气举采油知识介绍
气举
Ab:气举阀波纹管的有效面积，mm2；
气 举 阀 调 试 台
地面调试台第一级气举阀的打开压力
Ct1:-第一级阀深度处的温度下，以20℃为基准温度的 氮气压力修正系数
因此，地面调试台第一级气举阀的打开 压力与油、套压之间的关系如下：
流压（流温）梯度分析法
通过分析实测流压流温梯度资料，可以判断各级工作阀的位置 以及确定油管漏失，凡尔损坏或多点注气的现象；流温梯度测量可 确定出工作凡尔的位置或油管的漏失位置。
井筒中的压力分布
油管压力 套管压力
注气点
平衡点
油管内压力以 注气点为界，注气 点以上由于注入气 进入油管而增大了 气液比，故压力梯 度明显低于注气点 以下梯度。
0 1 2 3 4 5 6 7 8
H(m)
多点注气
H(m)
管脚注气（封隔器坐封不严）
5 6 7 8 9
9
MPa
500 1000 1500 2000 2500 3000
0
1
2
3
4
MPa
500 1000 1500 2000 2500 3000 H(m)
0.1Mpa/100m
0.95Mpa/100m
油管漏失
5、气举采油的局限性：
必须有充足的气源；
一次性投资高，但维护费用少；
适用于一个油田或一个区块集中生产，不适宜分 散开采； 安全性较其他采油方式差。
6、气举采油有哪几种工作方式？
气举采油
连续气举
间歇气举
常规间歇气举
柱塞气举
球塞气举
பைடு நூலகம்
7、连续气举
《气举采油原》课件
对油田进行地质勘探，确定气举采油井位 ，设计气举采油方案，进行气举采油施工 ，并对气举采油效果进行监测和评估。
案例二：某油田气举采油技术应用效果分析
总结词
技术应用效果、经济效益分析、存在问题 与解决方案
技术应用效果
通过气举采油技术的应用，油田采收率得 到显著提高，生产成本得到有效降低，提 高了经济效益。
气举采油定义
气举采油是指利用高 压气体将原油从油井 中举升至地面进行采 收的过程。
气举采油具有较高的 采收率和较低的能耗 ，是油田开采的重要 技术之一。
气举采油适用于各种 类型的油藏，特别是 深井和海上油田。
气举采油原理
高压气体注入井筒后，通过气体膨胀对原油产生举升力，使原油从井底流到地面。
气举采油过程中，需要控制注入气体的压力和流量，以保持稳定的举升效果。
《气举采油原》ppt课件
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 气举采油概述 • 气举采油技术 • 气举采油设备 • 气举采油工艺流程 • 气举采油案例分析
目录
CONTENTS
01
气举采油概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
气举采油工艺流程优化
总结词
提高采收率
详细描述
通过对气举采油工艺流程的优化，可以提高油田的采收率。优化措施包括改进 举升方式、调整注气量、优化排量分配等，以达到提高采收率和降低生产成本 的目的。
气举采油工艺流程改进建议
总结词
提高效率和安全性
详细描述
针对现有气举采油工艺流程存在的问题和不足，提出改进建议。改进建议包括提高设备效率、降低能耗、优化控 制系统、加强安全防护措施等，以提高气举采油工艺的效率和安全性。
气举采油原理参考资料
气举采油原理一、气举采油基本原理当地层能量不能将液体举升到地面或满足不了产量要求时，人为地把高压气体（天然气、N2、CO2）注入井内，依靠气体降低举升管中的流压梯度（气液混合物密度），并利用其能量举升液体的人工举升方法。
气举采油是基于“U”型管原理，通过地面向油套环空（反举）或油管（正举）注入高压气体，使之与地层流体混合，降低液柱密度和对井底的回压（井底流压），从而提高油井产量。
气举分为连续气举和间歇气举。
连续气举是将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。
适应于供液能力较好、产量较高的油井。
间歇气举是向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。
主要用于油层供给能力差，产量低的油井。
气举采油产的井口和井下设备比较简单，管理比较方便，液量变化范围大，对于深井、油气比较高，出砂严重的井、斜井等较泵举方式更具优势。
但气举采油方式要求有充足的高压气源，气举井的井底回压较高，而且注入气的温度较低，会引起井筒结蜡。
二、气举启动气举采油的工作情况可以用环形进气的单层管方式加以说明。
停产时环空液面下降到油管鞋气体进入油管油井停产时，油管与套管的液面处于同一高度，当开始注气时，环形空间内的液面被挤压向下，环空中的液体进入油管，油管内液面上升。
在此过程中，注气压力不断升高，当环形空间内的液面下降到油管鞋时，注气压力达到最大，称为启动压力。
当压缩气体从油管鞋进入油管时，使油管内的油气混合，密度降低，液面不断上升，直至喷出地面。
环形空间继续进气，混合气液的密度越来越低，油管鞋处的压力急剧下降，此时井底压力和注气压力也急剧下降。
当井底压力低于地层压力时，地层流体进入井底。
由于底层出油使油管内的混气液密度又有增加，所以注气压力又有上升，经过一段时间后趋于稳定，此时井口的注气压力称为工作压力。
气举井启动时的压缩机压力随时间的变化曲线环空液面到达管鞋，油管内液面情况环空气体到达管鞋，液面已经到达井口，这种情况所需的启动压力最大，可以按下式估算： 环空气体到达管鞋(环空液体完全压入油管，忽略地层进液)，油管液面未到达井口，这时启动压力可以按下式估算：环空气体到达管鞋(环空液体完全压入地层)，油管液面不变，这时启动压力最小，可以按下式估算：故气举系统启动压力范围为： 三、气举阀由于气举启动压力较高，压缩机的额定输出压力较高。
气举采油方法资料
气举动态曲线
产 液 量
P GLR
给定注气量
极限注气量 注气量
流入动态曲线
不同气液比下的产量和流 压关系曲线
Q
气举井管理
◆施工管理 --重点工序要求旁站监督，严把作业施工质量； ◆投产管理 --保证油井投产安全，顺利卸荷,严格控制投
产程序和卸荷速度；
◆生产管理 ----生产资料录取 气举井故障排除 生产工况分析诊断, 注气量调配、清蜡等
连续气举的卸荷过程
2、间歇气举
间歇气举主要分为常规间歇、柱塞间歇、球塞间歇等几类，其主要原理为： 地面间歇注气，实现油井间歇生产。
特点：
1、降低液体滑脱损失，减少注气量； 2、适应低产井、高含水井气举（产量<20m3/d) 。
四、气举采油采用什么样的 管柱结构？
出油 出油 进气 进气 进气
连续气举
需要经过油 1 产液量 >20 m3/d的井应采用连续气举。 田开发经济 技术论证 设计注气压力与油井地质特征和地面增压
2
装置的能力相匹配。
二、基础数据及来源
1 油井数据：
a) c) e） g） i） j） l） m） 油层中部深度，m ； b) 油层静压，MPa ； 静液面深度，m ； d） 地层水密度，kg/m3 ； 原油密度，kg/m3 ； f） 油井含水率，% ； 生产油压，MPa ； h） 产液指数，m3/(MPa· d) 压井液压力梯度，MPa/m ； 井口温度，℃ ； k） 井底温度，℃ ； 地层气液比，m3/m3 ； 设计日产液量，m3/d 。
② 气举节点系统分析优选参数
流入：地层＋注入气 流出：油管 用于分析油管尺
QGI
qL qL pwf
寸、出油管线、注气
气举采油设计方法
一、气举采油的概念气举采油是依靠地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面的一种采油方式。
二、气举采油的方式气举采油主要分为连续气举、间歇气举、腔式气举和柱塞气举四类。
（1）连续气举方式连续气举是连续不断往井下注气，使油井持续稳定生产。
连续气举适应产能较高的油井，产量可以适应16m3/d~11924m3/d。
连续气举生产管柱可以分为开式管柱、半开式管柱和闭式管柱，如图1所示。
对于开式管柱而言，可以环空注气，油管采油。
也可以是油管注气，环空采油。
图1 气举管柱的类型（2）间歇气举方式间歇气举是间断地把气体注入油井中，通过气举阀进入油管，把气举阀上面的液柱段举升到地面。
间歇气举可以是半开式或闭式，一般采用闭式作为间歇气举。
间歇气举由于具有单流阀可以达到很低的井底流压，一般适应于低压低产井，产量从d ~80 m3/d。
（3）腔式气举方式腔式气举是一种特殊的间歇气举，主要应用于低产能井。
腔式气举的生产管柱下面有一个集液腔包，以便有足够的液柱，如图2所示。
它的排液和举升与间歇气举相似。
不同的是当气举工作阀打开时，气体把腔包的液体往下推，由于下面有单流阀，迫使液体进入油管，气体把这段液柱举升到地面。
这时地面控制阀（连续气举不存在）关闭，工作阀也关闭。
环空（腔包）通过泄压孔与油管压力平衡，防止气锁，这样腔包压力下降，单流阀打开，地层液体进入腔包。
该过程不断循环进行腔式间歇气举。
图2 腔式气举生产管柱图3 柱塞气举生产管柱（4）柱塞气举方式柱塞气举就是在举升的气体和液柱之间增加一个固体柱塞，防止液柱滑脱，以提高举升的效率。
此外，柱塞气举还能起到油管清蜡的作用。
柱塞气举把气体注入环空中，通过气举阀注入在柱塞下面，把柱塞上面的液柱举到地面。
当柱塞到达地面时，与防喷器顶针相撞时，柱塞中间的阀门打开，柱塞上下压力平衡，由于重力作用，柱塞落到油管下面。
采油工程自喷及气举采油
采油工程自喷及气举采油1. 简介采油工程是指利用各种工程措施将地下的石油资源开采到地面并加以处理的技术与工程。
自喷和气举采油是采油工程中常用的两种方法。
本文将对自喷和气举采油的原理、应用以及优缺点等进行介绍和分析。
2. 自喷采油自喷采油是指利用地下原有的能量将石油推到井口的采油方法。
其原理是通过人工注入压缩空气或其他气体到油层中，产生气体压力使石油从油井中自行流出。
2.1 原理自喷采油的原理基于气体流体动力学。
当气体注入到油层中时，由于压力差，气体会形成气体圈，在注气点周围的石油被压力推动，从油井中流出。
这种方法不仅可以提高石油的产量，还可以减少地面处理设备的使用。
自喷采油广泛应用于含水高、油藏压力低的油田。
通过注气增加油井的压力，提高油井产量。
自喷采油技术广泛应用于陆上和海上油田，尤其在海底油田中更有明显优势，可以减少地表设备的使用和对海洋环境的影响。
2.3 优缺点自喷采油的优点包括：提高产量、节约能源、减少设备成本、减少环境污染等。
缺点包括：需人工控制注气量、注气管道易发生堵塞、对油藏压力依赖较大等。
3. 气举采油气举采油是指通过注入压缩气体到油井中，利用气体的浮力将石油推至井口的采油方法。
与自喷采油不同的是，气举采油是通过气体的浮力来推动石油的上升。
3.1 原理气举采油的原理基于气体浮力和液体静压力之间的平衡。
在油井中注入压缩气体后，气体在井筒中产生浮力，将石油推向井口。
这种方法适用于油层厚度小、黏度大、含水率低的油田。
气举采油广泛应用于粘度高的胶状油藏和凝析油田。
通过注入压缩气体，可以减少石油的粘度，使其更容易被推至井口。
气举采油在油田开发中有着广泛的应用前景。
3.3 优缺点气举采油的优点包括：节约能源、提高产量、减少油井堵塞风险等。
缺点包括：对气体的流量和压力有较高要求、井下设备投资较大、油井产量下降后需要额外措施等。
4. 结论自喷和气举采油是采油工程中的两种常用技术。
自喷采油通过注气增加油藏压力，将石油推至井口；气举采油则通过注入压缩气体，利用浮力将石油推至井口。
气举采油法的名词解释
气举采油法的名词解释气举采油法是一种常用于油田开发的提升技术。
通过注入气体（通常是天然气）到井底，形成气体泡沫，在地层中产生压力，推动原油流向井口，从而实现油藏中的原油提升。
这种方法不仅可以提高油田开采效果，还能有效降低开采成本，因此在油田行业得到广泛应用。
一、气举采油法的工作原理气举采油法的工作原理是利用注入的气体产生的泡沫使原油浮起，并形成一定的压力推动原油流向井口。
在注入气体的过程中，气泡与原油颗粒相互作用，形成气油两相流，提高了原油的可流动性和提升效果。
当气体进入井底时，由于温度和压力的变化，气体溶解在原油中，形成气泡。
这些气泡会上升到地层中，进一步推动原油的流动。
同时，气泡与原油颗粒摩擦产生的涡流作用也可以将原油从低渗透地层中提取出来。
二、气举采油法的优点和应用1. 提高采油效率：气举采油法能够有效地提高原油的采收率，尤其对于高粘度或高凝固点的油田来说效果显著。
通过注入气体并形成气泡，原油的流动性得到改善，可以将更多的原油从地层中提取出来。
2. 降低开采成本：相比于传统的水驱或蒸汽驱采油法，气举采油法的投入成本相对较低。
注入气体所需要的设备和维护成本较低，节约了油田开发的经济成本。
3. 适用广泛：气举采油法适用于不同类型的油藏，包括低渗透、高粘度、高凝固点等。
而且，与其他采油方法相比，气举采油法对油藏的压力要求较低，从而可以开发更多的次生油藏。
4. 环保和可持续：相比于传统的提升方法，如水驱或热力驱动采油法，气举采油法无需使用大量的水或能源资源。
这使得气举采油法更加环保和可持续，符合可持续发展的理念。
三、气举采油法的挑战和发展趋势1. 气体选择和输送：气举采油法中，选择合适的气体以及其输送的方式对于提升效果至关重要。
目前的技术仍然存在着选择气体和管道输送的一些局限性，未来需要不断改进和创新。
2. 气油相互作用的复杂性：气体与原油在地层中相互作用的过程涉及多种物理和化学现象，如气泡形成、油水界面张力等。
气举采油
1 油井连续稳定生产。连续气举适应产能较高的油井。连续气举有好几级气举
阀，当气体从环空注入时，所有气举阀打开，环空液体从每一级气举阀进入 油管，当第一级气举阀露出液面，气体进入第一级气举阀，产能增大。当液 面往下推，第二级气举阀露出液面，气体同时进入第一第二级气举阀，环空 压力下降，这时第一级气举阀关闭。随着液面往下移直到气体从注气工作阀 进入油管。只有底部工作阀打开注气，其它阀门都处于关闭状态，才算完成
② 井底流压：气举采油必须具有一定的井底流压，不能象其他人工举升
方法一样达到最低井底流压。对于低压井可能不适应。 ③ 开采稠油和乳化液的油井不适应于气举采油。
气举分类
气举井简单介绍
重点介绍连续气举和间歇气举。 ① 连续气举顾名思义是连续不断往井下注气，使油井持续稳定生产。连续气举 是通过注入气体与井中的液体混合，气体不断膨胀，降低液体密度，从而使
气举井简单介绍
气举阀的结构和工作原理
气举阀的结构：气举阀有很多类型，但气
1 举阀的结构基本相同。气举阀主要由阀
体、风包、球和球座、单流阀和上下密
封圈组成。
气举阀工作原理：气举阀其实是一个注气 调节阀，是无量级可调的气嘴，它与孔 板固定气嘴不同。它不仅与上、下游压 力有关，而且与风包压力有关，它通过 球的开启度来控制注气量的大小。这是 气举阀和固定嘴子的孔板的不同之处。
有不当之处请提出宝贵意见
谢 谢！
连续气举从排液到稳定生产的全过程。
② 间歇气举是间断地把气体注入油井中，通过气举阀进入油管，把气举阀上面 的液柱段举升到地面。间歇气举可以是半开式或闭式（有封隔器和单流阀） 。
气举井简单介绍
连续气举的排液过程示意图 1
气举启动
气举启动时压缩机压力变化
气举采油
pi 1 p max pt (i 1)
pi 1 10 1 g
四、 连续气举设计
1. 气举井内的压力及其分布（如图11-31所示 ）
1）套管内的气柱静压力近似直线分布，即
p g ( x) p c 0 (1
gsc gTsc x
p sc Tav Z av
)
(11-35)
带有封隔器的管柱称为半闭式管柱，它既可用于 连续气举，也可用于间歇气举。这种管柱虽然克服了开 式管柱的某些缺点，但对于间歇气举仍不能防止大量注 入气进入油管后，通过油管对地层的作用。
(3) 闭式管柱
闭式管柱，是在半闭式管柱的油管底部加单流阀， 以防止注气压力通过油管作用在油层上。闭式管柱只适 用于间歇气举。此外，还有一些特殊的气举装置，如用 于间歇气举的各种箱式(腔式)及柱塞气举装置等。
L1 g ≥ p e
≥ h' 1 g
式中 p e ——气举时的启动压力，Pa；
1 ——井内液体密度，kg/m3；
L——油管长度，m
三、 气举阀及其下入深度
在压缩机的额定工作压力有限的情况下，为实现气举就 需降低启动压力。最常用的是在油管柱上装设气举阀。
1. 气举阀工作简况
p wf p wh G Duf H gi G Ddf ( H 0 L)
5）平衡点套压与注气点油管内压力之差Δp是为了保证 注入气通过工作阀进入油管并排出注气点以上的井内 液体。
2. 限定井口油压和注气量条件下注气点深度和 产量的确定
连续气举设计的内容是很丰富的，这里仅以限定井口 油压和注气量条件下确定注气点深度和产量为例，来 说明气举设计方法及其与节点系统分析的联系。在有 些情况下并不规定产量，而是希望在可提供的注气压 力和注气量下，尽量获得最大可能的产量，其确定注 气点深度及产量的步骤如下所述(图11-32)。
气举采油
当p油(Ab-Av)+p套Ab>
pbAb
凡尔打开注气 当p油(Ab-Av)+p套Ab<
13
pbAb
14
15
问：如何计算凡尔的开启压力和关闭的压力？
2．工作条件下凡尔的开启压力pop
凡尔开启压力——指凡尔将要开启瞬间凡尔处的套 管压力。 试图打开凡尔的力 F0=p0p(Ab-Av)+ptAb 保持凡尔关闭的力 Fc=pbAb 压力平衡： pop(Ab-AV)+ptAv＝pb Ab
(2-106)
TEF── 油管效率系数(可根据气举阀的结构查表)。
17
3．工作条件下凡尔关闭压力
凡尔关闭压力 pvc——指凡尔即将关闭瞬间凡尔处 的套管压力。 压力平衡： pvc(Ab-AV)+ pvc Av＝pb Ab
pvc ＝pb
(2-107)
* 由上式可看出，凡尔关闭压力仅与封包内的压力 有关，与油管压力无关。
10
讨论： *当静液面接近井口， h* ≈ L(液体不被挤入油层)
′ pe = pe max = 9.8 Ld r
*若油层渗透性好,环形空间被挤压的液体全
部Hale Waihona Puke 油层吸收′ pe′ = pe min = 9.8h d r
*
′ pe 式中：
── 最大启动压力，kPa； L ── 油管长度，m； ′ pe′ ── 最小的启动压力，kPa。
11
′ ′ pe′ ≤ pe ≤ pe
pe 越大， pe 与工作压力的差值较大。
问：如何减少pe与po的差值？
三、气举阀(气举凡尔) 气举阀相当于在油管上开设的一个智能孔眼。 1、 气举阀的结构及工作原理
气举采油
气举采油当油层能量不足以维持油井自喷时，为使油井继续出油，人为地将天然气压入井底，使原油喷出地面，这种采油方法称为气举采油法。
一、气举采油原理1、气举采油原理气举采油原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，从而将井筒内流体举出。
2、气举方式（1）气举按注气方式可分为连续气举和间歇气举。
连续气举就是从油套环空（或油管）将高压气体连续地注入井内，排出井筒中的液体。
连续气举适用于供液能力较好、产量较高的油井。
间歇气举就是向油套环空内周期性地注入气体，气体迅速进入油管内形成气塞，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体的一种举升方式。
间歇气举主要用于井底流压低，采液指数小，产量低的油井。
（2）气举方式根据压缩气体进入的通道分为环形空间进气系统和中心进气方式系统环形空间进气是指压缩气体从环形空间注入，原油从油管中举出；中心进气方式与环形空间进气方式相反3、井下管柱按下入井中的管子数量，气举可分为单管气举和多管气举。
（1）开式管柱。
它只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井。
（2）半闭式管柱。
它既可用于连续气举，也可用于间歇气举。
（3）闭式管柱。
闭式管柱只适用于间歇气举。
二、气举启动压力1、气举启动过程开动压风机向油、套管环形空间注入压缩气体，环形空间内液面被挤压向下，油管内液面上升，在此过程中压风机的压力不断升高。
当环形空间内的液面下降到管鞋时，如图2—39（b）所示，压风机达到最大的压力，此压力称为气举井的启动压力随压缩气进入油管，使油管内原油混气，因而使油管内混合物的密度急剧减小，液面不断升高直至喷出地面，如图2—39（c）所示。
油管鞋压力急剧降低，此时，井底压力及压风机压力亦迅速下降。
当井底压力低于油层压力时，液体则从油层流入井底。
由于油层出油使油管内混气液体的密度稍有增加，因而使压风机的压力又有所上升，直到油层的油和环形空间的气体以不变的比例进入油管后压力趋于稳定，此时压风机的压力称为工作压力。
气举采油
中心管进气时， 中心管进气时，被举升的液体在环形空间 的流速较低，其中的砂易沉淀、蜡易积聚， 的流速较低，其中的砂易沉淀、蜡易积聚，故 常用环形空间进气的举升方式。 常用环形空间进气的举升方式。 2. 井下管柱 井下管柱 按下入井中的管子数气举可分为单管气举 和多管气举。 和多管气举。 多管气举可同时进行多层开采， 多管气举可同时进行多层开采，但其结构 复杂、钢材消耗量多，一般很少采用。 复杂、钢材消耗量多，一般很少采用。 简单而又常用的单管气举管柱有开式、 简单而又常用的单管气举管柱有开式、半 闭式和闭式三种。 闭式和闭式三种。
(1) 第一个阀的下入深度H gv 第一个阀的下入深度 I 1) 井中液面在井口附近，在注气过程中途即溢出井 口时，可由下式计算阀Ⅰ的下入深度 H I = p max − 20 gv ρ1 g 减20 m是为了在第一个阀内外建立0.2 MPa的压差，以保证气体进入阀Ⅰ。 2) 井中液面较深，中途未溢出井口时，可由下式计 2 算阀Ⅰ的下入深度: p max d ti 式中 H sl ——气举前井
气点深度线C的交点，即为各个产量所对应的注气 点 a 、a 、 3 …和注气深度 H gi1 、 gi 2 、 gi 3 …。 H a H
1 2
4) 从每个产量对应的注气点压力和深度开始，利用多 相管流压力梯度公式根据地层生产气液比向下计算每 个产量对应的注气点以下的压力分布线 A1 、 、 … A2 A3 及井底流压 p wf 1 、 wf 2 、 p wf 3 …。 p 5) 在IPR曲线(图11-33)上，根据上述计算结果绘出产量 与计算流压的关系曲线(油管工作曲线)，它与IPR曲线 的交点所对应的压力和产量，即为该井在给定注气量 和井口油管压力下的最大产量q和相应的井底流动压力， 亦即协调产量和流压。根据给定气量和协调产量q可计 算出相应的注入气液比，进而计算出总气液比。
人工举升理论第19讲 气举采油
，在机采方式中仅次于电潜泵采油法居第二位。俄罗斯的气举采油主
要用于开采高产井，气举井的最高产液量达1430t/d，气举管柱的最大 下深为2000—3500m。
气举采油技术概述
国内外气举发展史
国内气举发展史
20世纪80年代，我国首先在辽河、中原油田相继采用了气举采油
技术，取得了良好效果；
至90年代，先后在新疆的吐哈油田和塔里木轮南油田开展气举技 术的研究及应用，随后四川威远气田将气举采油技术应用于排水采
按安装方式
绳索投入式
固定式
气 举 阀 分 类
封包充气阀 按加压元件 弹簧加压阀 充气与弹簧联合加压阀 套压控制阀 油压控制阀
按压力敏感程度
连续气举采油技术
连续气举优化设计
气举设计是根据油井的生产能力和供气压力、供气量等
参数，在气体能量利用率高的条件下，使油井配产达到要求。
已知参数包括：产量（或注气量）、注气压力、井口压 力、油井流入动态等 设计内容包括：气举点深度、注气量（或产量）、气举 阀个数、位置及孔径等 连续气举设计方法主要包括定产量设计和定注气量设计。 两种设计方法都要给定井口油管压力的值。
注气点 平衡点
D-L
曲线A沿平衡点上移0.5MPa左右（用于克服阀 阻力），对应的深度即为注气点深度；
假设一组注气量，计算总气液比，从注气点向 上利用多相管流计算油管压力分布曲线Di，找 到与给定井口压力相等的井口油管压力，其对 应的注气量即为所求注气量。
A pr Pwf
定产量设计示意图
连续气举采油技术
人工举升理论
第19讲 气举采油
吴晓东
1
气举采油技术概述
2
连续气举采油技术
3
气举采油原理资料课件
CHAPTER 02
气举采油原理
气举采油的物理原理
01
气举采油的基本概念
气举采油是指利用高压气体将原油从井口举升至地面的过程。高压气体
通过注入井筒，在油藏中形成低压区，使原油被举升至地面。
02 03
气举采油的优势
气举采油能够有效地解决油井结蜡、油层压力低等问题，提高油井产量 和采收率。同时，气举采油操作简单，适用范围广，能够满足不同类型 油气藏的开采需求。
气举采油的经济评价与风险评估
经济评价
对气举采油的投入产出进行经济评价，根据经济效益的大小来优化设计方案。
风险评估
对气举采油过程中可能面临的风险进行评估，如气价波动、油价波动、储层变 化等，为决策提供参考。
CHAPTER 05
气举采油实例分析
某油田A区块的气举采油实例
区块概况
该区块位于某盆地南部，面积约 为10平方公里，地质条件较为复 杂，储层非均质性较强，渗透率
气举采油原理资料课 件
目录
• 气举采油概述 • 气举采油原理 • 气举采油工艺流程 • 气举采油优化设计 • 气举采油实例分析 • 气举采油的未来展望与研究方向
CHAPTER 01
气举采油概述
气举采油的定义
01
气举采油是指利用高压气体将原 油从井口推向地面的采油方式。
02
高压气体是通过压缩机或天然气 等方式注入井口，使原油能够从 井筒中流出并被收集。
高压高温下的气举采油技术
针对高压高温下的气举采油技术的研究也是未来 的重要研究方向之一。
3
气举采油过程中的多相流问题
多相流问题是气举采油过程中的重要问题，也是 未来的研究方向之一。
气举采油的环保与节能问题探讨
气举采油
3）闭式气举 由于装有封隔器和油管部固定阀，气举逐 步建立上部，气举阀打开到底部固定阀关 闭，防止高压注入气体进入油层，而特别 是井底流压低的井更要装固定阀。当停产 后，油管内液柱也不回落压入地层，称为 闭式， 应用:仅实用于间歇气举。
二、气举采油过程及压缩机压力变化
1、气举过程，图3—2 停产时井筒内液面为静 液面高h，气举开始向井 内注汽，环空液面降低 到油管鞋时，油管中液 柱上升△h，当连续向井 内压入气体时，气体经 管鞋进入油管使油管内 液体混气，并被举升出 井。连续供气，则气举 已建立。
1 h1 Hg 2 Hg1 ( Pa2 Pt1 ) g Pa2 Pt1 Hg 2 Hg1 10 g
式中 △h1—第1阀进气后，环空液面继续下降的距 离，m； Pa2—阀工环空处压力，Pa； Pt1—阀1油管内压力，Pa。 减10m为在阀2处，阀内的建立100kPa压差，确 保阀2气体进入。 同理第i级阀：
H gi Hg(i 1)
P(i 1)
g
10
式中 Hgi—第三级阀安装深度，m； Hg（i-1）—第i-1级阀的安装深度，m; △P（i-1）—第i级阀的最大关闭压差，Pa; Pt（i-1）—第i-1—阀油管内可能达最小压 力。 注意：不同气举阀，打开内处压差不同， 减去的数值不同。
四、腔式气举 1、腔室气举是一种闭式间歇气举。腔室气举时， 注入气进入腔室后位于被举升液体之上，在注入 气进入油管前，液体段塞的速度就已经达到或接 近举升速度了，从而可以减少注入气的窜流，减 少了注入气损失。 2、应用：特别适用于低产及低压高产井，是气 举装置最终采竭低压井的一种方法。 3、优点：在同一井口，采用腔室气举，比采用 常规气举达到更低的井底平均流动压力，因而生 产压差也更大，减少注入气损失，用气量少，防 水在产层的积聚。 4、腔室气举的不足：产量与间歇井一样受限等
气举采油原理
气举采油原理一、气举采油基本原理当地层能量不能将液体举升到地面或满足不了产量要求时，人为地把高压气体（天然气、N2、CO2）注入井内，依靠气体降低举升管中的流压梯度（气液混合物密度），并利用其能量举升液体的人工举升方法。
气举采油是基于“U”型管原理，通过地面向油套环空（反举）或油管（正举）注入高压气体，使之与地层流体混合，降低液柱密度和对井底的回压（井底流压），从而提高油井产量。
气举分为连续气举和间歇气举。
连续气举是将高压气体连续地注入井内，排出井筒中液体。
适应于供液能力较好、产量较高的油井。
间歇气举是向井筒周期性地注入气体，推动停注期间在井筒内聚集的油层流体段塞升至地面，从而排出井中液体。
主要用于油层供给能力差，产量低的油井。
气举采油产的井口和井下设备比较简单，管理比较方便，液量变化范围大，对于深井、油气比较高，出砂严重的井、斜井等较泵举方式更具优势。
但气举采油方式要求有充足的高压气源，气举井的井底回压较高，而且注入气的温度较低，会引起井筒结蜡。
二、气举启动气举采油的工作情况可以用环形进气的单层管方式加以说明。
停产时环空液面下降到油管鞋气体进入油管油井停产时，油管与套管的液面处于同一高度，当开始注气时，环形空间内的液面被挤压向下，环空中的液体进入油管，油管内液面上升。
在此过程中，注气压力不断升高，当环形空间内的液面下降到油管鞋时，注气压力达到最大，称为启动压力。
当压缩气体从油管鞋进入油管时，使油管内的油气混合，密度降低，液面不断上升，直至喷出地面。
环形空间继续进气，混合气液的密度越来越低，油管鞋处的压力急剧下降，此时井底压力和注气压力也急剧下降。
当井底压力低于地层压力时，地层流体进入井底。
由于底层出油使油管内的混气液密度又有增加，所以注气压力又有上升，经过一段时间后趋于稳定，此时井口的注气压力称为工作压力。
气举井启动时的压缩机压力随时间的变化曲线 环空液面到达管鞋，油管内液面情况环空气体到达管鞋，液面已经到达井口，这种情况所需的启动压力最大，可以按下式估算：环空气体到达管鞋(环空液体完全压入油管，忽略地层进液)，油管液面未到达井口，这时启动压力可以按下式估算：()e L p g h h ρ=+∆221ci ti D h hd ⎛⎫∆=- ⎪⎝⎭22cie L L tiD p g h gLd ρρ=≤停产时h油管液面到井口L油管液面未到井△hh油管液面不变D ci d tihp op epte L p L gρ=环空气体到达管鞋(环空液体完全压入地层)，油管液面不变，这时启动压力最小，可以按下式估算：故气举系统启动压力范围为：三、气举阀由于气举启动压力较高，压缩机的额定输出压力较高。
气举采油
三、气举启动
(1)启动过程
①当油井停产时，井筒中的积液将
不断增加，油套管内的液面在同一
位置，当启动压缩机向油套环形空 间注入高压气体时，环空液面将被 挤压下降。
气举井（无气举阀）的启动过程 a—停产时
②如不考虑液体被挤入地层，环空中的 液体将全部进入油管，油管内液面上升 。随着压缩机压力的不断提高，环形空 间内的液面将最终达到管鞋（注气点） 处，此时的井口注入压力为启动压力。
(4) 油井生产条件：出砂、结蜡等情况 (5) 流体物性：饱和压力、地面原油密度、水的密度、天 然气的相对密度、地面原油粘度、表面张力 (6) 地面管线和分离器数据：地面管线尺寸及长度、分离器 压力
2.气举井内的压力分布计算
①套管内的静气柱压力分布(近似于直线)： go gxT0 p g ( x) p so (1 ) p0Tav Z av ②油管内的压力分布以注气点为界，
* Pe h g
一般情况下，气举系统的启动压力介于 P e 之间。 e 和 P
四、气举阀
(一）气举阀工作原理
气举生产过程中，由于启动压力较高，这就要求压缩 机额定输出压力较大，但由于气举系统在正常生产时，其 工作压力比启动压力小得多，势必造成压缩机功率的浪费， 增加投入成本。为了降低压缩机的启动压力与工作压力之 差，必须降低启动压力。
第二种情况：不考虑液体被挤入地层，其静液面接近井 口，环形空间的液面还没有被挤到油管鞋时，油管内的 液面已达到井口，液体中途溢出井口。此时，启动压力 就等于油管中的液柱压力:
Pe Lg
第三种情况：当油层的渗透性较好，且被挤压的液面下降 很缓慢时，从环形空间挤压出的液体有部分被油层吸收。
在极端情况下，液体全部被油层吸收，当高压气到达油管 鞋时，油管中的液面几乎没有升高。在这种情况下，启动 压力由油管中静液面下的沉没深度确定，即：
气举采油方法
qL
最经济产量
经济注气量
单位注气增量举升原油所获得利润，恰好 等于该单位增注的气体成本，此时的总气液比 就是最经济气液比，对应注气量为最经济注气
量。
qinj
实例：确定注气点深度
③ 确定注气点
平衡点：流压梯度线和注 气压力梯度线相交的点。
pt
pko
注气点：注入气进入油管
的位置，工作阀下入深度 Δp工作压差，指注气点处 油管和套管内压力之差， 一般取0.5～0.7MPa
（1）气举设计基本资料
地层参数
油气井IPR曲线、地层压力、地温及地温梯 度，含水率、地层气液比； 井筒及生产条件 井深、油套管尺寸、地面出油管线长度及尺 寸、分离器压力、井口压力、注气设备能力； 流体物性
油、气、水高压物性资料；
（2）确定气举方式
连续气举 从油套环空（或油管）将高压气连续地注入井内， 使油管（或油套环空）中的液体充气以降低其密度，从 而降低井底流压，排出井中液体的一种人工举升方式。 间歇气举
连续气举的卸荷过程
2、间歇气举
间歇气举主要分为常规间歇、柱塞间歇、球塞间歇等几类，其主要原理为 ：地面间歇注气，实现油井间歇生产。
特点：
1、降低液体滑脱损失，减少注气量； 2、适应低产井、高含水井气举（产量<20m3/d) 。
四、气举采油采用什么样的 管柱结构？
出油 出油 进气 进气 进气
连续气举
向油套环空内周期性地注入高压气体，气体迅速进 入油管内形成气塞，将停注期间井中的积液推至地面的 一种人工举升方式。 对于低压低产能的井通常采用间歇气举，同时从技 术和经济方面进行综合考虑。
（3）确定气举装置类型
① 开式 缺点：
低产井，注入气从油管鞋窜
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气举阀。
气举采油知识介绍
气举阀
• 套压控制阀结构及工作原理
打开阀的力：Fo=pc(Ab-Ap)+ptAp 充TE气F为室油保管持效阀T应E关F（=闭tAupb的/i（n力gAeb：－ffeFAcctp）=）p系dA数b ，表征 当阀对Fo油≥F压c时的，敏感阀性打。开； 开令启R=瞬Ap间/AbF，o=则FTcE，F=则R/(1-R) 因此pd套Ab压=欲pv打o(A开b-阀A的p)+压p力tA可p 以表示为： 套压p欲vo=打pd开/(1阀-R的)-p压tT力EF为
p
安装气举阀
pe
pe* po t
① 所需启动压力更低； t1 t2 ② 卸载过程更稳定； ③ 安装气举阀（下封隔器）所需卸载时间更长； ④ 安装气举阀一般要求控制较低的注气速度，以免刺坏
气举阀。
气举采油知识介绍
气举启动
气举阀卸载过程
气举采油知识介绍
➢ 气举阀
气举阀
气举阀工作原理：
当高压气体注入油套环空，气体从阀孔进入油管，使阀孔上部油管 内混合液密度降低，油套环空中的液体进入油管，其液面也随之降低， 当油管内压力降到某一界限时，阀孔关闭，高压气体推动环空液面下降 到第二个阀孔。依此类推，直到油套环空的液面下降至油管管鞋（工作 阀），油井正常生产——降低启动压力。
气举阀下入深度应遵循两个原则： 必须充分利用压缩机具有的工作能力；必须在最大可能的深度上安
装，力求下井阀数最少、下入深度最大。
气举采油知识介绍
气举阀
气举阀分类： ① 按压力控制方式分节流阀、气压阀或称套压操作
阀、液压阀或称油压操作阀和复合控制阀。 ② 按气举阀在井下所起的作用分卸载阀、工作阀和
底阀。 ③ 按气举阀自身的加载方式分充气波纹管阀和弹簧
10.7MPa/3万方可 打开第三级气举阀
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
➢ A2hSa井近期平台测试数据
上图为平台手动调节多路阀稳定后，8月10日至17日每天各几个小时的测试数据。数据显
示，在注气压力9.5MPa，注气量20000m3/d左右，每天的产液量260m3/d，井口油压4.5MPa
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
含水上升，地层压力下降后如何保持产量？？？
A2hSa井油藏指标预测数据如下表所示：
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
含水上升，地层压力下降后如何保持产量？？？
根据油藏指标预测数据，对2011年12月底，地层静压15.1MPa，含水0.1％进行分析。
阀上移和多点注气现象，使气举效率降低。
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
实际注气压力/注气量高于设计值的原因剖析？？？
➢ A2hSa井－小结1
1、井温梯度影响气举的关键因素之一，实际井温高于设计值。在温度高的 情况下，原设计注气压力条件下，工作阀将无法打开，注气阀是上一级气举 阀，注气深度将无法到达，产量低、效率低。
地面设备复杂，一次性投资大 注入气体的冷却作用，会引起结蜡
气举采油知识介绍
气举采油原理
➢ 气举分类
按注气方式
连续气举 间歇气举
按进气的通路 按气举管柱结构
油套环空进气(正举)
油管进气(反举)
单管气举 多管气举
开式气举 半闭式气举 闭式气举
气举采油知识介绍
气举启动
➢ 气举的启动压力与工作压力
高压气体
根据油藏指标预测数据，对2012年12月底，地层静压13.5MPa，含水31.2％进行分析。
井口压力按3.7MPa考虑，10.7MPa/3 万方打开第五级气举阀，产液190m3/d。 随含水继续上升，地层压力进一步下 降，将无法满足油藏配产。
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
降低井口油压是增加油井产量的有效办法：如下图按2MPa的井口油压计算得到注 气压力、注气量与产液量的关系。——外输问题？？
度无法达到，产量低，效率低。
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
实际注气压力/注气量高于设计值的原因剖析？？？
➢ 生产油压数据的影响
A2hSa井气举阀设计预测生产压力
A2hSa井流压梯度数据
设计、实测与计算温度对比
软件拟合跟实测流压值吻合很好，但 与原设计预测值差别很大。
当实际产能高、生产压力高于设计值时，高的油管压力就会造成进气量不够、套压增加、工作
8.5MPa可打开 第三级气举阀 9.5MPa可打开 第四级气举阀
10.5MPa可打开 第五级气举阀
气举采油知识介绍
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/22
气举采油知识介绍
高压气体
混气液
气举采油知识介绍
气举启动
➢ 气举启动时压缩机压力变化
①随着压缩机注气压力的升高，环空液
Hale Waihona Puke 面下降至管鞋（注气点）处，此时的井
口注入压力为启动压力。
p
问题：启动压力较高，压 缩机的额定输出压力较高 。工作压力比启动压力小 得多，造成压缩机功率的 浪费，增加投入成本。
pe
②当高压气体进入油管后，由于油管内 混合液密度降低，井底流压将不断降低。
pvo=(pdAb-ptAp)/(Ab-Ap)
pd Ab
pc pt
pc Ap
气举采油知识介绍
影响气举生产的因素
➢ 影响气举生产的因素分析
油井产能、地层压力：关键性因素，是气举设计的依据。 油井温度：影响着气举阀封包的压力值。当油井实际温度小于设计值时，封包
压力低，排液阀不关闭，造成多点注气，浪费注气压力资源；当油井实际 温度高于设计值时，工作阀无法打开，注气深度无法达到，产量低，效率 低。 井口压力：影响注气压力、注气深度或油井产量。 注气压力：注气压力越高，注气深度就越大，用较少的气量就可获及较好的产 量，气举效果好但成本高。 注气量：当注气量无法满足设计气量时，产量不能满足要求，严重时造成间歇 注气。 气举阀：主要是节流压力的影响。
气举采油知识介绍
2020/11/22
气举采油知识介绍
气举井生产系统分析及管理
➢ 气举采油原理 ➢ 气举启动 ➢ 气举阀 ➢ 影响气举生产的因素分析 ➢ 涠西南油田气举应用情况
气举采油知识介绍
气举采油原理
➢ 气举采油原理
气举是人工举升方式的一种， 当地层能量不能将液体举升到地面或 满足不了产量要求时，人为地把高压 气体（天然气、N2、CO2）注入井内， 依靠气体降低举升管中的流压梯度 （气液混合物密度），并利用其能量 举升液体的人工举升方法。
2、油藏供液能力对气举生产也有很大影响，根据测试数据，A2hSa井实际 产能比预测产能高（以前类比PI值63m3/d/MPa，实测300m3/d/MPa以上）， 生产油压高于设计计算值，使打开气举阀的套压增加，同时造成工作阀上移， 气举效率降低。
3、A2hSa井在生产时第二级气举阀打开的同时，第一级气举阀并未关闭， 处于全开状态，造成多点进气，气举效率低。
A1hSa井流压梯度图
A2hSa井流压梯度图
气举采油知识介绍
涠西南油田气举应用情况
➢ 涠洲6-1油田气举动态分析——问题的提出
2、随着地层压力的下降，含水率的上升，该如何优化气举工作制度，保持油井的稳产， 满足油藏产量要求？
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
➢ A2hSa井基础数据 A2hSa井油藏数据对比
气举采油知识介绍
涠西南油田气举应用情况
➢ 涠洲6-1油田气举动态分析——问题的提出
1、2010年7月26日至8月8日，WZ6-1-A1hSa/A2hSa井进行了气举工作制度优化测试， 根据流压梯度测试：A1hSa井注气压力9.2～9.3MPa、注气量25000m3/d，A2hSa井注 气压力9.5MPa、注气量25000m3/d，只能打开第二级气举阀注气生产；而原始设计参 数均为注气压力8MPa、注气量10000m3/d；两者差别很大，其原因是什么？
注气压力10MPa，注气量 18000m3/d，产液量200m3/d, 满足油藏增产要求。
井口油压按3.7MPa计算
注气压力9.5MPa，注气量 26000m3/d，产液量200m3/d, 同样满足油藏增产要求。
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
含水上升，地层压力下降后如何保持产量？？？
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
实际注气压力/注气量高于设计值的原因剖析？？？
➢ 井温梯度数据的影响
A2hSa井气举阀设计温度值
A2hSa井流温梯度数据
设计、实测与计算温度对比
软件计算气举阀处油温与实测值吻合很好，说 明软件分析是正确的，但与原设计值差别很大。
当实际井温高于设计值时，原设计注气压力将无法打开工作阀，注气阀是上一级阀门，注气深
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
➢ A2hSa井基础数据
气举阀设计数据
气举阀实际下入数据
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
➢ A2hSa现有气举阀管柱下注气压力与注气量分析
9.5～10.5MPa，注气量 相同，产液量一致，第 二级气举阀注气生产
9.1MPa/3万方可打 开第二级气举阀
左右；与软件分析结果基本吻合。
气举采油知识介绍
WZ6-1-A2hSa井气举分析
实际注气压力/注气量高于设计值的原因剖析？？？
➢ A2hSa井气举诊断
对流压梯度测试时的工作制度
进行气举诊断