氣舉排液技術總結和改進-2006

1、吐哈石油鉆采工藝研究院吐哈石油鉆采工藝研究院 吐哈鉆采院經(jīng)過多年的研究與實踐，吐哈鉆采院經(jīng)過多年的研究與實踐，形成了氣舉采油配套技術，獲自治區(qū)科形成了氣舉采油配套技術，獲自治區(qū)科技進步二等獎技進步二等獎1 1項，集團公司科技進步項，集團公司科技進步三等獎三等獎 1 1項及多項局級成果。項及多項局級成果。 1、氣舉采油方案編制技術、氣舉采油方案編制技術2、系統(tǒng)及單井氣舉優(yōu)化設計技術、系統(tǒng)及單井氣舉優(yōu)化設計技術3、氣舉完井技術服務、氣舉完井技術服務氣舉單井設計氣舉單井設計氣舉閥調試檢測氣舉閥調試檢測入井完井服務入井完井服務舉井工況診技術舉井工況診技術氣舉閥投撈技術氣舉閥投撈技術氣舉井生產管理技術氣

2、舉井生產管理技術氣舉工具及制氮拖車氣舉施工氣舉工具及制氮拖車氣舉施工 4、氣舉完井工具的設計、制造與檢測、氣舉完井工具的設計、制造與檢測一、吐哈鉆采院氣舉技術一、吐哈鉆采院氣舉技術 連續(xù)成套氣舉采油應用情況連續(xù)成套氣舉采油應用情況 已形成國產化的連續(xù)成套氣舉采油工具完已形成國產化的連續(xù)成套氣舉采油工具完井工具、投撈工具、輔助測試工具共計井工具、投撈工具、輔助測試工具共計3 3大大類類2828種，種，4848個規(guī)格，工具性能達到國際先進個規(guī)格，工具性能達到國際先進水平。水平。吐哈氣舉采油技術從吐哈氣舉采油技術從9393年開始現(xiàn)場應用，年開始現(xiàn)場應用，先后在鄯善、丘陵得以推廣應用，到先后在鄯善、丘

3、陵得以推廣應用，到20062006年年底，已在吐哈油田提供了底，已在吐哈油田提供了400400多井次的連續(xù)多井次的連續(xù)氣舉完井技術服務、氣舉完井技術服務、240240閥次氣舉閥投撈。閥次氣舉閥投撈。2-7/8NEW-VAM油管765m 一級工作筒2-7/8NEW-VAM油管1420m 二級工作筒1918m 三級工作筒2296m 四級工作筒2549m 五級工作筒2708m 六級工作筒2808m 七級工作筒3412mKHT-99鋼絲滑套3422m 2-7/8坐放短節(jié)3422.9m密封插管3423mY453永久式封隔器3440.6-3496.9m油層扎納若爾油田扎納若爾油田2127井氣舉完井管柱圖井

4、氣舉完井管柱圖3532.5m人工井底套管接箍套管接箍3418.5m3429.1m3439.6m設計：王設計：王強強喇叭口3433m一、吐哈鉆采院氣舉技術一、吐哈鉆采院氣舉技術 連續(xù)成套氣舉采油應用情況連續(xù)成套氣舉采油應用情況 20012001年年9 9月在哈薩克斯坦扎那若爾油田進行氣舉采油月在哈薩克斯坦扎那若爾油田進行氣舉采油技術服務。服務內容包括：氣舉采油工程方案、單井氣技術服務。服務內容包括：氣舉采油工程方案、單井氣舉優(yōu)化設計、氣舉工具和生產系統(tǒng)管理等，實現(xiàn)產值舉優(yōu)化設計、氣舉工具和生產系統(tǒng)管理等，實現(xiàn)產值45004500萬元萬元/ /年；年；油井硫化氫含量油井硫化氫含量40000-600

5、0mg/l40000-6000mg/l，采用的氣舉工具，采用的氣舉工具5 5年來從未因硫化氫腐蝕而發(fā)生生產事故；年來從未因硫化氫腐蝕而發(fā)生生產事故；目前油田氣舉采油產量達到目前油田氣舉采油產量達到6600t/d6600t/d，是目前世界最，是目前世界最大的氣舉采油油田；大的氣舉采油油田；20052005年成都全國年成都全國氣舉采油技術研討會與會專家一致氣舉采油技術研討會與會專家一致評價認為吐哈鉆采院的氣舉采油技術已達到評價認為吐哈鉆采院的氣舉采油技術已達到“世界先進世界先進水平水平”。2-7/8NEW-VAM油管765m 一級工作筒2-7/8NEW-VAM油管1420m 二級工作筒1918m

6、三級工作筒2296m 四級工作筒2549m 五級工作筒2708m 六級工作筒2808m 七級工作筒3412mKHT-99鋼絲滑套3422m 2-7/8坐放短節(jié)3422.9m密封插管3423mY453永久式封隔器3440.6-3496.9m油層扎納若爾油田扎納若爾油田2127井氣舉完井管柱圖井氣舉完井管柱圖3532.5m人工井底套管接箍套管接箍3418.5m3429.1m3439.6m設計：王設計：王強強喇叭口3433m一、吐哈鉆采院氣舉技術一、吐哈鉆采院氣舉技術 高壓氣舉快速返排技術高壓氣舉快速返排技術 ：耐高壓氣舉工具研制的突破，使得氣舉排耐高壓氣舉工具研制的突破，使得氣舉排液技術成功應用于

7、壓裂快速返排，使高壓氣舉液技術成功應用于壓裂快速返排，使高壓氣舉閥的應用取得的了世界領先水平。閥的應用取得的了世界領先水平。利用氣舉技術，快速返排壓裂（酸化）液，利用氣舉技術，快速返排壓裂（酸化）液，減少壓裂（酸化）殘渣（殘酸）對地層造成二減少壓裂（酸化）殘渣（殘酸）對地層造成二次傷害，提高措施有效率和措施效果。該技術次傷害，提高措施有效率和措施效果。該技術目前在吐哈油田、西北局塔河油田現(xiàn)場應用目前在吐哈油田、西北局塔河油田現(xiàn)場應用320320井次，最高施工壓力井次，最高施工壓力94Mpa94Mpa，成功率，成功率100%100%。 氣層油層排液氣舉閥Y221封隔器工作氣舉閥Y342封隔器球座

8、本井氣氣舉管柱示意圖一、吐哈鉆采院氣舉技術一、吐哈鉆采院氣舉技術 氣舉采油技術研究人員氣舉采油技術研究人員 長期的技術研究和服務過程中，吐哈油田培養(yǎng)長期的技術研究和服務過程中，吐哈油田培養(yǎng)造就了一批優(yōu)秀的專業(yè)技術人才。目前從事氣舉采造就了一批優(yōu)秀的專業(yè)技術人才。目前從事氣舉采油技術研究和服務的技術人員共有油技術研究和服務的技術人員共有6767名，其中高級名，其中高級技術人員技術人員2828名，中級技術人員名，中級技術人員2121名，擁有國內知名名，擁有國內知名的氣舉采油專家，具有較強的技術研究和產品研發(fā)的氣舉采油專家，具有較強的技術研究和產品研發(fā)能力。能力。一、吐哈鉆采院氣舉技術一、吐哈鉆采院

9、氣舉技術 氣舉排液的技術原理氣舉排液的技術原理1 1、通過向油管內注入一定量的、通過向油管內注入一定量的氣體，降低管內流體密度，實氣體，降低管內流體密度，實現(xiàn)在油井壓力條件下，舉升井現(xiàn)在油井壓力條件下，舉升井筒液體的目的；筒液體的目的；2 2、環(huán)空內高壓氣體體積膨脹，、環(huán)空內高壓氣體體積膨脹，加快排液速度。加快排液速度。系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成地面供氣系統(tǒng)：地面供氣系統(tǒng)：提供氣舉返排所需連續(xù)高壓氣源，提供氣舉返排所需連續(xù)高壓氣源，供氣設備主要選擇制氮拖車。供氣設備主要選擇制氮拖車。井下舉升系統(tǒng)：井下舉升系統(tǒng)：提供油套溝通通道和過氣通道，提供油套溝通通道和過氣通道，保證氣源順利進入油管，進行舉升。保證氣

10、源順利進入油管，進行舉升。一級閥注氣二級閥打開三級閥打開二級閥注氣三級閥打開一級閥關閉二級閥關閉三級閥注氣一級閥關閉卸荷過程：卸荷過程：卸荷過程為氣舉閥順序關閉過程。卸荷過程為氣舉閥順序關閉過程。優(yōu)化設計優(yōu)化設計-原則原則優(yōu)化設計優(yōu)化設計-優(yōu)化設計內容優(yōu)化設計內容 氣舉閥級數(shù)；氣舉閥級數(shù)； 各級氣舉閥下入深度；各級氣舉閥下入深度； 閥孔尺寸；閥孔尺寸； 調試打開壓力。調試打開壓力。優(yōu)化設計優(yōu)化設計-設計方法與氣舉采油的不同設計方法與氣舉采油的不同不同點：不同點：、追求目標、追求目標、氣體供給系統(tǒng)、氣體供給系統(tǒng)、壓力體系、壓力體系、氣舉閥分布原理、氣舉閥分布原理、氣舉閥的壓力設置原則、氣舉閥的壓

11、力設置原則同同氣氣舉舉采采油油比比較較優(yōu)化設計優(yōu)化設計-主要研究內容主要研究內容、環(huán)空溫度場、環(huán)空溫度場、環(huán)空壓力體系、環(huán)空壓力體系、環(huán)空及油管單相液流的摩阻、環(huán)空及油管單相液流的摩阻、油管氣液兩相流壓力體系、油管氣液兩相流壓力體系、氣量平衡體系、氣量平衡體系、環(huán)空液面下移速度、環(huán)空液面下移速度、氣舉閥閥孔過氣量、氣舉閥閥孔過氣量、氣舉閥壓力設置、氣舉閥壓力設置優(yōu)化設計優(yōu)化設計-主要研究內容主要研究內容排液速度分析圖排液速度分析圖0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000123456閥級數(shù)排液時間(h)最大深度2 1 0 0 m最大深度2 8 0 0 m最大深度3

12、3 0 0 m乘冪 ( 最 大 深度2 1 0 0 m )乘冪 ( 最 大 深度2 8 0 0 m )乘冪 ( 最 大 深度3 3 0 0 m )優(yōu)化設計優(yōu)化設計套管內徑（mm)124.26油管外徑（mm)62收縮系數(shù)E0.62孔口阻力系數(shù)En0.06流速系數(shù)O0.97流量系數(shù)u0.62重力常數(shù)g9.8注氣壓力（MPa)17壓風機排量（m3/min)17壓井液密度kg/m31000基礎數(shù)據(jù)表基礎數(shù)據(jù)表一級總時間二級總時間三級總時間四級總時間五級總時間1.3941.3941.3941.3941.3940.9470.9470.9470.9471.2771.2771.2770.6050.605#NU

13、M!計算結果表計算結果表1.3941.3942.3412.3413.6183.6184.2234.223#NUM!#NUM!閥級數(shù)最大深度2100m最大深度2800m最大深度3300m119.33211.8714.6737.148.8811.4244.406.027.9654.655.52新井完井新井完井氣舉氣舉排液誘噴、氣舉生產測試一趟管柱排液誘噴、氣舉生產測試一趟管柱 選層酸壓、氣舉誘噴一趟管柱選層酸壓、氣舉誘噴一趟管柱 封隔器滑套封隔器二級氣舉閥一級氣舉閥絲堵油層油層工作筒工作筒+氣舉閥氣舉閥工作筒工作筒+氣舉閥氣舉閥管柱設計：管柱設計：合層酸壓、氣舉誘噴一趟管柱合層酸壓、氣舉誘噴一趟管

14、柱 氣舉閥調試試驗氣舉閥調試試驗檢檢查查并并裝裝配配閥閥在在調調試試架架里里充充氣氣穩(wěn)穩(wěn)定定化化處處理理在在恒恒溫溫水水浴浴中中恒恒溫溫上上調調試試架架調調試試穩(wěn)穩(wěn)定定化化處處理理在在恒恒溫溫水水浴浴中中恒恒溫溫校校驗驗調調試試壓壓力力閥閥調調試試完完畢畢安安裝裝閥閥與與工工作作筒筒承承壓壓試試驗驗印印號號標標記記試試驗驗完完畢畢與調試壓力不符與調試壓力不符不密封不密封氣舉排液技術特點 ：（1）壓裂排液一趟管柱；（2）氣舉排液深度較深，排液效率高；（3）排液周期短；（4）儲層傷害小，酸化、壓裂效果好。氣舉排液技術適用范圍：（1）酸壓井氣舉返排殘酸；（2）自噴油、氣井井底積液的排液；（3）負壓射

15、孔,井筒造負壓；（4）新井投產誘噴,試油及生產測試等。 為提高酸液的返排速度，減小殘液對地層的傷害。2003年5月首次在TK715井應用吐哈鉆采院氣舉排液工具及相關排液技術，該井酸壓后無產能，經(jīng)氣舉誘噴獲得高產，產量152m3/d，取得了顯著的效果。 氣舉排液技術在塔河油田的推廣和應用，一方面提高了酸壓排液的速度，減小了殘酸對地層的污染，提高了酸壓措施效果和酸壓建產率；另一方面，大幅度縮短了完井周期，減少了占時間，提高了生產時效。 氣舉排液技術已經(jīng)成為塔河油田酸壓排液、試油、測試等方面的關鍵技術。 2003年5月，吐哈鉆采院針對塔河油田酸壓排液中存在的問題，及時將先進的氣舉排液技術成功引進了西

16、北分公司，針對氣舉排液技術推廣應用中存在各種問題，進行了持續(xù)不斷的技術研究和創(chuàng)新，逐步形成了目前適應塔河油田特點的抗硫、抗高壓、全通徑氣舉閥技術和配套的氣舉排液技術，為西北分公司的氣舉排液技術的發(fā)展和應用做出了貢獻。 工具參數(shù)及性能指標規(guī)格型號KPX-115KPX-136KPX-148KPX -145總長(mm)860690720670最大外徑(mm)115136148145通徑（mm）55.5687676過流直徑(mm)68687676閥袋偏心距(mm)42.563.56569回轉半徑(mm)57.5788287.5抗內壓強度（MPa）90909090抗拉強度（噸）949494120聯(lián)接螺紋

17、3-1/2UPTBG3-1/2UPTBG3-1/2UPTBG3-1/2UPTBG適用套管內徑(mm)121.36144157.1157.1適應環(huán)境不含硫H2S6%，CO21%H2S6%，CO21%H2S6%，CO21%結構特征雙偏心焊接整體加工整體加工整體加工主要用途壓裂排液壓裂排液壓裂排液也可抽汲壓裂排液也可抽汲防硫氣舉閥KPX-136研究與應用 主要技術措施：采用特殊的防硫合金材料；采取特殊的表面處理加工工藝；各部件之間采用了整鋼加工,無焊縫連接方式。 全通徑氣舉閥技術研究與應用 塔河油田部分井需要用刮蠟片清除膠質、瀝青質的沉積物、抽汲評價。而先期使用的KPX-115和KPX-136型氣舉

18、閥內通徑分別有55.5mm和68mm，刮蠟片和抽子無法正常通過，為此吐哈鉆采院研制了通徑為76mm的KPX-148全徑氣舉閥。塔河油田部分井7套管內徑僅有152.5mm，KPX-148型氣舉閥的最大外徑為148mm，氣舉閥與套管的間隙較小，采用了原鋼整體加工的先進技術，進一步減小了外徑，研制并應用了KPX-145氣舉閥，氣舉閥的最大外徑減小到145mm，增大了氣舉閥與套管的間隙，提高了工具使用的安全性。 未舉通的井有T453CH井和TK1112井2口：T453CH井情況： 2006年9月16日酸化施工，15：30-23：30自噴排酸21.8m3。17日1：10-9：30氣舉排液，泵壓12.5MPa，套壓10.7 MPa， 氣舉出液0.6m3，累計出液22.4m3，轉抽汲排液。1、地層裂縫發(fā)育，氣舉過程中壓井液漏失嚴重，井口出液量少。2、氣舉壓力低，套壓小，環(huán)空液面（約900m）高于氣舉閥（1500m）。TK1112情況：2006年9月7日對該井進行了酸壓完井作業(yè)，開井排酸后用4mm油咀試采，產量穩(wěn)定：油壓19.7MPa，套壓14.7MPa，日產油110.6m3，原油綜合含水0。 10月31日用1.15g/cm3的油田水38m3壓井，整改井口流程。11月1日制氮拖車氣舉，泵壓25.4MPa，油壓0MPa，未出液，無氣，停止氣舉，關井放套壓23MPa放至10MP