郭 群王艷麗張國(guó)生王軍恒楊曉芳胡金銅

（1.大港油田公司石油工程研究院，天津大港 300280；2.大港油田公司采油一廠，天津大港 300280）

低流壓、低液量氣井井底積液排液工藝

郭 群1王艷麗1張國(guó)生2王軍恒1楊曉芳1胡金銅1

（1.大港油田公司石油工程研究院，天津大港 300280；2.大港油田公司采油一廠，天津大港 300280）

針對(duì)深層氣井和中淺層氣井的井底積液?jiǎn)栴}并結(jié)合井況特點(diǎn)，介紹了兩種低流壓、低液量氣井排液工藝。對(duì)于深井，通過(guò)從普通油管與連續(xù)油管環(huán)空定期注入壓縮氮?dú)猓瑥亩鴮⒕追e液從連續(xù)油管內(nèi)舉升出來(lái)；而中淺層氣井為了降低成本，采用水力噴射泵將井底積液舉升到地面。與其他舉升工藝相比，該工藝能夠更有效地減少液柱對(duì)產(chǎn)層的壓力，因此即使產(chǎn)層壓力很低時(shí)，產(chǎn)層氣體也能夠順利進(jìn)入井筒，較好地解決了其他排液工藝因井底低流壓導(dǎo)致的停產(chǎn)問(wèn)題，從而大大提高了儲(chǔ)層的有效開(kāi)采時(shí)間。

氣井；低流壓；低液量；井底積液；排水采氣

1 低流壓、低液量深層氣井排液技術(shù)

1.1 面臨的技術(shù)問(wèn)題

低流壓、低液量深層氣井排液時(shí)主要面臨3個(gè)方面的難題：一是由于儲(chǔ)層較深，常規(guī)的柱塞舉升、機(jī)抽、柱塞氣舉等工藝難以下入到2 800 m以下，導(dǎo)致排液不徹底；二是由于儲(chǔ)層產(chǎn)液量很低，電潛泵等大排量泵難以適應(yīng)這種工況；三是采用常規(guī)的氣舉、泡排、水力泵等工藝排液后，井底仍需具有一定流壓，排液效果才能見(jiàn)效，但是由于儲(chǔ)層的流壓很低，以上工藝的效果較差。

1.2 解決方案

為了解決上述難題，在借鑒國(guó)內(nèi)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了如下工藝解決方案，工藝管柱如圖1所示。

圖1 低流壓、低液量深層氣井排液工藝示意圖

（1）下入工藝管柱。下入由連續(xù)油管（外徑38.1 mm，采用連續(xù)油管車下入后使用專用卡具將其懸掛于井口）和普通油管組成的同心管柱，同心管用于在井筒中建立3個(gè)通道，同時(shí)在普通油管的射孔位置或射孔位置以下設(shè)置固定閥。標(biāo)準(zhǔn)的油田氣體壓縮機(jī)和井口相連接，通過(guò)專用操控平臺(tái)，控制壓縮機(jī)和井筒3個(gè)通道中的氣流方向和生產(chǎn)時(shí)間（圖1a）。

（2）降低套管環(huán)空液面。通過(guò)注入一定的壓縮氣體，增加套管壓力，同時(shí)，降低固定閥上方連續(xù)油管和普通油管內(nèi)的壓力，該壓差將套管內(nèi)的液體排入到固定閥的上部空間內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)利用固定閥從套管中排出井底積液目的（圖1b）。

（3）排出井底積液。從普通油管與連續(xù)油管環(huán)空根據(jù)井內(nèi)產(chǎn)氣量定期注入壓縮氮?dú)?，將井?nèi)積液從連續(xù)油管中舉升出來(lái)。固定閥阻止積液回流到地層。通過(guò)循環(huán)，井筒中的液面逐漸降低，地層產(chǎn)出氣在不受液體侵害的情況下流到地面，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)從井筒中排出液體引起氣體流動(dòng)的目的（圖1c）。

林業(yè)產(chǎn)業(yè)剛剛起步，可利用資源缺乏，產(chǎn)品加工水平還較低，研究開(kāi)發(fā)能力不強(qiáng)，產(chǎn)品的品牌優(yōu)勢(shì)不明顯。森林旅游開(kāi)發(fā)尚未成為高原旅游的重要支撐。

（4）正常生產(chǎn)。根據(jù)需要可采用2種生產(chǎn)模式進(jìn)行生產(chǎn)：一是從摩阻小的套管環(huán)空生產(chǎn)干氣，同時(shí)優(yōu)化生產(chǎn)時(shí)間以便氣體產(chǎn)量顯著降低前再次排出液體；二是采用三通道交替生產(chǎn)方式。通過(guò)在3個(gè)通道中同時(shí)進(jìn)行采氣，可以增加橫斷面的流動(dòng)面積，從而最大限度增大產(chǎn)氣量（圖1d）。

同時(shí)對(duì)于套管存在漏失的井可采用如圖2所示的工藝管柱：先下入一段帶有封隔器的管柱，用于隔離套管漏失部位，同時(shí)將同心的油管和連續(xù)油管下入到封隔器管柱內(nèi)，穿過(guò)封隔器到達(dá)射孔層位。在此結(jié)構(gòu)中，封隔器管柱的作用類似于套管，而排液方式與上面所述相仿。

圖2 帶封隔器的低流壓、低液量深層氣井排液工藝示意圖

1.3 工藝特點(diǎn)

1.3.1 優(yōu)點(diǎn) 克服了氣舉或氣體循環(huán)舉升需要依靠一定井底流壓的難題，井底流壓很小時(shí)也能正常生產(chǎn)。經(jīng)計(jì)算，3 500 m井深時(shí)井底流壓大于0.5 MPa即可生產(chǎn)；工藝管柱簡(jiǎn)單，井底僅有一個(gè)動(dòng)力部件（固定閥）；油管強(qiáng)度可滿足下深5 500 m井深的需要；能有效地應(yīng)用于帶有封隔器和小節(jié)流閥的井中；在射孔層段及其以下層段，液相已從氣相中分離，簡(jiǎn)化了地面氣液分離的難度；氣體通過(guò)套管環(huán)空時(shí)的摩擦力很小，基本無(wú)環(huán)空摩損，同時(shí)不會(huì)發(fā)生柱塞失效或氣鎖現(xiàn)象；對(duì)出砂和結(jié)蠟井也可適用。1.3.2 缺點(diǎn) 由于需要配置氣體壓縮機(jī)，單井應(yīng)用成本較高，最好選擇3井以上的井組同時(shí)應(yīng)用；由于在深井中，常規(guī)小直徑油管難以下入很深，因此需要采用連續(xù)油管作為最內(nèi)層的管柱，導(dǎo)致施工成本上升。

1.4 參數(shù)計(jì)算

采氣管柱摩阻理論計(jì)算公式為

式中，Q為管道的流量m3/h；pwf為井底流壓，Pa；pc為井口壓力，Pa；D為油管內(nèi)徑，mm；λ為水力摩阻系數(shù)；Z為天然氣壓縮因子；ρ為天然氣相對(duì)密度；T為溫度，K；L為井深，m；C0為流量系數(shù)。

應(yīng)用Wellflow軟件計(jì)算，?73 mm油管，3 500 m井深，日產(chǎn)氣3 000 m3/d，油管摩阻為0.25 MPa。因此，井底流壓大于0.5 MPa即可生產(chǎn)。

2 低流壓、低液量中淺層氣井排液技術(shù)

2.1 面臨的技術(shù)問(wèn)題

上述深層氣井排液技術(shù)需要配套氣體壓縮機(jī)和小直徑連續(xù)油管，導(dǎo)致施工成本增加，為了克服這一缺點(diǎn)，在其原理上對(duì)中淺層氣井排液提出了一種較為經(jīng)濟(jì)的工藝管柱。

2.2 解決方案

該技術(shù)與深層氣井排液技術(shù)的主要區(qū)別有兩點(diǎn)：一是采用水力噴射泵替換氣田壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)排液目的，二是利用空心抽油桿或小直徑普通油管替換連續(xù)油管。工藝管柱如圖3所示。

圖3 低流壓、低液量中淺層氣井水力噴射泵排液工藝示意圖

（1）下入工藝管柱。下入由小直徑油管或空心抽油桿與普通油管組成的同心管柱，小直徑油管帶一個(gè)小直徑水力噴射泵插入到普通油管的內(nèi)密封中，從而建立3個(gè)通道，同時(shí)在普通油管的射孔位置或射孔位置以下設(shè)置固定閥。利用地面注水管網(wǎng)或撬裝泵為小直徑水力噴射泵提供動(dòng)力（圖3a）。

（2）降低井底積液生產(chǎn)。從小直徑油管內(nèi)打入高壓動(dòng)力液，井底積液通過(guò)小直徑油管與普通油管之間環(huán)空舉升出來(lái)。固定閥阻止積液回流地層。通過(guò)循環(huán)，井筒中的液面逐漸降低，地層產(chǎn)出氣在不受液體侵害的情況下流到地面，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)從井筒中排出液體引起氣體流動(dòng)的目的。產(chǎn)出氣從摩阻小的套管環(huán)空生產(chǎn)出來(lái)（圖3b、3c）。

2.3 工藝特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是：（1）能有效降低井底積液，在射孔層段或其以下層段，液相已從氣相中分離，簡(jiǎn)化了地面氣液分離的難度；（2）氣體通過(guò)套管環(huán)空時(shí)的摩擦力很小，基本無(wú)環(huán)空摩損，同時(shí)不會(huì)發(fā)生柱塞失效或氣鎖現(xiàn)象；（3）對(duì)存在出砂和結(jié)蠟問(wèn)題的井也可適用；（4）不需要配套氣體壓縮機(jī)等專用設(shè)備，施工成本較低。

缺點(diǎn)是由于受小直徑油管或空心抽油桿的強(qiáng)度所限，該工藝最大下深不宜超過(guò)2 500 m。

3 應(yīng)用效果分析

選擇了同一構(gòu)造的37-3井和37-4井進(jìn)行工藝效果對(duì)比分析。37-3井油層埋深3 762 m，產(chǎn)層厚度28.9 m，儲(chǔ)層滲透率為113 mD，孔隙度15.1%；37-4井油層埋深3 760 m，產(chǎn)層厚度32.7m，儲(chǔ)層滲透率為151 mD，孔隙度21.1% 。其中37-3井位于該構(gòu)造的低部位，產(chǎn)層位置位于37-4井產(chǎn)層下部6 m處，施工前由于無(wú)產(chǎn)量關(guān)井；37-4井擁有相對(duì)較好的構(gòu)造位置，儲(chǔ)層物性也優(yōu)于37-3井，工藝施工前日產(chǎn)量2 100 m3。為了達(dá)到排水采氣的目的，37-3井采用新型低流壓、低液量深層氣井排液工藝，37-4井采用抽油泵排水生產(chǎn)工藝。2口井的生產(chǎn)曲線見(jiàn)圖4。

圖4 37-3井、37-4井生產(chǎn)曲線

37-3井由于采用新型的排水采氣技術(shù)，累積產(chǎn)量達(dá)到了928×104m3，而同期具有較好儲(chǔ)層物性的37-4井累積產(chǎn)量?jī)H為368×104m3，新工藝增加了152%天然氣產(chǎn)量。直到37-4井關(guān)井時(shí)，37-3井的日產(chǎn)量仍超過(guò)2 800 m3。

4 結(jié)論及建議

（1）針對(duì)低流壓、低液量深層氣井和中淺層氣井的井底積液?jiǎn)栴}，介紹了2種排采工藝。與其他舉升工藝相比，能夠更有效地減少液柱對(duì)儲(chǔ)層的壓力，從而大大提高了儲(chǔ)層的有效開(kāi)采時(shí)間。

（2）建議選擇合適氣田開(kāi)展規(guī)模應(yīng)用，這樣能減少地面設(shè)備重復(fù)性投入，從而有效降低成本，使開(kāi)發(fā)效益最大化。

［1］文昌玉，虞建華，燕自峰，等.泡沫排水采氣技術(shù)在塔里木油田的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2007，29（4）：100-101.

［3］賈浩民，李治，張耀剛，等.氣舉排水采氣工藝技術(shù)研究及應(yīng)用［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29（12）：35-38.

［4］魏納.排水采氣工藝技術(shù)新進(jìn)展［J］.新疆石油天然氣，2006，2（2）：78-81.

［5］張榮軍，喬康.柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2009，32（6）：118-119.

（修改稿收到日期 2013-12-15）

〔編輯 朱 偉〕

Bottom hole liquid loading and unloading technique of low flow pressure and low-liquid gas well

GUO Qun1,WANG Yanli1,ZHANG Guosheng2,WANG Junheng1,YANG Xiaofang1,HU Jintong1
（1.Petroleum Engineering Research Institute of CNPC Dagang Oilfield Company,Tianjin300280,China;2.No.1Oil Production Plant of CNPC Dagang Oilfield Company,Tianjin300280,China）

According to the bottom hole liquid loading problems of deep gas well and middle-shallow gas well and characteristics of well condition,two liquid unloading techniques of low flow pressure and low liquid loading gas wells are introduced in this paper.For deep well,the compressed nitrogen is injected regularly through the annular space of ordinary tubing and coiled tubing,thus lifting the liquid from coiled tubing.For middle-shallow gas well,the liquid is pumped to the ground through hydraulic jet pump to reduce the costs.Compared with other lifting techniques,this technique can more effectively reduce the pressure of liquid column on the producing formation.Even when the pressure of producing formation is low,the gas in the producing formation can flow into the well bore smoothly.Thus,the problems of stop production in other liquid unloading techniques when the pressure of bottom hole flow pressure is low are solved properly to increase the effective production period of reservoir bed.

Gas well;low flow pressure;low liquid;bottom hole liquid loading;water drainage and gas recovery

郭群，王艷麗，張國(guó)生，等.低流壓、低液量氣井井底積液排液工藝［J］.石油鉆采工藝，2014，36（1）：85-87.

TE375

：B

1000-7393（2014）01-0085-03

10.13639/j.odpt.2014.01.022

郭群，1973年生。1995年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)，2004年取得中國(guó)石油大學(xué)油氣井工程碩士學(xué)位，現(xiàn)從事油田采油、試油工藝技術(shù)研究和推廣工作，高級(jí)工程師。電話：022-25914220。E-mail：guo355@163.com。