氣舉采油原理及裝置

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上氣舉采油原理及裝置一氣舉采油的特點(diǎn)及工作方式（一） 氣舉采油的特點(diǎn)氣舉采油是人工舉升法的一種，它是通過向油套環(huán)空（或油管） 注入高壓氣體，用以降低井筒液體的密度，在井底流動(dòng)壓力的作用下，將液體排出井口。同時(shí)，注入氣在井筒上升過程中，體積逐漸增大，氣體的膨脹功對(duì)液體也產(chǎn)生攜帶作用。因此，氣舉采油是油井停噴后用人工方法使其恢復(fù)自噴的一種機(jī)械采油方式，亦可作為油井自噴生產(chǎn)的能量補(bǔ)充。氣舉采油具有以下特點(diǎn)：（1） 舉升度高，舉升深度可達(dá)3600m 以上。（2） 產(chǎn)液量適應(yīng)范圍廣，可適應(yīng)不同產(chǎn)液量的油井。（3） 適用于斜井、定向井。（4） 特別適用于高氣油比井。（5） 適應(yīng)于液

2、體中有腐蝕介質(zhì)的井和出砂井。（6） 操作管理簡單，改變工作制度靈活。（7） 一次性投資高，主要是建壓縮機(jī)站費(fèi)用，但由于氣舉井的維護(hù)費(fèi)用少，其綜合生產(chǎn)成本相對(duì)其他機(jī)械采油方式較低。（8） 必須有充足的氣源，主要是天然氣，注氮?dú)獬杀靖?。?） 適用于一個(gè)油田或一個(gè)區(qū)塊集中生產(chǎn)，不適宜分散開采。（10） 安全性較其他采油方式差。氣舉采油雖然具有上述特點(diǎn)，但由于我國油田缺乏充足的氣源，加上建設(shè)費(fèi)用高，因此，沒有得到大面積推廣，目前僅在中原、吐哈、塔里木等高氣池比、油藏深的油田上使用。（二） 氣舉采油方式氣舉采油主要有連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e兩種方式，其中間歇?dú)馀e又包括常規(guī)式間歇?dú)馀e、柱塞氣舉、腔室氣舉等。1

3、連續(xù)氣舉連續(xù)氣舉是氣舉采油最常用的方式，連續(xù)氣舉的舉升原理和自噴井相似，它是通過油套環(huán)空（或油管） 將高壓氣注入到井筒，并通過油管上的氣舉閥進(jìn)入油管（或油套環(huán)空），用以降低液柱作用在井底的壓力，當(dāng)油管流動(dòng)壓力低于井底流動(dòng)壓力時(shí)，液體就被舉升到井口。連續(xù)氣舉適用于油井供液能力強(qiáng)、地層滲透率較高的油井。2間歇?dú)馀e間歇?dú)馀e是通過在地面周期性地向井筒內(nèi)注入高壓氣體，注入氣通過大孔徑氣舉閥迅速進(jìn)入油管，在油管內(nèi)形成氣塞將液體推到地面。間歇?dú)馀e主要應(yīng)用于井底壓力低、產(chǎn)液指數(shù)低，或產(chǎn)液指數(shù)高、井底壓力低的井，對(duì)于這類油井，采用間歇?dú)馀e比采用連續(xù)氣舉可以明顯降低注氣量，提高舉升效率。間歇?dú)馀e的缺點(diǎn)是井口裝置比

4、較復(fù)雜，在閉式循環(huán)系統(tǒng)中，當(dāng)間歇?dú)馀e井占到一定比例時(shí)，容易造成地面注氣壓力的波動(dòng)，影響其他氣舉井的正常生產(chǎn)。3柱塞氣舉柱塞氣舉是間歇?dú)馀e的一種型式，它是在間歇?dú)馀e過程中，把柱塞作為液柱和舉升氣體之間的一個(gè)固定界面起到密封作用，防止氣體的竄入和減少滑脫損失。柱塞氣舉主要適用于井底壓力低、產(chǎn)液能力低或井底壓力高、產(chǎn)液能力低的井，柱塞氣舉也可用于氣井排水采氣。柱塞氣舉的地面裝置較其他氣舉方式復(fù)雜，操作管理有一定難度，生產(chǎn)過程中容易在地面集輸管網(wǎng)內(nèi)造成較大的壓力波動(dòng)。4腔室氣舉腔室氣舉是一種閉式間歇?dú)馀e，在腔室氣舉管柱的下部有一“腔室”，由于腔室的容積大于相同高度油管的容積，因此，當(dāng)一定體積的液體位于

5、腔室氣舉裝置中的固定閥之上時(shí)，所產(chǎn)生的壓頭明顯低于同樣體積的液體在常規(guī)間歇?dú)馀e裝置中產(chǎn)生的壓頭，可把流體從產(chǎn)層進(jìn)入井底的阻力減到最低。腔室氣舉是用氣舉方式開采枯竭低壓井的一種方法，特別適用于低產(chǎn)井及低壓高產(chǎn)井。（三） 氣舉管柱結(jié)構(gòu)1單管柱結(jié)構(gòu)單管柱結(jié)構(gòu)有開式管住、半閉式管柱、閉式管柱和腔室管柱等，圖1為開式管柱、半閉式管柱和閉式管技結(jié)構(gòu)圖。（1） 開式管柱。在開式管住結(jié)構(gòu)中，油管管住不帶封用器且被直接懸掛在井筒內(nèi)。開式管柱只適用于圖1氣舉井單管柱結(jié)構(gòu)液面較高的連續(xù)氣舉井，由于這種管柱的油套管是連通的，對(duì)低產(chǎn)油井，當(dāng)液面下降到油管管鞋時(shí)，注入氣就會(huì)從套管竄入油管，造成注氣量的失控。開式管柱的另一

6、個(gè)缺點(diǎn)是，每當(dāng)氣舉井關(guān)井后再重新啟動(dòng)時(shí)，由于液面重新升高，必須將工作閥以上的液體重新排出去，不僅延長了開井時(shí)間，而且液體反復(fù)通過氣舉閥，容易對(duì)氣舉閥造成沖蝕，降低閥的使用壽命。因此，開式管柱通常用在因套管損壞、變形、腐蝕或其他原因等不能下封隔器的連續(xù)氣舉井。（2） 半閉式管柱。它是在開式管柱的結(jié)構(gòu)上，在最末一級(jí)氣舉閥以下安裝一封隔器，將油管和套管空間分隔開，避免了因液面下降造成注入氣從套管竄入油管，同時(shí)也避免了每次關(guān)井后重新開井時(shí)的重復(fù)排液過程。半閉式管柱既適用于連續(xù)氣舉也適用于間歇?dú)馀e，是氣舉井最常用的管柱結(jié)構(gòu)。（3） 閉式管柱。閉式管柱是在半閉式管柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在油管底部裝有固定閥，其作

7、用是在間歇?dú)馀e時(shí)，阻止油管內(nèi)的壓力作用在地層上。閉式管柱一般應(yīng)用在間隙氣舉井上。（4） 腔室管柱。圖2為兩種最基本的腔室氣舉管柱結(jié)構(gòu)：封隔器式腔室管柱和插入式腔室管柱。封隔器式腔室管柱結(jié)構(gòu)由兩個(gè)封隔器在油層上部組成一個(gè)“腔室”，它的容積比同等高度的油管容積大，因此油管內(nèi)的液柱高度大大下降，減輕了作用在單流閥上的壓力，有利于油井液面的恢復(fù)。插入式腔室氣舉管柱是將油管尾部插入到一個(gè)“腔室” 中，“腔室” 被下入到油層，以便能獲取最大的生產(chǎn)壓差，插入式腔室氣舉可以在井底壓力很低的情況下，依靠液體的重力流入腔室，然后被舉升到井口。圖2腔室氣舉管柱結(jié)構(gòu)a 封隔器式腔室結(jié)構(gòu)；b 插入式腔室結(jié)構(gòu)2多管柱結(jié)構(gòu)

8、多管柱結(jié)構(gòu)可以使兩個(gè)以上油層同時(shí)氣舉生產(chǎn)，各層產(chǎn)液分別通過各自通道流至地面。在多管柱結(jié)構(gòu)中，一般應(yīng)用比較多的是雙管柱氣舉結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可由兩平行管柱組成，也可由同心管柱組成。平行管柱結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)用得比較多，一般應(yīng)用在大口徑套管井上；同心管柱結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在套管直徑較小的油井上。多管柱結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，井下作業(yè)難度大，施工費(fèi)用高，氣舉閥的設(shè)計(jì)、配置比較困難，使用得比較少。二、氣舉采油裝置（一） 連續(xù)氣舉采油裝置圖3為連續(xù)氣舉采油裝置，主要由井口裝置和井下管柱兩部分組成。井口裝置基本上與自噴井相似，注氣管線與采油樹套管閥門相連接，套管閥門外側(cè)裝有氣體流量調(diào)節(jié)閥，用以控制住氣量，氣舉井產(chǎn)出的氣、液混相流體經(jīng)

9、集輸管線輸往聯(lián)合站。連續(xù)氣舉裝置的井下管柱一般采用半閉式，主要由氣舉閥和封隔器組成，為了便于氣舉井的測(cè)試，油管管鞋處可安裝喇叭口裝置。圖3連續(xù)氣舉采油裝置1注氣管線；2流量調(diào)節(jié)閥；3溫度計(jì)；4閥門；5投球簡；6取樣閥；7集輸管線；8固定式氣舉閥；9投撈式氣舉用；10封隔器；11管鞋（二） 間歇?dú)馀e采油裝置間歇?dú)馀e裝置主要由井口裝置、時(shí)間控制器、氣動(dòng)薄膜閥、井下管柱等部分組成。高壓氣體通過氣動(dòng)薄膜閥，在時(shí)間控制器的控制下，周期性地注入井筒。時(shí)間在制器有機(jī)械式和電子式兩種，機(jī)械式時(shí)間控制器主要由減壓閥、過濾器、定時(shí)輪、針閥等部分組成，工作時(shí)，按設(shè)計(jì)要求在定時(shí)輪上設(shè)定間歇注氣的周期，通過定時(shí)輪的旋轉(zhuǎn)

10、，帶動(dòng)杠桿控制針閥的開關(guān)，高壓氣經(jīng)減壓閥和過濾器變?yōu)榈蛪汉筮M(jìn)入氣動(dòng)薄膜閥，控制氣動(dòng)薄膜閥開或關(guān)，達(dá)到間歇注氣的目的。電子式時(shí)間控制器的工作原理與機(jī)械式相同，所不同的是由電子元件來控制氣動(dòng)薄膜閥的開、關(guān)，在其面板上裝有時(shí)間設(shè)定按鈕，可根據(jù)間歇注氣周期設(shè)定控制時(shí)間。氣動(dòng)薄膜閥與時(shí)間控制器配套使用，是間歇?dú)馀e中控制注入氣的開關(guān)。氣動(dòng)薄膜閥主要由膜盒和閥體兩部分組成，分常開式和常閉式兩種，常開式在沒有控制氣壓時(shí)呈打開狀態(tài)，常閉式在沒有控制氣壓時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài)。工作時(shí)，經(jīng)過時(shí)間控制器的低壓氣作用在薄膜的上面，迫使薄膜向下運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)閥桿向下移動(dòng)，打開或關(guān)閉閥座，沒有氣壓時(shí)，閥靠彈簧力向上運(yùn)動(dòng)，重新關(guān)閉或打開閥

11、門。（三） 柱塞氣舉采油裝置柱塞氣舉采油裝置主要由時(shí)間控制器、氣動(dòng)薄膜閥、捕捉器、防噴管、柱塞、緩沖彈簧、油管卡定器等組成。在時(shí)間控制器作用下，注入氣周期性地通過氣舉閥進(jìn)入油管，推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)（或利用油井自身的氣體推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng)），將柱塞上部的液體排出井口，柱塞到達(dá)井口后，碰撞到防噴管的緩沖彈簧，打開柱塞內(nèi)的閥門，柱塞上下壓力達(dá)到平衡，在柱塞自重的作用下，重新落入井筒，在撞到油管卡定器上的緩沖彈簧后，將柱塞內(nèi)的閥門關(guān)閉，并進(jìn)行下一次的向上運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)循環(huán)。（四）腔室氣舉采油裝置腔室氣舉采油裝置主要由腔室封隔器、卸載氣舉閥、腔室氣舉閥、固定閥、沉浸管、篩管等組成。圖4為腔室氣舉封隔器結(jié)構(gòu)，它是一種帶旁通的壓縮坐封錨定式封隔器，其特點(diǎn)是在封隔器外側(cè)有一旁通孔，用于向腔室內(nèi)注入高壓氣