15、气举快速返排技术在增产措施中的应用

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二、气举快速返排技术研究
3、KFG-25.4高压气举阀 主要性能指标
气举阀类型 规格型号 总长(mm) 最大外径(mm) 波纹管耐压(MPa) 波纹管有效面积 (mm2) 可配阀孔尺寸(mm) 适用工作筒 加工材质 主要用途 固定式气举阀 KFG-25.4-C 260 25.4 55 198 2.4、 2.8、 3.2、 4.8、 6.4、 8.0、10.0 KPX 固定式工作筒 耐高压材料 高压环境 气举排液
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二、气举快速返排技术研究
2、KPX系列整体直孔工作筒
采用防硫材料整体加工，加 工工艺要求高，主要用于65/8及以上规格套管的气举排
液。
专利名称：油气田用整体式气举阀偏心安装筒
专 利 号：ZL200620001497.X
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二、气举快速返排技术研究
TK715井酸压施工记录曲线
110 （27分后油压为手工记录） 压裂液 冻 胶 胶 凝 酸 顶替（投球） 10 9 油压(MPa) 套压(MPa) 8 排量(m3/min) 7
排量（m3/min）
90
塔河TK715井气举排液诱喷动态曲线
140 120 100 排量（m3/min） 压力（MPa）
18 16 14 12 10 8 6
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气举快速返排技术
在增产措施中的应用
吐哈石油工程技术研究院 2007.09
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汇报提纲
一、背景 二、气举快速返排技术研究 三、技术特点及主要技术指标 四、现场应用情况及效果 五、结论
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一、背景
油井增产措施主要包括压裂、酸压以及酸化。吐哈鄯善、 温米、丘陵油田属于低孔、低渗油藏，平均油藏深度为 3000m左右，地层压力维持水平较低，油井增产措施是保持 油田稳产的主要手段。为了降低压裂液和酸化反应后的残液对 油层的伤害，需要将这些入井流体及时排出。
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二、气举快速返排技术研究
3、KFG-25.4高压气举阀 KFG-25.4高压气举阀采用独特的焊 接设计和厚壁波纹管材料，配套单流阀 高到55MPa，满足
增产措施高压作业要求。
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二、气举快速返排技术研究
1、工艺设计：针对气举排液的特点，形成了设计流程。
一级阀 阀孔
气量平衡
管内梯度压 力平衡校核 ，确定有无 需要分布多 级阀
Y
排液 速度 较核
一级阀调 试压力
二级阀 深度
未级阀 深度
N
一级阀调 试压力
一级阀 深度
压力 平衡
比 较
结束
井口启 动压力
静液柱压力平衡、气体膨胀压力平衡
米），结果油井不仅无返出，还将井筒液体挤入地层，气举9小时后，由于 无效而停止作业。 6月28日应用本技术注气13小时，返出液量115m3，排后油井自喷，目 前稳定自喷产量120m3/d。 吐哈石油工程技术研究院
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三、技术特点及主要技术指标
主要技术指标：
1、管柱承受压差：100MPa 2、过流通道：62、68、76等3种规格系列 3、适用套管尺寸： 5-1/2″套管及以上 4、排液深度：取决于套管挤毁强度和气源压力； 5、排液速度：
套管尺寸 需气量（m3） 排液时间（小时） 5-1/2″ 5127 4.2 7″ 10590 8.6 9-1/2″ 26066 21.2
四、现场应用情况及效果
哈国让那若尔油田累计应用77口井，排液周期由平均8天
缩短到1-2天，缩短排液诱喷周期6-7天。其中23口井经气举排 液后自喷生产，相对于常规排液单井平均日增油量21吨，效果 非常显著。
序号 井号 高压气源 返排时间 产油量(t/d) 含水(%) 1 2 3 4 5 6 7 3410 3441 3490 3411 2555 3352 3356 平均 邻井 3408 邻井 318 邻井 2559 邻井 3408 邻井 3438 配气间 配气间 36 52 38 20 32 18 16 30.8 38 37 45 70 40 86 110 60.8 0.8 0.4 0.3 0 0.2 0.6 备注 自喷生产 自喷生产 自喷生产 自喷生产 自喷生产 自喷生产 自喷生产
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二、气举快速返排技术研究
（三）工艺技术研究
高压作业气举返排技术目的在于实现快速、大排量地掏 空井筒液体及排出地层残液。其工艺技术包括三个主要部分：
1、工艺设计：依据地面设备能力，合理设计工艺参数；
2、管柱设计：配套施工工艺管柱； 3、卸荷过程判断工艺方法。
一级阀关闭
一级阀关闭
二级阀打开
二级阀注气
二级阀关闭
三级阀打开
三级阀打开
三级阀注气
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二、气举快速返排技术研究
（四）配套工具研制 研制难点： 1、承受高压（100MPa）； 矛 盾
2、大的过流通道，与3-1/2 ″油管一致；
3、应用于5-1/2 ″套管，工具小外径。
比较项目 技术实施前 技术实施后 对比增量 1 排液周期 （d） 7 1 -6 返排率 （%） 15 56.24 31.24 增液量 3 （m /d） 9.3 19.3 10.0 增油量 （t/d） 6.5 11.6 5.1 有效期 （d） 198 327 125
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（以3000m井筒排液，地面配备1200型制氮拖车计算,初始地面套压为0）
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四、现场应用情况及效果
技术自2003年成功研制以来，先后在吐哈、塔河、长庆、
克拉玛依、胜利、玉门以及国外的让那若尔等多个油田获得
规模应用，累计应用450余井次，井口最高施工压力107MPa，
例如对于2800m井深的油井，气举采油一般需要分布7级阀，而气 举返排需要分布3—4级阀。
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二、气举快速返排技术研究
（二）气举返排系统组成
地面供气系统：提供气举返排所需连续高压气源，
供气设备主要选择制氮拖车。
井下举升系统：提供油套沟通通道和过气通道， 保证气源顺利进入油管，进行举升。
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二、气举快速返排技术研究
1、工艺设计 考虑到地面设备的性能差异和追求快速诱喷的 目的，气举排液工艺设计需要在以下几个方面进行 优化： （1）注气深度确定； （2）气举阀的分布； （3）阀孔直径； （4）气举阀调试压力确定。
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三、技术特点及主要技术指标
技术特点：
1、可实现增产措施气举排液一趟管柱； 2、使用多级气举阀，可有效降低深井排液启动压力，施工 安全可靠； 3、管柱承压能力高，配套工具过流通径大；
4、入井液返排速度快，全井返排时间为4—8小时；
5、配套防硫工具，可在含硫油井中安全应用。
压力（MPa）
70
80 60 40
50
5 4
4 20 0 2 0 160
30
3 2 1
0
20
40
60
10 -10 0 20 40 6 0 时间（min） 80 100
80 100 120 时间（min）
140
120 0
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压力（MPa）
6
3 排量（m /min）
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一、背景
室内试验表明，吐哈油田压裂形成的裂缝由于残渣堵塞 而造成的孔道损失为50%～80% ，严重削弱了压裂效果。 2002年全油田压裂液平均返排率仅为14%，单井平均日增 液为12.8m3，压裂效果并不理想。从压裂工艺分析，压裂
效果不理想的主要原因为压裂液返排率低。
2、KPX系列整体直孔工作筒 主要性能指标
规格型号 KPX-126 KPX-136 KPX-145 总长 最大外径 通径 抗内压强度 抗拉强度 (mm) (mm) （mm） （MPa） （吨） 497 690 670 126 136 145 62 68 76 100 100 100 65 94 94 联接螺纹 2-7/8UPTBG 3-1/2UPTBG 3-1/2UPTBG 适用套管内径 (mm) ≥144 ≥144 ≥157.1 适应环境 H2S≤6%，CO2≤1% H2S≤6%，CO2≤1% H2S≤6%，CO2≤1%
项目
目的不同 供气系统不同 布阀设计不同 配套工具不同
气举采油
追求油井长期稳定生产 气举采油是采用集中供气系 统，气量充足、稳定 气举采油气举阀的分布以压力 体系平衡为准则 工具承压低
气举返排
追求排液时间最短，实现短时大量排液 气举排液采用单井单泵设计原则，气量 供应受地面供气设备能力限制 考虑压力体系平衡的条件下还需考虑 气体膨胀能量的系统平衡 工具承压高（100MPa） ，过流通道大
井深 返排深度 油套管容积
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二、气举快速返排技术研究
2、管柱设计
油管 排液阀 排液阀 排液阀 油管
排液阀
排液阀
封隔器 喇叭口
喇叭口
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二、气举快速返排技术研究
3、卸荷过程判断工艺方法 使用套压阀及降套压设计方法。
一级阀注气
四、现场应用情况及效果
塔河油田累计应用278口井，最高施工压力107MPa，
最高返排率达到100%以上，有186口井酸压经气举排液后
直接自喷投产，油井诱喷时间从抽汲排液的20天缩短为不
足1天，达到了快速返排残酸的目的。
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四、现场应用情况及效果
TK715井施工最高压力达到94MPa，耗时仅2小时实现自喷， 日产油量170t。若采用抽汲诱喷作业，需耗时10天以上。
未出现管柱串漏现象，施工成功率100%，相对常规排液技
术，平均缩短排液时间3-5天，达到了快速、彻底返排的目
的，应用效果十分显著。
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四、现场应用情况及效果
吐哈油田现场应用96井次，压裂施工最高油压87MPa，
最高套压43MPa，技术应用成功率100%。有8口油井压裂后 经气举快速返排自喷，最高返排率达到92%，单井增油量比 2002年增加了5吨以上。
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一、背景
增产措施后返排残液的工艺措施有三种：不能满足油井 增产措施后残酸、残液的高效快速返排和规模推广应用。
返排方式 配套设备 抽汲返排 无气举阀气举返排 连续油管返排
主要技术特点
成本
1
抽汲装置:设备、 井下 无井下配套工具,用制氮拖车 设备：连续油管配合 工具配套简单 等从管脚直接注气， 配套设备 制氮拖车 简单。 排 液 速 度 低 , 约 排液启动压力高，安全性差； 返排效率高,速度快， 20m3/d，时间长， 无 返排时间长；局限性大，不适 但安全性相对较差。 法满足快速返排的要 合带封隔器作业的井下管柱 求。 和深井对设备压力等级要求 高。 费用昂贵,无法实现 成本高 成本较低 规模推广应用
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二、气举快速返排技术研究
1、KPX-115双偏心高压工作筒
总长：860mm； 外径：115mm；
过流通道：68mm；
抗内压强度：100 MPa； 抗拉强度：90t；
两端连接螺纹：3-1/2 UP TBG；
适应套管内径：≥121.4mm。 专利名称：一种油气田用双偏心固定式井下控制工具 专 利 号：ZL200320100404.5 吐哈石油工程技术研究院
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四、现场应用情况及效果
2007年6月该技术在玉门油田开展6口井应用，4口井恢复 了自喷生产，单井最高产油量123m3/d ，平均单井产油量72.5 m3/d 。
以青2-44井为例，该井新井投产无油气显示，后进行合层酸化，原油
替液，还形成倒吸。后又采用压风机从管脚直接气举，由于井深（4717
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二、气举快速返排技术研究
（一）技术原理
在增产措施管柱上分布多
级气举阀，利用气举采油的原
理实现低压系统条件下快速返
排残液，是气举采油技术在新
领域的扩展应用。
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二、气举快速返排技术研究
气举排液技术原理与连续气举采油卸荷过程类似