胡均志，田喜軍，徐 勇，劉 鵬，李 耀

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

噴射引流技術(shù)在叢式井組的應(yīng)用

胡均志，田喜軍，徐 勇，劉 鵬，李 耀

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

子洲-米脂氣田有三組叢式井組，由于井組中各氣井壓力、產(chǎn)量、儲(chǔ)層物性的差異，為避免氣井生產(chǎn)中造成的井間干擾，目前井組的生產(chǎn)方式為：間歇、輪換制度，嚴(yán)重制約了井組氣井產(chǎn)能發(fā)揮。隨著氣田的不斷開發(fā)，井組將逐漸增多，本文首次提出在叢式井組井口應(yīng)用噴射引流技術(shù)，使井組中多口氣井能夠同時(shí)、連續(xù)生產(chǎn)，以達(dá)到提高井組開發(fā)效率的目的，為氣田叢式井組提供新的、有效的開采工藝，服務(wù)氣田發(fā)展。

子洲-米脂氣田；叢式井組；噴射引流

子洲-米脂氣田低產(chǎn)氣井較多，小于1×104m3/d的氣井占總數(shù)的30%左右，這些氣井大多儲(chǔ)層物性差，產(chǎn)能較低，壓降速率高，不能夠平穩(wěn)連續(xù)生產(chǎn)。大部分氣井產(chǎn)都存在不同程度的產(chǎn)液，由于部分氣井配產(chǎn)無法滿足最小攜液流量的要求，低產(chǎn)氣井井底極易積液，影響氣井產(chǎn)能的發(fā)揮，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致氣井被壓死。

另外，子洲—米脂氣田目前共有三組叢式井組，由于井組中各氣井壓力、產(chǎn)量的差異，為避免井間干擾，采取“間歇、輪換”生產(chǎn)制度，限制的井組氣井的差能發(fā)揮。

2009年在榆林氣田應(yīng)用4套噴射引流裝置，通過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，證明該項(xiàng)技術(shù)能夠利用集氣站內(nèi)高壓、高產(chǎn)氣井引射間歇?dú)饩?，使間歇?dú)饩B續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，提高開井時(shí)率、累積產(chǎn)氣量，具有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。因此依據(jù)子洲-米脂氣田的特點(diǎn)，首次在叢式井組井口應(yīng)用噴射引流技術(shù)，創(chuàng)新井組采氣工藝，為子洲-米脂氣田叢式井組及類似氣田天然氣開采提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 噴射引流技術(shù)原理

噴射器的工作原理是利用高壓氣體引射低壓氣體，使低壓氣體壓力升高而達(dá)到輸送的目的。高壓天然氣經(jīng)過噴嘴節(jié)流，流速加快，壓力降低，在混合室形成低壓區(qū)，低壓天然氣在壓差作用下被吸入混合室與高速氣流混合；形成具有一定速度的混合氣流，擴(kuò)散段內(nèi)升壓后外輸；整個(gè)流動(dòng)過程滿足能量守恒定律、質(zhì)量守恒定律和動(dòng)量定理。

圖1 天然氣噴射裝置的結(jié)構(gòu)原理圖

2 噴射引流工藝參數(shù)計(jì)算

2.1 模型建立

考慮一帶拉法爾噴嘴及圓柱形混合室的氣體噴射器，氣體輸入端分別連接工作氣體（高壓氣）和引射氣體（低壓氣）的輸入管道，輸出端連接混合氣體的輸出管道。壓力為Pp的高壓工作氣體進(jìn)入噴射器后，經(jīng)拉法爾噴嘴壓力降低，把以壓力PH進(jìn)入接受室的低壓引射氣體從接受室中吸走，在混合室中兩種氣體逐漸混合，壓力趨于均勻。往下混合氣體經(jīng)過擴(kuò)散管（擴(kuò)壓段）后，以混合壓力Pc從噴射器中流出。

2.2 求解方法

在其他條件一定的情況下分別改變各參數(shù)的值，可求得不同參數(shù)條件下噴射系數(shù)u與混合壓力Pc的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而作出不同噴射器工作參數(shù)條件下的特征曲線簇Pc=f(u)。進(jìn)而可以對(duì)相同其他條件下，某參數(shù)對(duì)混合壓力Pc及噴射器特性曲線的影響進(jìn)行分析。

對(duì)于噴射器混合腔喉部面積與一次氣噴嘴喉部面積之比f3/fp*，改變其大小作出特性曲線簇Pc=f（u，f3/fp*）后，將曲線簇與可達(dá)到噴射系數(shù)計(jì)算曲線相關(guān)聯(lián)、比較，可以確定出一定幾何尺寸的氣體噴射器的最佳工作狀態(tài)參數(shù)。

3 叢式井組噴射引流技術(shù)應(yīng)用

3.1 選井及參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1.1 氣井選擇

（1）高壓氣井選擇，由于井1產(chǎn)能較為一般，井2較井1產(chǎn)量高、生產(chǎn)平穩(wěn)，能在產(chǎn)量1.5×104m3/d、油壓12 MPa下平穩(wěn)生產(chǎn)。因此，高壓氣井選擇井2。

（2）低壓氣井選擇，井1，以1.0×104m3/d生產(chǎn)壓力下降較快，不能連續(xù)生產(chǎn)，可作為低壓氣井，試驗(yàn)時(shí)以0.5×104m3/d小產(chǎn)量生產(chǎn)。

3.1.2 噴射裝置參數(shù)設(shè)計(jì) 高壓氣井壓力、產(chǎn)量直接影響噴射引流效果，以井2為引射氣井，高壓一次進(jìn)氣壓力：11 MPa；進(jìn)氣流量1.5×104m3/d，低壓流量：0.5×104m3/d。

3.2 安裝流程設(shè)計(jì)

由于井口安裝區(qū)域有限，設(shè)計(jì)流程須滿足現(xiàn)場(chǎng)可安裝、可操作要求。

3.3 裝置現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試試驗(yàn)

對(duì)低壓氣設(shè)計(jì)壓力為3.0 MPa的情況進(jìn)行了設(shè)計(jì)和模擬，得到了不同高壓氣進(jìn)氣壓力和低壓氣進(jìn)氣壓力下裝置高壓氣流量、低壓氣流量和引射比的變化規(guī)律，下面介紹其計(jì)算結(jié)果。

裝置的引射比是低壓質(zhì)量流量與高壓質(zhì)量流量之比，從圖3中可以看出，隨著高壓氣壓力的增大，裝置引射比會(huì)出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，引射比最大時(shí)高壓氣壓力為10～12 MPa；但當(dāng)?shù)蛪簹鈮毫^高時(shí)（5.0 MPa），引射比隨高壓氣壓力的增大只出現(xiàn)減小的趨勢(shì)。同時(shí)，隨著低壓氣壓力的增加，引射比逐漸增大，且二者近似為線性關(guān)系。設(shè)計(jì)工況下，數(shù)值模擬得到的引射比為29.6%，與設(shè)計(jì)值吻合良好。

圖2 引射比隨高壓氣壓力的變化

圖3 引射比隨低壓氣壓力的變化

4 效果評(píng)價(jià)

4.1 氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)

在叢式井組井1、井2井口應(yīng)用噴射引流技術(shù)，以井2引射井1，使兩口氣井能夠同時(shí)、連續(xù)生產(chǎn)。

4.2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

4.2.1 提高開井時(shí)率 2009年7月14日～2009年12月17日井1開井時(shí)率為38.54%，井2開井時(shí)率為22.88%。應(yīng)用噴射引流技術(shù)后，同期，井1開井時(shí)率提高到83.13%，井2開井時(shí)率提高到58.78%

4.2.2 提高累計(jì)產(chǎn)氣量 2009年7月14日～2009年12月17日米40-13井累積產(chǎn)氣量為72.8035×104m3，井2累積產(chǎn)氣量為52.4937×104m3。應(yīng)用噴射引流技術(shù)后，同期對(duì)比，井1累積產(chǎn)氣量為134.2566×104m3，井2累積產(chǎn)氣量119.5278×104m3。增產(chǎn)氣量128.4872×104m3。

圖4 開井時(shí)率對(duì)比圖

圖5 累積產(chǎn)氣量對(duì)比圖

4.2.3 創(chuàng)新叢式井組開發(fā)模式 在叢式井組應(yīng)用噴射引流技術(shù)后，以井組中一口高壓、高壓氣引射其它氣井，使井組中間歇?dú)饩軌蜻B續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)，井組中各氣井氣流在噴射器中匯合，至匯管進(jìn)站改變了原有的間歇、輪換生產(chǎn)制度，使井組中各氣井能夠同時(shí)生產(chǎn)。

圖6 叢式噴射引流氣井生產(chǎn)制度

5 結(jié)語

通過試驗(yàn)總結(jié)，噴射引流技術(shù)能夠用于叢式井組氣井生產(chǎn)，使井組中間歇?dú)饩B續(xù)生產(chǎn)；同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用改變了叢井生產(chǎn)制度，井組中各氣井能夠同時(shí)、連續(xù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)井組高效開發(fā)。

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TE377

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1673-5285（2012）03-0037-03

2011－12-29