井筒防氣技術(shù)應(yīng)用

1、井筒防氣技術(shù)推廣應(yīng)用前言 1第一章、井下防氣工具現(xiàn)狀 1第二章、工程完成情況4第三章、現(xiàn)場應(yīng)用及效果評價 4結(jié)論及熟悉刖 百眾所周知,油田開采中后期的油井,特別是高氣液比的油井或動液面低的油井, 氣 體是影響柱塞式抽油泵泵效的主要因素之一.氣體的產(chǎn)生主要是三局部：游離氣、溶解 氣和凝析氣.游離氣指在地層以氣相存在,溶解氣是當(dāng)?shù)貙恿黧w壓力逐漸降低,低于氣 體溶于液體的飽和壓力時,從液相中別離出來的氣體；進入泵筒的液體,當(dāng)泵腔內(nèi)的溫 度低于原油中某些組分的臨界溫度時, 壓力的降低還會引起這些液態(tài)組分局部地向氣態(tài) 轉(zhuǎn)化,這些輕質(zhì)姓類組分就轉(zhuǎn)化為凝析氣.由于氣體具有很強的膨脹性和壓縮性,含氣液體進入抽

2、油泵時因氣體的膨脹占據(jù)泵 筒空間,排出液體時因氣體的壓縮影響抽油泵的排出量,氣體影響使抽油泵泵效降低, 嚴重的氣體影響造成氣塞現(xiàn)象.因此,研究抽油泵的氣體影響機理,應(yīng)用防氣工藝技術(shù) 是提升抽油泵泵效進而提升抽油泵井單井產(chǎn)量的有效方法.第一章、井筒防氣工具的現(xiàn)狀1、采油一廠氣體影響特點據(jù)2021年的統(tǒng)計資料說明,采油廠過半的油井受到不同程度的氣體影響,其中氣 大和氣中井,約占油井總數(shù)的12%氣大和氣中井多分布在安區(qū)塊和張地區(qū).安區(qū)塊屬 特低孔特低滲類型的儲層,孔隙度和滲透率分別為5.22%ffi 1.64x10-3um2原油含蠟量高達39.28%,油藏埋深在28603470m地下原油性質(zhì)有普通黑

3、油、揮發(fā)油和凝析氣等 類型,地下原油密度0.4530.77 g/cm3;油氣比(74717m3/t)較高.張油田：以斷 塊油氣藏為主,油氣藏數(shù)量多而規(guī)模小.地層物性差、水敏性強,含蠟量高、凝固點高、 飽和壓力高.油層埋藏深度均在 2100米以下,儲層孔隙度平均為12.5%,滲透率平均為 0.158um2,屬于中孔低滲儲層,平均油氣比大于60 m3/t .套壓>1Mpa(氣大)0. 51Mpa氣中0.2 0.5Mpa氣小<0.2Mpa無氣井?dāng)?shù)3982435491比例%3.77.841.546.9安地區(qū)氣大氣中井的平均泵效 37.6%,張地區(qū)的氣大氣中井的平均泵效 27.1%,遠 低于

4、全廠的平均泵效62.2%.我廠近幾年實施了多項防氣舉措,通過井筒、地面防氣技 術(shù)的推廣應(yīng)用,來提升抽油機井泵效.2、在用井下防氣技術(shù)介紹我廠目前已形成的防氣技術(shù)有：XQM90-DZ3-3700井下油氣別離器普通氣錨、 KMDT沉降杯等流型氣錨、ZTQ汽液混抽泵防氣泵、防氣泵和氣錨組合、內(nèi)罩式防氣 裝置等.2.1 XQM90-DZ3-3700井下油氣別離器普通氣錨工作原理：在泵的抽汲作用下,氣液混合流體由油套環(huán)形空間流經(jīng)碗形氣錨的濾網(wǎng)時,利用重力別離原理,流動體進入碗內(nèi),氣泡那么上浮排放到油套環(huán)形空間,經(jīng)過 初步別離的氣液混合流,在泵的抽吸作用下,進入螺旋翼上升,在離心力的作用下,液 體被甩向螺

5、旋外管內(nèi)壁,向上流動,別離出來的氣體那么沿螺旋中央管進入氣罩,經(jīng)單流 閥,排放到油套環(huán)形空間,經(jīng)過兩次別離后的流體再進入上螺旋裝置進一步別離,共經(jīng) 過三次別離的液體在泵力作用下升向地面,從而絕大局部氣體被別離出去,大大提升了泵效.扣型：TBG 2 7/8液流最小通徑為50mm最大外徑：89mm安裝位置：泵下20-50米；長度：3700mm2.2 KMD多沉降杯等流型氣錨氣油比范圍0 500m 3/ t ;沉降碗個數(shù)10個;抗拉強度?500KN普通氣錨的技術(shù)參數(shù):工作原理：KM冬沉降杯等流型氣 錨是在抽油泵下端用連接頭連接多沉 降杯等流型氣錨,氣液混合體先流經(jīng) 多個沉降杯,別離出的氣體沿沉降杯

6、外壁聚積上升至套管內(nèi),沉降杯內(nèi)的 底部液體通過進液孔流入中央管由抽 油泵產(chǎn)出,從而到達氣液別離和抽油 泵提升泵效的目的.多杯等流型氣錨由氣錨、保護體、定 壓洗井凡爾、加重桿組成.多杯等流型氣錨的設(shè)計關(guān)鍵在于 抽油泵抽汲時保持氣液混合液流經(jīng)每個沉降杯和進液孔的流量近似相等.主要技術(shù)參數(shù)：沉降杯外徑為小106mm中央管內(nèi)徑小38mm中央管外徑為小48.3mm連接絲扣為TBG1 1/2油管扣2.3 ZTQY氣液混抽泵防氣泵工作原理：上沖程時氣液混合物經(jīng)固定凡爾進入下泵筒, 抽吸中 下泵筒內(nèi)所含氣體從液體中別離,當(dāng)柱塞到達上泵筒,換氣腔中的液 體進入下泵筒,將下泵筒中液體上部的氣體替換到換氣腔內(nèi), 柱

7、塞下 行,此時下泵筒中充滿液體,不會產(chǎn)生氣鎖；同時,泵上部液體進入 換氣腔,將氣體替換到油管中,這樣使泵筒內(nèi)始終充滿液體,減少或 消除了氣體對充滿系數(shù)的影響,提升了抽油泵的抽吸效率.特點：在常規(guī)抽油泵的根底上,泵體中間新增1個液體補償腔換 氣腔,進行氣液置換,補償該腔下部泵筒中的液體空缺,減少氣體 對抽油泵的影響.適用范圍：供液缺乏及各種含氣抽油井.規(guī)格型號：最大外徑：89mm 38mm*6m 44mm*6m 56mm*6nB種型號.2.4 KZQ-48/89內(nèi)罩式防氣裝置內(nèi)罩式防氣裝置在過去使用的防氣錨和防氣泵的根底上應(yīng)用多項油氣別離技術(shù),在中原油田現(xiàn)場應(yīng)用取得了較好的防氣增液效果.該裝置的

8、液氣別離過程分為四個階 段：第一階段是：在裝置吸入含氣液與 消泡器碰撞使流體液珠增大,消除能隨 液體流動的小氣泡向上流動；在內(nèi)罩式 別離結(jié)構(gòu)的出口液體改變流向,呈180°轉(zhuǎn)向下流動,別離的氣體上流動完成罩式 結(jié)構(gòu) 的流向別離：第二階段別離液繼續(xù)向下流動進入交 換腔,通過液動空間的改變使流體流速變 化,未別離的氣泡繼續(xù)從液體中逸出并與液 體逆向流動,完成氣液交換的流速別離.第三階段貧氣液進入外套管與中央管構(gòu)成的回流空間,依靠液氣的重力別離原理進行一步別離,回流空間長達 60米,日產(chǎn)20m3/d的液量回流時間到達20分鐘, 通過回流效應(yīng)充分別離液體攜帶的微小氣泡,完成回流別離.一級別離的

9、三個階段完成后流體從進液孔入中央管向上流動, 別離的氣體進入排放 套管并從排放閥組排出裝置外,排放結(jié)構(gòu)長達12米使進液口與排氣口形成0.1Mpa的排 氣壓差,利用高煙囪原理加快別離氣體的外排速度.心到輪殘氣液從二級別離進液口進入二級別離器,在二級別離套管與離心葉輪構(gòu)成 的旋流構(gòu)造中進行離心別離,別離的氣體 經(jīng)別離傘從二級別離排氣口排出的裝置, 脫氣液經(jīng)脫氣液出口進入與抽油泵接口相連接的抽油泵完成整套裝置的別離過程.經(jīng)過四個階段充分的氣液別離后液體進入抽油泵,氣體那么從一級排放閥組和二級分 離的排放閥組排放到油套環(huán)空,從井口的油套連通排出.進入抽油泵的井液氣體充分分 離后,沒有了氣體對抽油泵的充

10、滿系數(shù)的影響,抽油泵充滿系數(shù)大大提升泵效也得以提 高,從而實現(xiàn)抽油泵的增液.其主要技術(shù)參數(shù)：最大外徑：小102mm裝置總長度：小65mm中央管直徑：小42mm油井氣液比：20 400m3/m3外套管直徑：小73mm含 砂量：0.5%第二章、工程完成情況1、工程目標：通過對目前所用的各種防氣裝置產(chǎn)品使用要求和性能特點的分析,結(jié)合我廠以往使用防氣裝置使用的實際情況,擬定百井防氣工作目標和技術(shù)思路.在保證產(chǎn)量不降、作 業(yè)井次不增加的前提下,結(jié)合油井躺井和舉措作業(yè),根據(jù)油井的實際情況,在全廠推廣 實施防氣工藝100井次.舉措井平均泵效預(yù)計提升 5%以上,年增油1000噸. 2、工程實施情況：2021年

11、結(jié)合躺井、舉措、測壓作業(yè)共實施防氣舉措123 口井167井次.其中可比照 井46井次,日增液254方,日增油13.6噸,平均泵效提升8.8%,累計增油1641噸, 完成了工程指標.第三章、現(xiàn)場應(yīng)用及效果評價3.1、 推廣應(yīng)用取得的效果2021年采取的防氣舉措,下普通氣錨81井次,舉措占比49%下防氣泵46井次,舉措占比28%防氣泵+氣錨組合34井次,舉措占比20%內(nèi)罩式防氣裝置4井次,舉措占比2% KM/流型氣錨2井次,舉措占比1%可以看出,普通泵+氣錨組合是 百井防氣的主要舉措.3.1.1 普通泵+氣錨組合可比照32井次,累計增油1102噸,平均泵效提升8.9%.單井投入：氣錨1770元-篩

12、管800元=970元/井次投入：970元*32井次=3.1萬元產(chǎn)出：1500元*483噸=72.45萬元扣除新泵泵效提升5%勺增產(chǎn)量619噸經(jīng)濟效益=產(chǎn)出-投入=72.45-3.1=69.35 萬元投入產(chǎn)出比：1: 22.373.1.2 防氣泵可比照7井次,累計增油381噸,平均泵效提升14.6%;單井投入：防氣泵13690元-普通泵5900元=7790元/井次投入：7790元*7井次=5.45萬元產(chǎn)出：1500元*251噸=37.65萬元扣除新泵泵效提升5%勺增產(chǎn)量130噸經(jīng)濟效益=產(chǎn)出-投入=37.65-5.45=32.2 萬元投入產(chǎn)出比：1: 5.93.1.3 防氣泵+氣錨組合可比照3井

13、次,累計增油159噸,平均泵效提升15.4%;單井投入：防氣泵13690元-普通泵5900元=7790元/井次氣錨1770元-篩管800元=970元/井次投入：7790+970元*3井次=2.63萬元產(chǎn)出：1500元*107噸=16.05萬元扣除新泵泵效提升5%勺增產(chǎn)量52噸經(jīng)濟效益=產(chǎn)出-投入=16.05-2.63=13.42 萬元投入產(chǎn)出比：1: 5.13.1.4 KMD等流型氣錨可比照1井次,累計增油12.4噸,平均泵效提升6.96%;投入：KM無錨3414元-篩管800元=0.262萬元/井次產(chǎn)出：1500元*3.5噸=0.525萬元扣除新泵泵效提升5%勺增產(chǎn)量8.9噸經(jīng)濟效益=產(chǎn)出-

14、投入=0.525-0.262=0.263 萬元投入產(chǎn)出比：1: 13.1.5 內(nèi)罩式防氣裝置實施4井次,累計增氣51.5萬方,平均泵效提升3.1%;單井投入：內(nèi)罩式防氣裝置 23000元+普通泵5900萬元-防氣泵13690元-篩管800元=14410元/井次投入：14410元*4井次=5.76萬元產(chǎn)出：1元*51.5萬方=51.5萬元減少作業(yè)2井次*9萬元=18萬元經(jīng)濟效益=產(chǎn)出-投入=69.5-5.76=68.74 萬元投入產(chǎn)出比：1: 11.93.2效果評價：綜合上述各項防氣舉措,計算總產(chǎn)出：195.91萬元,總投入：17.2萬元創(chuàng)造經(jīng)濟效益：178.71萬元,投入產(chǎn)出比：1: 11.4

15、四、結(jié)論和熟悉4.1 結(jié)論：正確選井、正確選用防氣舉措能提升柱塞式抽油泵的泵效,減少氣體影響.采油廠現(xiàn)有的防氣舉措,按投入產(chǎn)出比排序,由高到低依次是普通泵+氣錨、內(nèi)罩式防氣裝置、防氣泵單獨使用、防氣泵+氣錨組合使用、KMD多沉降杯等流型氣錨,所以普 通泵+氣錨是百井防氣工程的主要管柱.KMD多沉降杯等流型氣錨,由于使用局限性 強,防氣效果不明顯且防氣工具無法修復(fù),不建議使用.4.2 幾點熟悉：4.2.1 、選井原那么：根據(jù)套壓和放氣閥的放氣情況,將全廠的出氣井分為氣大氣中氣小井.氣小井并不 需要每口井采取防氣舉措.選井時要單元壓力油氣比資料、功圖資料和生產(chǎn)參數(shù)三結(jié)合, 來分析判斷.原始油氣比高

16、、飽和壓高的區(qū)塊,功圖受氣體影響的并考慮防氣舉措.高 含水且泵效較高的并不考慮.4.2.2 、防氣工具的局限性普通泵+氣錨的投入產(chǎn)出比最高,但并不意味著每口井都適用.根據(jù)出氣量大小、 油井的情況、防氣工具的適應(yīng)性來確定防氣舉措,才有使得效益最大化.4.2.2.1 普通氣錨普通氣錨接在泵下30-50米處時油氣別離效果最正確,所以對要求下泵深度有一 定的限制；管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶封井封上采下井不采用；出砂井優(yōu)先考慮沉砂器, 氣錨不采用；普通氣錨的長度決定了氣油比過大的井,混氣液流經(jīng)氣錨時來不及充 分別離,所以氣油比?500nVt或排液采氣并不考慮；4.2.2.2 防氣泵適應(yīng)性強,可以和氣錨組合使用,出砂

17、井可以和沉砂器組合使用；帶封井不受影響 但防氣泵的價格相對較高,考慮到性價比,氣小并不優(yōu)先考慮；4.2.2.3 內(nèi)罩式防氣裝置管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶封井封上采下井不能應(yīng)用；工具總長70多米,丟手封下的井,泵封距離小的不應(yīng)用；無法實現(xiàn)尾管加重,對防偏磨治理有一定影響；價格較高, 每套2.3萬元,防氣效果明顯,所以氣液比特高氣量大的油井或排液采氣井選擇使用； 4.2.2.4 KMD多沉降杯等流型氣錨管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶封井封上采下井不能應(yīng)用；出砂井不應(yīng)用；定點測壓井不能 應(yīng)用；與泵直接相聯(lián),無法實現(xiàn)尾管加重,對防偏磨治理有一定影響；不能重復(fù)使用, 考慮經(jīng)濟效益,長工期并選擇使用,偏磨井短工期井不采用；起出時要求

18、先清潔井筒, 增加洗井工序,作業(yè)工序復(fù)雜化；4.2.3 防氣技術(shù)體系根據(jù)對目前防氣技術(shù)的使用評價和現(xiàn)場使用防氣工具的局限性分析,形成防氣技術(shù)體系.排液采氣井-內(nèi)罩式防氣裝置氣大井-內(nèi)罩式防氣裝置/防氣泵+氣錨組合氣中井-防氣泵+氣錨組合/防氣泵氣小井 普通氣錨/防氣泵趙安區(qū)由于原始油氣比高,高產(chǎn)氣井處于氣攜油的狀態(tài),優(yōu)先考慮使用內(nèi)罩式防氣 裝置；帶封井條件不允許時,采用防氣泵和普通氣錨組合的管柱結(jié)構(gòu).張區(qū)由于飽和壓 力高,氣大井優(yōu)先考慮使用防氣泵和普通氣錨組合的管柱結(jié)構(gòu).封上采下井,單獨使用 防氣泵.張區(qū)油稠,易結(jié)蠟,內(nèi)罩式防氣裝置擇井試驗.結(jié)合功圖和套壓、動液面資料,氣中井可選擇防氣泵 心錨組合或防氣泵兩種舉措.管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶封井單獨下入防氣泵,出砂井可使用防氣泵+沉砂器組合；氣小井優(yōu)先考慮普通氣錨.如果下