羅 威 姚 堅(jiān) 馮建設(shè) 趙彬彬 謝向威 張 敏

(1. 長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院 湖北武漢 430100； 2. 中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司氣舉試驗(yàn)基地多相流研究室 湖北武漢 430100；3. 中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司油氣工藝研究院 陜西西安 710018；4. 中國(guó)石油塔里木油田分公司勘探事業(yè)部 新疆庫(kù)爾勒 841000；5. 中國(guó)石油西部鉆探工程有限公司試油公司 新疆克拉瑪依 834000)

氣舉設(shè)計(jì)方法不僅是氣舉工藝現(xiàn)場(chǎng)順利實(shí)施的保障[1]，而且是氣舉工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)[2]。氣舉降壓設(shè)計(jì)方法[3-10]和氣舉變流壓設(shè)計(jì)方法[3]是氣舉采油常用的2種設(shè)計(jì)方法，尤其是氣舉降壓設(shè)計(jì)方法應(yīng)用最為廣泛，但這2種氣舉設(shè)計(jì)方法均有一定的局限性。氣舉降壓設(shè)計(jì)適用于有較充足地面注氣壓力的情況，具有便于從地面識(shí)別出哪一級(jí)氣舉閥工作和便于在地面進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點(diǎn)，且氣舉降壓設(shè)計(jì)生產(chǎn)較變流壓設(shè)計(jì)生產(chǎn)穩(wěn)定，但沒(méi)有氣舉變流壓設(shè)計(jì)可達(dá)注氣深度大。而氣舉變流壓設(shè)計(jì)不具有能從地面識(shí)別出哪一級(jí)氣舉閥工作和能在地面進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點(diǎn)，且氣舉變流壓設(shè)計(jì)生產(chǎn)沒(méi)有降壓設(shè)計(jì)生產(chǎn)穩(wěn)定，但能充分利用地面注氣壓能，較氣舉降壓設(shè)計(jì)可達(dá)注氣深度大。

由于世界石油需求量的持續(xù)增加，易開(kāi)發(fā)區(qū)塊或油田越來(lái)越少，而且隨著開(kāi)發(fā)技術(shù)(深井鉆井技術(shù)、水平井技術(shù)、大型壓裂技術(shù))的進(jìn)步，人們逐漸將目光投向開(kāi)發(fā)難度大的海上油田和埋藏較深的陸上油田，更加關(guān)注稠油、低滲、特低滲和頁(yè)巖氣等非常規(guī)油藏的開(kāi)發(fā)，因此深井越來(lái)越多的進(jìn)入到開(kāi)發(fā)的行列。氣舉采油技術(shù)作為應(yīng)用最為廣泛的人工舉升技術(shù)之一，面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)為深井氣舉、深氣舉老井挖潛等如何盡可能發(fā)揮地面可提供的注氣壓能、提高氣舉系統(tǒng)效率成為亟需解決的技術(shù)問(wèn)題，如讓那若爾油田氣舉老井加深注氣深度挖潛[11-12]，復(fù)雜多層深井快速返排[13]等。與最常用的降壓設(shè)計(jì)工藝技術(shù)相比，將氣舉降壓設(shè)計(jì)方法和氣舉變流壓設(shè)計(jì)方法進(jìn)行結(jié)合組成一種能提高氣舉舉升深度和排采能力的新型混合氣舉工藝技術(shù)既具有增加注氣深度、增強(qiáng)排采能力，又具有便于地面判斷工作閥的級(jí)次、氣舉生產(chǎn)穩(wěn)定和控制氣舉閥開(kāi)閉狀況等優(yōu)點(diǎn)，其適用范圍亦包含氣舉降壓設(shè)計(jì)和氣舉變流壓設(shè)計(jì)工藝技術(shù)的適用范圍，能較好地滿足此類(lèi)技術(shù)問(wèn)題的需要，并已有成功應(yīng)用先例[13]。盡管如此，對(duì)新型混合氣舉方式的應(yīng)用及研究較少，特別是其工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法。筆者開(kāi)展將氣舉變流壓設(shè)計(jì)方法和降壓設(shè)計(jì)方法組合成新型混合氣舉方式的工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法研究，以期為該類(lèi)混合氣舉方式完井管柱優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)，進(jìn)而在油氣田中推廣應(yīng)用。

1 新型混合氣舉方式物理模型

Pohler 等[13]提出了將氣舉變流壓設(shè)計(jì)與降壓設(shè)計(jì)工藝技術(shù)進(jìn)行組合形成一種能提高氣舉舉升深度和排采能力的新型混合氣舉工藝技術(shù)，該技術(shù)已在油田作業(yè)后的快速返排中得到成功應(yīng)用，且避免了注氣壓力直接作用于地層，減少了對(duì)地層產(chǎn)生的傷害。因此，氣舉變流壓設(shè)計(jì)與降壓設(shè)計(jì)方法組合成的新型混合氣舉方式可以在實(shí)際油、氣井系統(tǒng)中達(dá)到快速生產(chǎn)或排液目的。新型混合氣舉方式的特點(diǎn)是在某一深度以上采用氣舉變流壓設(shè)計(jì)布置相應(yīng)的油壓閥，在該深度以下采用氣舉降壓設(shè)計(jì)布置相應(yīng)的套壓閥，由于用途不同，該深度上下的注氣通道和生產(chǎn)通道的類(lèi)型、尺寸可以不同，如圖1所示。

圖1 新型混合氣舉方式快速返排管柱示意圖Fig .1 Schematic diagram of rapid back-flow string by using a new compound gas lift method

筆者以常用的半閉式管柱正舉氣舉(圖1中封隔器以上為正舉)為研究對(duì)象得到了新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)中的流動(dòng)通道大小可根據(jù)目標(biāo)油井不同井段實(shí)際配置情況進(jìn)行設(shè)置(若是油管，則流動(dòng)通道尺寸為油管內(nèi)徑；若是環(huán)空流道，則流動(dòng)通道尺寸可配置為與其等效的油管內(nèi)徑)，既能滿足不同尺寸油管組合配置生產(chǎn)或排液需要，又能滿足不同舉升方式管柱組合配置生產(chǎn)或排液需要。

2 新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法

結(jié)合氣舉變流壓設(shè)計(jì)方法和氣舉降壓設(shè)計(jì)方法，根據(jù)U形管原理和氣舉井卸載基本原理，給出了新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法。

2.1 設(shè)計(jì)方法

新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)需要知道不同類(lèi)型閥分界線的深度，假設(shè)分界線的深度為hboundary，可根據(jù)油井實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。如復(fù)雜多層深井快速返排[13]，為了防止注入高壓氣體直接作用于地層造成儲(chǔ)層傷害，分界線深度就需要設(shè)定在所有層位之上；對(duì)于分界線深度沒(méi)有特殊要求且未知的，則可以根據(jù)不同分界線深度的設(shè)計(jì)方案優(yōu)選出最優(yōu)方案。首先采用氣舉變流壓設(shè)計(jì)方法計(jì)算各級(jí)閥深度，從上往下，若所有閥深度小于hboundary，則采用變流壓設(shè)計(jì)方法進(jìn)行閥深度和參數(shù)設(shè)計(jì)；若某一級(jí)閥深度大于hboundary，則從該級(jí)閥開(kāi)始的后續(xù)閥深度和參數(shù)設(shè)計(jì)采用氣舉降壓設(shè)計(jì)方法，但須注意該級(jí)閥與上一級(jí)閥設(shè)計(jì)參數(shù)之間的銜接。

1) 第1級(jí)閥深度設(shè)計(jì)。

頂部第1級(jí)閥深度計(jì)算是氣舉設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，其設(shè)計(jì)深度不僅會(huì)影響到后續(xù)閥的設(shè)計(jì)深度，也會(huì)影響到整口井的布閥級(jí)數(shù)，特別是對(duì)于深井和需要增加注氣深度的井來(lái)說(shuō)更加重要。若第1級(jí)閥不能充分利用注氣壓能，則會(huì)影響整個(gè)氣舉設(shè)計(jì)對(duì)注氣壓能的充分利用。因此，第1級(jí)閥深度設(shè)計(jì)需要更精確的設(shè)計(jì)方法[8-10]，以盡可能充分發(fā)揮地面注氣壓能。氣舉降壓設(shè)計(jì)和氣舉變流壓設(shè)計(jì)的第1級(jí)閥深度的精確設(shè)計(jì)方法相同，具體計(jì)算流程如圖2所示。

圖2 第1級(jí)閥深度設(shè)計(jì)流程圖Fig .2 Flow chart of the first stage valve depth design

2) 第1級(jí)閥參數(shù)設(shè)計(jì)。

若閥深度小于hboundary，則第1級(jí)閥采用變流壓設(shè)計(jì)，即

(1)

ptc1=pd1=ptf1

(2)

ptro1=pd1Ct1/(1-R1)

(3)

式(1)～(3)中：pto1為第1級(jí)閥閥門(mén)打開(kāi)所需油管壓力，MPa；pd1為第1級(jí)閥處閥封包壓力，MPa；R1為第1級(jí)閥閥座面積與閥風(fēng)包有效總面積之比；poperating為地面可提供操作注氣壓力，MPa；rg為氣柱壓力梯度，MPa/m;h1為第1級(jí)閥深度，m；ptc1為第1級(jí)閥閥門(mén)關(guān)閉所需油管壓力，MPa；ptf1為第1級(jí)閥的轉(zhuǎn)移油壓，MPa；ptro1為第1級(jí)閥試驗(yàn)架打開(kāi)壓力，MPa；Ct1為第1級(jí)閥氮?dú)獾臏囟刃Ｕ禂?shù)。

若閥深度大于hboundary，則第1級(jí)閥及后續(xù)閥均采用降壓設(shè)計(jì),即

pvo1=poperating

(4)

pvc1=(pvo1+h1rg)(1-R1)+ptmin1R1-h1rg

(5)

ptro1=(pvc1+h1rg)Ct1/(1-R1)

(6)

hi=(hi-1rs+psoi-ptmin(i-1)-Δp)/(rs-rg)

(i≥2)

(7)

psoi=pvc(i-1)(i≥2)

(8)

pvci=pvc(i-1)-Δp(i≥2)

(9)

pvoi=(pvci+hirg-ptminiRi)/(1-Ri)-hirg

(i≥2)

(10)

ptroi=(pvci+hirg)Cti/(1-Ri) (i≥2)

(11)

式(4)～(11)中：pvo1為第1級(jí)閥地面打開(kāi)壓力(套壓)，MPa；pvc1為第1級(jí)閥地面關(guān)閉壓力，MPa；ptmin1為第1級(jí)閥最小流壓，MPa；psoi為第i級(jí)閥設(shè)計(jì)深度的地面注氣壓力，MPa；pvoi為第i級(jí)閥地面打開(kāi)壓力，MPa；ptmin(i-1)為第i-1級(jí)閥處最小流壓，MPa；Ri為第i級(jí)閥閥座面積與閥風(fēng)包有效總面積之比；pvci為第i級(jí)閥地面關(guān)閉壓力，MPa；Δp為閥間壓降，MPa；ptroi為第i級(jí)閥試驗(yàn)架打開(kāi)壓力，MPa；Cti為第i級(jí)閥氮?dú)獾臏囟刃Ｕ禂?shù)。

3) 其他各級(jí)閥深度及閥參數(shù)設(shè)計(jì)。

若第i級(jí)閥深度小于hboundary，則采用變流壓設(shè)計(jì),即

hi=(hi-1rs+poperating-ptf(i-1)-Δp)/(rs-rg)

(i≥2)

(12)

(13)

ptci=pdi=ptfi(i≥2)

(14)

ptroi=pdiCti/(1-Ri) (i≥2)

(15)

式(12)～(15)中：ptoi為第i級(jí)閥閥門(mén)打開(kāi)所需油管壓力，MPa；pdi為第i級(jí)閥處閥封包壓力，MPa；hi為第i級(jí)閥深度，m；ptci為第i級(jí)閥閥門(mén)關(guān)閉所需油管壓力，MPa；ptfi為第i級(jí)閥的轉(zhuǎn)移油壓，MPa；

若第i級(jí)閥深度大于hboundary，則采用降壓設(shè)計(jì),即

hi=(hi-1rs+psoi-ptmin(i-1)-Δp)/(rs-rg)

(i≥2)

(16)

若第i級(jí)閥為第1級(jí)套壓控制閥，則設(shè)計(jì)參數(shù)為

psoi=poperating(i≥2)

(17)

pvoi=poperating(i≥2)

(18)

pvci=(pvoi+hirg)(1-Ri)+ptminiRi-hirg

(i≥2)

(19)

ptroi=(pvci+hirg)Cti/(1-Ri) (i≥2)

(20)

那么，第i+1級(jí)及之后的套壓控制閥設(shè)計(jì)參數(shù)為

pso(i+1)=pvci(i≥2)

(21)

pvc(i+1)=pvci-Δp(i≥2)

(22)

pvo(i+1)=(pvc(i+1)+hi+1rg-ptmin(i+1)Ri+1)/

(1-Ri+1)-hi+1rg(i≥2)

(23)

ptro(i+1)=(pvc(i+1)+hi+1rg)Ct(i+1)/(1-Ri+1)

(i≥2)

(24)

2.2 設(shè)計(jì)流程和優(yōu)化方法

2.2.1設(shè)計(jì)流程

假設(shè)不同類(lèi)型閥分界線的深度為hboundary，以給定目標(biāo)注氣量為例給出的新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)流程如下：

1) 首先根據(jù)油井無(wú)阻流量將最大產(chǎn)量進(jìn)行n次等量遞減，產(chǎn)量從大到小分別為Q1、Q2、Q3、…、Qn(n最大可取15)。

2) 選擇產(chǎn)量Q1，在給定目標(biāo)注氣量下，利用多相管流計(jì)算方法，以井口油壓pwh為起始點(diǎn)自上而下進(jìn)行計(jì)算，得到油井最小生產(chǎn)油壓線。

3) 由地面可提供操作注氣壓力poperating開(kāi)始，根據(jù)環(huán)空氣柱計(jì)算方法得環(huán)空氣柱梯度，環(huán)空氣柱壓力分布線與最小生產(chǎn)油壓線的交點(diǎn)即為平衡點(diǎn)。

4) 考慮過(guò)閥壓差，根據(jù)設(shè)定的最小過(guò)閥壓差Δp，將環(huán)空氣柱壓力分布線向左移Δp，與最小生產(chǎn)油壓線的交點(diǎn)即為目標(biāo)注氣點(diǎn)。若目標(biāo)注氣點(diǎn)深度大于最大限制深度，則以最大限制深度為目標(biāo)注氣點(diǎn)；反之，則目標(biāo)注氣點(diǎn)深度不變。

5) 以井口油壓pwh+0.2poperating為起始點(diǎn)，目標(biāo)注氣點(diǎn)為終點(diǎn)，得到設(shè)計(jì)油壓線。

6) 根據(jù)前述方法計(jì)算第1級(jí)閥和后續(xù)閥的深度及參數(shù)。

7) 每計(jì)算出1個(gè)閥的深度后，與注氣點(diǎn)深度進(jìn)行比較，若第i級(jí)閥深度hi>h注氣點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行以下判定:①如果hi-h注氣點(diǎn)<1 m時(shí)，即停止計(jì)算，則第i級(jí)氣舉閥剛好落在注氣點(diǎn)上，h注氣點(diǎn)深度即為第i級(jí)氣舉閥布閥深度。②如果hi-h注氣點(diǎn)>1 m時(shí)，將上一級(jí)閥深度hi-1與注氣點(diǎn)深度進(jìn)行比較，如果|hi-1-h注氣點(diǎn)|≥hmin(最小閥間距)，則注氣點(diǎn)作為最后一級(jí)閥(第i級(jí)閥)布閥深度；如果|hi-1-h注氣點(diǎn)|

8) 確定出所有閥深度和設(shè)計(jì)參數(shù)后，從目標(biāo)注氣點(diǎn)開(kāi)始利用多相管流計(jì)算方法自上往下計(jì)算到井底，得到對(duì)應(yīng)井底流壓pwf1，記錄下此時(shí)的井底流壓pwf1和Q1。

9) 選取產(chǎn)量Q2、Q3、…、Qn，重復(fù)步驟1～8，得到一系列井底流壓pwf2、Q2，…,pwfn、Qn，即可繪制出該井的流出動(dòng)態(tài)曲線。

10) 根據(jù)該井的流入動(dòng)態(tài)曲線繪制出油井的IPR曲線，流入動(dòng)態(tài)曲線與流出動(dòng)態(tài)曲線的交點(diǎn)即為該井的協(xié)調(diào)產(chǎn)量Q，該產(chǎn)量下所對(duì)應(yīng)的布閥設(shè)計(jì)即是在目標(biāo)注氣量條件下的氣舉設(shè)計(jì)。

2.2.2優(yōu)化方法

從上述新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)方法可知，若不考慮經(jīng)濟(jì)因素(使用閥的多少)，那么在同等條件下存在最優(yōu)分界線hboundary使新型混合氣舉方式氣舉設(shè)計(jì)能達(dá)到注氣深度最深和氣舉產(chǎn)量最高。因此，新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)優(yōu)化方法具體如下。

1) 分界線hboundary取從深度為0到深度為井深H的一系列從小到大的值。

2) 依次選取其中1個(gè)分界線值，按照前述方法進(jìn)行新型混合氣舉方式布閥設(shè)計(jì)，記錄對(duì)應(yīng)目標(biāo)注氣深度和產(chǎn)量。

3) 分界線所有取值都計(jì)算完成后，選擇目標(biāo)注氣深度最大和產(chǎn)量最高的2個(gè)分界線值組成一個(gè)新的區(qū)間，如果區(qū)間上下限差值不在允許誤差范圍內(nèi)，則分界線hhoundary取這個(gè)區(qū)間的一系列從小到大的值；如果區(qū)間上下限差值在誤差允許范圍內(nèi)，則跳到步驟5結(jié)束。

4) 重新回到步驟2。

5) 當(dāng)前分界線值即為最優(yōu)分界線值，對(duì)應(yīng)布閥設(shè)計(jì)為同等條件下新型混合氣舉方式的最優(yōu)布閥設(shè)計(jì)。

3 實(shí)例分析

基本參數(shù)：油藏深度3 768 m，油藏壓力17.24 MPa，油藏溫度84 ℃，產(chǎn)液指數(shù)115.3 m3/(d·MPa)，井口壓力2.41 MPa，氣油比107 m3/m3，含水5%，溶解氣密度0.84 kg/m3，原油密度910 kg/m3，地層水密度1 020 kg/m3，油管內(nèi)徑0.076 m，套管內(nèi)徑0.162 m，地溫梯度0.02 ℃/m，井液壓力梯度1.05 MPa/100 m，假設(shè)井液在井口位置。

注氣參數(shù)：?jiǎn)?dòng)壓力12 MPa，可提供操作壓力10 MPa，目標(biāo)注氣閥最小注氣壓差0.7 MPa(其他卸載閥注氣壓差0.5 MPa)，閥間注氣壓降0.25 MPa。

現(xiàn)有φ25.4 mm和φ38.1 mm系列氣舉閥，采用φ5.4 mm系列閥進(jìn)行氣舉設(shè)計(jì)與采用φ8.1 mm系列閥進(jìn)行氣舉設(shè)計(jì)差別不大(其差別產(chǎn)生的影響可參考文獻(xiàn)[8])，因此本文以φ5.4 mm系列閥為例進(jìn)行新型混合氣舉方式氣舉設(shè)計(jì)。

假設(shè)目標(biāo)注氣量范圍為5 000～60 000 m3/d時(shí)，分界線hhoundary范圍為0～3 768 m，采用新型混合氣舉方式進(jìn)行氣舉設(shè)計(jì)，并與2種常用設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表1。以注氣量為5 000 m3/d、分界線深度為2 500 m時(shí)的新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)為例，其氣舉設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3。

表1 3種氣舉方式氣舉設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比統(tǒng)計(jì)表Table 1 Design results comparison statistics of three gas lift methods

圖3 新型混合氣舉方式氣舉設(shè)計(jì)圖(注氣量為5 000 m3/d、 分界線深度為2 500 m)Fig .3 Gas lift design has been drawn by the new compound gas lift method(the gas injection volume and the boundary depth are 5 000 m3/d and 2 500 m)

從表1可以看出：

1) 同一注氣量條件下，注氣深度越大，對(duì)應(yīng)產(chǎn)量越高。

2) 當(dāng)hboundary為0或小于第1級(jí)閥深度時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果為降壓氣舉設(shè)計(jì)結(jié)果，得到的注氣深度和產(chǎn)量最?。划?dāng)hhoundary為井深或大于最后一級(jí)閥深度時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果為變流壓氣舉設(shè)計(jì)結(jié)果，得到的注氣深度和產(chǎn)量大多數(shù)是最大，但也有注氣深度和產(chǎn)量不是最大的情況。如注氣量為5 000 m3/d時(shí)，由于降壓設(shè)計(jì)采用最小油壓線布置閥深，變流壓設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)油壓線布置閥深，而同一深度最小流壓小于設(shè)計(jì)油壓，同等注氣壓力條件下降壓設(shè)計(jì)布置的閥間距大于變流壓設(shè)計(jì)布置的閥間距，在不小于最小閥間距要求下采用降壓設(shè)計(jì)有時(shí)達(dá)到注氣深度更深，產(chǎn)量更高。

3) 隨著分界線深度的變大，注氣深度和產(chǎn)量不是總在變大。如注氣量為30 000～60 000 m3/d，分界線深度由1 500 m變到2 000 m時(shí)，注氣深度和產(chǎn)量反而變小，原因是隨著分界線深度的增加，閥的總數(shù)不變，油壓閥增多，套壓閥減少，而同等條件下降壓設(shè)計(jì)(套壓閥)布置的深度比變流壓設(shè)計(jì)(油壓閥)布置的深度要大，因此有可能出現(xiàn)注氣深度和產(chǎn)量不增反降的情況。當(dāng)閥的總數(shù)不變，油壓閥增多，套壓閥減少，注氣深度和產(chǎn)量也有出現(xiàn)增加的情況(如分界線深度由1 000 m變到1 500 m時(shí))。

4) 新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)方法的注氣深度和排采能力介于降壓設(shè)計(jì)方法和變流壓設(shè)計(jì)方法之間，注氣量為5 000 m3/d時(shí)則超過(guò)變流壓設(shè)計(jì)方法(分界線為3 000 m時(shí)新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)的注氣深度最深，產(chǎn)量最大，超過(guò)了同等注氣量條件下的變流壓設(shè)計(jì))。新的設(shè)計(jì)方法具有降壓設(shè)計(jì)方法的所有優(yōu)點(diǎn)，即具有便于地面判斷工作閥級(jí)數(shù)、氣舉生產(chǎn)穩(wěn)定和地面能控制氣舉閥開(kāi)閉狀況等優(yōu)點(diǎn)，相比原有的2種氣舉設(shè)計(jì)方法均具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。

5) 分界線深度在2 500 m以上時(shí)，氣舉閥總的數(shù)量快速增加，主要是油壓閥快速增加，油井開(kāi)采成本增加，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中需與經(jīng)濟(jì)因素相結(jié)合進(jìn)行綜合考慮，確定氣舉閥布置上限個(gè)數(shù)，從而選擇出經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)的分界線深度進(jìn)行氣舉設(shè)計(jì)。

由圖3可知，新型混合氣舉方式上面使用油壓控制閥時(shí)套壓不會(huì)降低，直到下面使用套壓控制閥時(shí)套壓才會(huì)根據(jù)壓降設(shè)計(jì)值逐級(jí)下降，這表明新型混合氣舉方式充分利用了地面注氣壓力，同等注氣壓力和注氣量條件下增加了注氣深度和產(chǎn)量，提高了注入氣體的利用率，即提高了氣舉系統(tǒng)效率。

4 結(jié)論

根據(jù)新型混合氣舉方式物理模型，從新型混合氣舉方式的工作原理出發(fā)，給出了該新氣舉方式的設(shè)計(jì)方法、流程和優(yōu)化方法，并通過(guò)實(shí)例計(jì)算，與氣舉壓降設(shè)計(jì)、氣舉變流壓設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得到了如下認(rèn)識(shí)：

1) 與降壓設(shè)計(jì)和變流壓設(shè)計(jì)方法相比，新型混合氣舉方式設(shè)計(jì)方法的注氣深度和排采能力介于降壓設(shè)計(jì)方法和變流壓設(shè)計(jì)方法之間，甚至有可能超過(guò)變流壓設(shè)計(jì)方法，不僅注氣深度增加，排采能力增強(qiáng)，而且還具有降壓設(shè)計(jì)方法的所有優(yōu)點(diǎn)，即具有便于地面判斷工作閥級(jí)數(shù)、氣舉生產(chǎn)穩(wěn)定和地面能控制氣舉閥開(kāi)閉狀況等優(yōu)點(diǎn)，相比原有的2種氣舉設(shè)計(jì)方法均具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。但當(dāng)分界線深度大于一定值后，氣舉閥總的數(shù)量快速增加，主要是油壓閥快速增加，油井開(kāi)采成本增加，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中需與經(jīng)濟(jì)因素相結(jié)合進(jìn)行綜合考慮，確定氣舉閥布置上限個(gè)數(shù)，從而選擇出經(jīng)濟(jì)效果最優(yōu)的分界線深度進(jìn)行氣舉設(shè)計(jì)。

2) 新型混合氣舉方式上面使用油壓控制閥時(shí)套壓不會(huì)降低，直到下面使用套壓控制閥時(shí)套壓才會(huì)根據(jù)壓降設(shè)計(jì)值逐級(jí)下降，這表明該新型氣舉方式充分利用了地面注氣壓力，提高了氣舉系統(tǒng)效率。