂直管流 ，其能量消耗于克服重力、摩擦阻力及附加重力消耗。

• 油气混合物在垂直管中流动形态：油气混合物的流动结构是指流动过程中油、气的分布状态。

不同流动结构的混合物有各自的流动规律，即不同的流动类型，简称流型或流态。

基本的流动结构有： 泡流； 段塞流；环流；雾流。

泡流的特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱现象比较严重。

由于泡流阶段的油气密度差异和泡流混合物的平均流速小，气泡上升速度大于液体流速，气泡将从油中超越而过，这种气体超越液体的现象称为滑脱。

由滑脱现象引起的附加重力消耗称为滑脱损失段塞流的特点：形成一段油一段气的结构。

油气间的相对运动要比泡流小，滑脱也小。

通常，自喷井内，段塞是w h fr H w f p p p p ++=主要的。

环流的特点：油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构；气液两相都是连续的，气体举油作用主要是靠摩擦携带。

雾流：沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油都呈小油滴状分散在气流中。

雾流的特点：气体是连续相，液体是分散相；气体以极高的速度携带油滴喷出井口，油气之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。

油井中可能出现的流态有：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。

环流和雾流一般只出现在混合物流速和气液比很高的情况下。

一般油井都不会出现环流和雾流。

井筒气液两相流动物理参数的变化（假定在两相垂直管流中，油气间没有相对运动，同时忽略摩阻损失。

）a. 从下往上，混合物的体积流量和流速不断增大，而密度则不断减小。

b. 从下往上，摩阻不断增大，滑脱损失不断减小。

在某一区域总能量损失最小。

滑脱损失的概念气液混合物在垂直管向上运动时，气泡的速度大于液相的上升速度，气泡从液相中超越而过，这种气体超越液体的现象称为滑脱现象。

由此产生附加重力消耗叫滑脱损失。

多相垂直管流中，通常用来克服混合物液柱重力所消耗的能量远比其它能量消耗大，（一般的自喷井的摩擦阻力远较重力消耗小，只有高产井，摩擦力才有可能超过重力损失）。

重力损失的大小直接取决于井深和混合物密度，而混合物的密度与滑脱损失有关，下面通过一个计算来说明这个附加重力消耗的存在一、油井稳定生产的条件；1）地层产量＝油管排量（质量守恒）每一个过程衔接处的质量流量相等；2）井底流压＝油管排出地层产量所需的管鞋压力（能量守恒）前一过程的剩余压力足以克服下一过程的压力消耗。

四个基本流动过程，油井稳定生产时，整个流动系统必须满足混合物的质量和能量守恒原理。

要使油井连续稳定自喷，就必须使四个流动基本过程既相互衔接又相互协调起来，其中任何一个流动过程发生变化，都会影响其他过程，从而改变自喷井的整个生产状况a点：pf大于p管，即说明油管举升地层产量的能量不够，油管能举升q油<q 地，生产不稳定（出现流体堆积现象，因而就造成地层渗流中多余能量的消耗，类似于大产量井使用了小管油）c点：pf小于p管，即油管的举升量大于地层的流出量，就会产生井底亏空现象，表现在生产上就会出现间隙自喷现象，则生产就是波动的，产量不稳定。

b点呢？提问：协调点是否表示能量消耗最小的合理点？1）当p t＝p B时(或p B/p t＝1)，q m＝0。

相当于关井。

（2）在曲线ab段上可看出，当p B/p t逐渐减小时，质量流量q m逐渐增加。

（3）但当增加到最大值时，继续减小压力比p B/p t，流量并不再增加，而是保持最大值不变，•如直线段bc所示，• 图2－4 q m 与p B /p T 的关系曲线 图中最大流量b 点所对应的压力比p cr/p t ，称为临界压力比。

K ──空气≈0.528，• 天然气=0.546。

• b 点所对应流态称为临界流动状态，即流体的流速形成的压力波在流体介质中的传播速度达到声速时的流动状态。

这就是嘴流稳定流动的条件。

试述嘴流稳定流动的条件是什么？并解释其原因。

答：在嘴流中，当时，流体的流动状态就为临界流动状态，即稳定流动状态。

其原因是干线的回压要想影响嘴流系统的流动，就必须以压力波的方式向油嘴上游方向传去。

但压力波是以声速向外传播的。

当油嘴流处于临界流动状态时，该系统中流体的流速等于声速，于是两个相反方向的声速压力波相互抑制，导致回压的变化传不上去。

所以此时回压如何变化，却对油压和产量不起作用。

三 自喷井的分层开采 (一)、分层开采的目的1.层间差异 层间差异是指高渗透油层与低渗透油层在吸水能力、水线推进速度、油层压力、采油速度、采出程度、水淹等方面所存在的差异性。

2.平面差异 由于油层渗透率在平面上分布的不均匀性，以及井网对油层各部控制的不同，使注入水在平面上推进不均匀，水线前缘沿局部高渗透区突进窜入井中，如图2-7所示。

3.层内差异在油层内部存在非均质性，注入水必然沿着阻力小的高渗透带突进，如图2-8的示，使油井过早见水，驱油效果下降，采收率降低。