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<
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pbAb
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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)。
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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。
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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。
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′ ′ 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
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pb>p波屈，波登管变形，当pb达到一定值时阀球坐在阀座上
保持凡尔关闭的力：
pbAb
试图打开凡尔的力： p油(Ab-Av)+p套Ab
2
3
气举采油的优点 （1）灵活性 气举采油可以适应的产量变化范围非常宽广。95—1590m3/d， 这样大的产量变化范围，这是其它人工举升方法无法达到的。这 一点特别适应于海上油田生产，因为海上油田的探井少，对油藏 认识浅，当实际油藏动态与预测相差较远时，其它人工举升方法 无法进行，而需要起油管柱，重新设计。而气举采油可以通过调 节注气阀深度、注气量、注气压力来适应于不同产量的要求，而 不需起油管柱。 （2）作业费低
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4.工作压差（即凡尔的距） 凡尔的距——凡尔开启压力与凡尔关闭压力 之差，是表征封包式凡尔工作特性的一个主 要参数。
pb − p t R ∆p = pop − pvc = − pvc （2-108） 1− R
而pvc=pb
R ∆p = ( pb − pt ) = TEF ( pb − pt )（2-109） 1− R
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（3）适应性
气举采油可以适应于大角度斜井、狗腿角大的井、出砂井、高 气油比油井、结蜡结垢井。
气举采油本身的局限性 （1）气源：气举采油必须要有足够气量以支撑整个 生产过程。 （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。
气举采油完井管柱在完井时，下入井中。当油井产量下降时可以利 用钢丝绳作业更换气举阀，继续进行气举采油。随着含水上升，地层 压力下降，通过加深注气阀的深度和提高注气量来增加油井产量。这 种作业不需起管柱，不需要增加井下设备，费用低，整个作业费大大 低于常规起油管柱作业。根据南海油田经验，如果设计合理，同一生 产管柱，可以适应于油田的整个开发期而不需要起油管柱。
*凡尔的距随油管压力的增大而减小。
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讨论： 当pt＝pb时，最小距=0 当pt＝0时，最大距 = TEFpb *凡尔的距还与油管效应有关，由于TEF随面 积比R（或凡尔孔径）增大而增大，故增大 凡尔孔径可明显地提高凡尔的距。
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(二)气举阀排液过程
如图2 20所示 气举前井筒充满液体， 所示。 如图 2 - 20 所示 。 气举前井筒充满液体 ， 静液面下的气 举阀在没有内外压差的情况下全部开启， 套管窜通。 举阀在没有内外压差的情况下全部开启，油、套管窜通。气 举时，气体进入套管环形空间，挤压液面降到阀I 举时，气体进入套管环形空间，挤压液面降到阀I时，气体 通过阀孔进入油管，使阀I以上的油管内液柱充气， 通过阀孔进入油管 ，使阀I以上的油管内液柱充气，油管内 压力降低，相应的环形空间液面继续下降，如图2-20(a)所 压力降低， 相应的环形空间液面继续下降， 如图2 20( a)所 示。 当环形空间液面降到第二个阀时， 当环形空间液面降到第二个阀时，气体通过此阀进入油 使管内液柱混气并举升阀以上油管内的液体。随着阀Ⅱ 管，使管内液柱混气并举升阀以上油管内的液体。随着阀Ⅱ 投入工作的瞬间，气体由两个阀进入油管，进气量增大， 投入工作的瞬间，气体由两个阀进入油管，进气量增大，管 外环形空间内压力开始降落，使阀Ⅰ关闭，气体只经过阀Ⅱ 外环形空间内压力开始降落，使阀Ⅰ关闭，气体只经过阀Ⅱ 进气，如图2 20(b)所示 所示。 进气，如图2-20(b)所示。 20(c)表示环形空间液面继续下降 最末一级阀Ⅲ 表示环形空间液面继续下降， 图2-20(c)表示环形空间液面继续下降，最末一级阀Ⅲ露出 液面投入工作，此时阀Ⅱ关闭。气体通过阀Ⅲ 液面投入工作，此时阀Ⅱ关闭。气体通过阀Ⅲ维持油井正常 生产。 生产。
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④在设计图上，画上两条线： 在设计图上，画上两条线： a）以当前操作压力为起点的套压梯度线； ）以当前操作压力为起点的套压梯度线； b）以当前产量为基础的多相流流压梯度线。 ）以当前产量为基础的多相流流压梯度线。 根据设计图，估计最有可能的注气点。 ⑤根据设计图，估计最有可能的注气点。 根据气举阀设计值，估计最有可能的注气点， 根据气举阀设计值，估计最有可能的注气点， 并比较步骤⑤中的注入点（ 并比较步骤⑤中的注入点（如果是油压控制 忽略该步骤）。 阀，忽略该步骤）。 计算注气阀的通气能力和通气量， 计算注气阀的通气能力和通气量，并和实际 注气量进行比较， 注气量进行比较，一方面帮助判断实际注气 另一方面， 点，另一方面，帮助判断是否可通过地面调 整，达到设计要求，解决存在的问题。 达到设计要求，解决存在的问题。
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图2-20 气举阀排液过程示意图
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五、 气举井的技术管理 气举井根据设计完井后，即可交付使用。 气举井根据设计完井后，即可交付使用。 但在完井过程中和使用过程中， 但在完井过程中和使用过程中，气举井可能 出这样或那样的问题， 出这样或那样的问题，生产不能满足设计要 因此，在生产过程中，要严格管理， 求。因此，在生产过程中，要严格管理，不 断监测油井的各种技术参数， 断监测油井的各种技术参数，并和设计参数 进行比较。如果发现偏差，要从井身、 进行比较。如果发现偏差，要从井身、气举 油藏。气举气源等方面寻找原因， 阀、油藏。气举气源等方面寻找原因，从而 解决问题。 解决问题。
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②油井间歇以高油压生产，套压呈周期性急 油井间歇以高油压生产， 剧变化，记录卡表现如图3—5—4所示。可 所示。 剧变化，记录卡表现如图 所示 能原因：注气量过小， 能原因：注气量过小，或油管在工作阀以下 有孔。处理方法：比较实际注气量与工作阀 有孔。处理方法： 的注气能力，如果没有问题， 的注气能力，如果没有问题，可能是油管上 有孔，需要修井作业。另外一个可能的原因： 有孔，需要修井作业。另外一个可能的原因： 对有环空安全阀的井， 对有环空安全阀的井，可能是环空安全阀失 如是这种情况， 效。如是这种情况，气量卡上表现为间歇注 此种情况应解决环空安全阀问题。 气。此种情况应解决环空安全阀问题。
令
pb Av / Ab pop = − pt 1-Av / Ab 1-Av / Ab
Av / Ab TEF＝ ； 1-Av / Ab
R = Av / Ab
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p op
pb = − p t TEF 1-R
(2-105)
当pt＝0时，无油管影响的凡尔开启压力( pvo )为
pb pvo = 1-R
则
pop＝pVo-ptTEF
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2．常见故障表现、可能原因和处理方法 ．常见故障表现、 套压不稳，油压不稳， ①套压不稳，油压不稳，记录卡表现如图 3—5—3所示。可能原因：注气量太大，或 所示。 所示 可能原因：注气量太大， 工作阀孔径太大。处理方法： 工作阀孔径太大。处理方法：检查工作阀的 注气能力，如果过大，更换小一点的， 注气能力，如果过大，更换小一点的，使实 际注气量高于工作阀的注气能力的5％以上。 际注气量高于工作阀的注气能力的 ％以上。 如果工作阀孔径不是太大，则减小地面气嘴， 如果工作阀孔径不是太大，则减小地面气嘴， 以降低套压，减少注气量。 以降低套压，减少注气量。
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一、气举采油原理 1．气举采油原理： 气举采油原理：是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， 从而将井筒内流体排除。
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2.气举方式 按注气方式分： 连续气举：
适用于：供液能力较好、产量较高的油井。
间歇气举
适用于：pwf低，采液指数小，q低的油井。
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二、气举井故障分析与处理 气举井的技术管理就是发现问题，分析问题， 气举井的技术管理就是发现问题，分析问题， 解决问题，优化气量配置，取得最大产油量。 解决问题，优化气量配置，取得最大产油量。 问题和故障可能会千差万别， 问题和故障可能会千差万别，不可能一一叙 现就一般原则和常见故障作一分析。 述，现就一般原则和常见故障作一分析。 1．一般原则 ． 收集该井所有能得到的资料； ①收集该井所有能得到的资料； 找到该井当前完井的气举设计资料； ②找到该井当前完井的气举设计资料； 如果气举设计找不到， ③如果气举设计找不到，按当前该井情况重 新作一设计； 新作一设计；