气举采油工艺技术讲座

气举采油工艺技术讲座1、定义：气举采油是指当地层供给的能量不足把原油从井底举升到地面时，油井就停止自喷，为了使油井继续出油，需要人为地把气体（天然气）压入井底，使原油喷出地面的方法。一、什么是气举采油？2、原理：气举采油是通过向油套环空（或油管）注入高压气体，用以降低井筒液体的密度，在井底流压的作用下，将液体排除井口。同时，注入气在井筒上升过程中，体积逐渐增大，气体膨胀功对液体也产生携带作用。它是油井停喷后用人工方法使其恢复自喷的一种机械采油方式。增压气举地面工艺流程图1、气举采油的优越性：举升度高，举升高度可达3600m以上；产液量适应范围广，可适应不同产液量的油井；适用于斜井、定向井；适应于液体中有腐蚀介质和出砂井；特别适应于高气油比井；操作管理简单，改变工作制度灵活。二、为什么要采用气举采油的方式？2、气举采油的局限性：必须有充足的气源；一次性投资高，但维护费用少；适用于一个油田或一个区块集中生产，不适宜分散开采；安全性较其他采油方式差。NOTGOOD！三、气举采油有哪几种工作方式？连续气举间歇气举常规间歇气举柱塞气举球塞气举气举采油1、连续气举连续气举的举升原理与自喷井相似，它通过油套环空将高压气注入到井筒，并通过油管上的气举阀进入油管，用以降低液柱作用在井底的压力，当油管流动压力低于井底流压时，液体就被举升到井口。连续气举适用于供液能力强、地层渗透率较好的油井。连续气举的卸荷过程间歇气举主要分为常规间歇、柱塞间歇、球塞间歇等几类，其主要原理为：地面间歇注气，实现油井间歇生产。特点：1、降低液体滑脱损失，减少注气量；2、适应低产井、高含水井气举（产量20m3/d)。2、间歇气举各种间歇气举采油方式的适应性常规间歇气举柱塞气举球塞气举腔室气举本井气柱塞气举外加气源柱塞气举●适用于低产井。●采油指数高，井底压力低或二者都低的井。●滑脱损失严重●瞬时需气量大●管柱类似连续气举，简单●举升效率低●适用于高含气井采油和气井排水●管柱内有柱塞作为液段和气段的分界面滑脱损失小●举升效率较高●瞬时需气量大●油井检修比较方便●柱塞的运动便于清蜡●要有高压气源●适用于低产井，特别是进行了连续气举之后的井●对于结蜡严重的井适应能力强。●瞬时气量大，大规模实施时对地面工程建设要求较高油井检修不用动管柱，时间短，工时少，经济性好。●显著降低滑脱损失●Y型双管柱●能明显提高举升效率。●大幅度提高柱塞的运行频率。●斜井，定向井适用较强●闭式间歇气举●适用于特低产井●管柱带有积液箱，大小决定于套管内径●滑脱损失严重，举升效率低①常规间歇气举工作原理第一级工作筒第二级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第六级工作筒Y221-115封隔器喇叭口2-3/8加厚油管第一级工作筒第一级工作筒第二级工作筒第二级工作筒第三级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第五级工作筒第六级工作筒第六级工作筒Y221-115封隔器Y221-115封隔器喇叭口喇叭口2-3/8加厚油管2-3/8加厚油管②柱塞气举工作原理图KPX-108偏心筒KFT-25.4投捞式气举阀注气阀(第6级）KPX-111固定式工作筒KFG-25.4固定式气举阀(卸荷阀)KZS-62柱塞柱塞卡定器缓冲弹簧总成SB-3永久式封隔器KDL-94单流阀2-7／8油管KPX-108偏心筒KFT-25.4投捞式气举阀注气阀(第6级）KPX-111固定式工作筒KFG-25.4固定式气举阀(卸荷阀)KZS-62柱塞柱塞卡定器缓冲弹簧总成SB-3永久式封隔器KDL-94单流阀2-7／8油管出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞出油注气缓冲器缓冲器工作筒工作筒封隔器封隔器柱柱塞塞③球塞式气举采油原理a.完井状态b.举升循环开始c.举升状况1—出油管线；2—球接收器；3—球泵头；4—垂直阀；5—水平阀；6—时间控制阀；7—注气管线；8—井口；9—举升管；10—注气管；11—套管；12—气举球；13—收敛座及其密封短节；14—泄气孔；15—集聚腔反向弯管；16—投捞式固定阀。1276345891011121314151612763458910111213141615127634589101112131416151112212763458910111213141516127634589101112131415161276345891011121314161512763458910111213141615127634589101112131416151276345891011121314161511122④腔室气举采油原理四、气举采油采用什么样的管柱结构？开式气举进气出油半闭式气举进气出油闭式气举进气连续气举间歇气举开式气举进气出油开式气举进气出油半闭式气举进气出油半闭式气举进气出油闭式气举闭式气举进气连续气举间歇气举目前采用的半闭式气举管柱示意图第一级工作筒2310m第三级工作筒第四级工作筒第五级工作筒Y221-115封隔器喇叭口2-3/8加厚油管1490m1950m858m2630m2550m第一级工作筒2310m第三级工作筒第四级工作筒第五级工作筒Y221-115封隔器喇叭口2-3/8加厚油管1490m1950m858m2630m2550m第一级工作筒第一级工作筒2310m2310m第二级工作筒第二级工作筒第三级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第五级工作筒第六级工作筒（内含排液阀）第六级工作筒（内含排液阀）Y221-115封隔器Y221-115封隔器喇叭口喇叭口2-3/8加厚油管2-3/8加厚油管1490m1490m1950m1950m858m858m2630m2630m2550m2550m第一级工作筒第一级工作筒2310m2310m第三级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第五级工作筒Y221-115封隔器Y221-115封隔器喇叭口喇叭口2-3/8加厚油管2-3/8加厚油管1490m1490m1950m1950m858m858m2630m2630m2550m2550m第一级工作筒第一级工作筒2310m2310m第三级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第五级工作筒Y221-115封隔器Y221-115封隔器喇叭口喇叭口2-3/8加厚油管2-3/8加厚油管1490m1490m1950m1950m858m858m2630m2630m2550m2550m第一级工作筒第一级工作筒2310m2310m第二级工作筒第二级工作筒第三级工作筒第三级工作筒第四级工作筒第四级工作筒第五级工作筒第五级工作筒第六级工作筒（内含排液阀）第六级工作筒（内含排液阀）Y221-115封隔器Y221-115封隔器喇叭口喇叭口2-3/8加厚油管2-3/8加厚油管1490m1490m1950m1950m858m858m2630m2630m2550m2550m气举阀的结构原理套压阀油压阀充气压力与油、套压之间的关系如下：Pbt1:第一级阀深度处的波纹管内充气压力（对弹簧式气举阀，为弹簧的压力），Mpa；Pg1:第一级阀处的注气压力，Mpa；Ptf1:第一级阀处的流压，Mpa；Av:气举阀阀座孔的有效面积，mm2；Ab:气举阀波纹管的有效面积，mm2；1、气举阀可以被打开，气体可以进入油管。地面调试台第一级气举阀的打开压力Ct1:-第一级阀深度处的温度下，以20℃为基准温度的氮气压力修正系数因此，地面调试台第一级气举阀的打开压力与油、套压之间的关系如下：)1(*)1()1()1(11111111bvtbvtftgbvtbvtfbvtbvgvoAACAApCpAACAApAACAApp由于Av/Ap值很小（0.0125-0.0375),所以地面调试压力和套压近似有下列关系：111tgvoCpp五、配套工艺技术气举采油优化设计技术气举阀投捞技术气举采油工况诊断技术系统试井技术气举采油生产管理技术１.气举采油优化设计技术设计方法：根据气举采油方案确定的气举方式，对油管尺寸、注气压力、井口回压等参数进行敏感性分析，在优化参数的基础上，结合完井工具的性能，即可进行气举井的单井设计。气举采油配套工艺技术Qg、Ql确定气举阀分布设计工艺方案基础资料动态曲线建立经济曲线建立工艺参数设计管柱结构设计Qg、Ql确定气举阀分布设计Qg、Ql确定气举阀分布设计工艺方案基础资料动态曲线建立经济曲线建立工艺参数设计管柱结构设计２.气举阀投捞技术气举投捞是对有故障、需调参的气举井在不起下管柱的情况下更换气举阀的一种作业技术。达到的效果：①节约生产费用,减少修井时的占产及对油层的污染；②改善气举井工况：针对不能正常卸荷至工作阀或处于多点注气状态的井，通过气举投捞，消除了卸荷不到位、多点注气现象，使之正常生产。气举采油配套工艺技术气举阀投捞作业工具绳帽钢丝加重杆震击器活动肘节造斜器气举阀投捞工具偏心工作筒绳帽钢丝加重杆震击器活动肘节造斜器气举阀投捞工具偏心工作筒气举阀投放过程示意图b)c)d)a)３、工况诊断技术实验法实测流压（流温）梯度油、套压连续记录优点：判断准确缺点：费时、费力，耗资大工况诊断主要有实验法和计算法两种。气举采油配套工艺技术通过分析实测流压流温梯度资料，可以判断各级工作阀的位置以及确定油管漏失，凡尔损坏或多点注气的现象；流温梯度测量可确定出工作凡尔的位置或油管的漏失位置。流压（流温）梯度分析法井筒中的压力分布注气点平衡点油管压力套管压力油管内压力以注气点为界，注气点以上由于注入气进入油管而增大了气液比，故压力梯度明显低于注气点以下梯度。梯度判断工况示意图012345678950010002500150030002000MPaH(m)七级阀注气（正常）012345678950010002500150030002000MPaH(m)012345678950010002500150030002000MPaH(m)七级阀注气（正常）012345678950010002500150030002000MPaH(m)多点注气012345678950010002500150030002000MPaH(m)012345678950010002500150030002000MPaH(m)多点注气多点注气012345678950010002500150030002000MPaH(m)管脚注气（封隔器坐封不严）012345678950010002500150030002000MPaH(m)012345678950010002500150030002000MPaH(m)管脚注气（封隔器坐封不严）012345678950010002500150030002000MPaH(m)油管漏失012345678950010002500150030002000MPaH(m)012345678950010002500150030002000MPaH(m)油管漏失012345678950010002500150030002000MPaH(m)0.1Mpa/100m0.95Mpa/100m012345678950010002500150030002000MPaH(m)012345678950010002500150030002000MPaH(m)0.1Mpa/100m0.95Mpa/100m油套压分析法：吐哈油田采用远控传输技术，利用计算机直接从气举井口采集油井的油、套压信号，并转变为数字信息，即油井的油压和套压。通过测得油、套压变化曲线就可以很直观地反映出油井的生产状况。油压连续记录判定工况图4-3气举井实测井口油压-时间关系曲线00.511.522.533.54024681012141618202224262830323436384042444648时间（h）压力