氣舉閥氣舉工藝在川西深井的應(yīng)用

杜 洋　徐曉峰　李 莉　周興付　陳海龍

(1. 中國石化西南油氣分公司石油工程技術(shù)研究院， 四川 德陽 618000；2. 中國石化西南油氣分公司川西采氣廠， 四川 德陽 618000)

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氣舉閥氣舉工藝在川西深井的應(yīng)用

杜 洋1徐曉峰2李 莉1周興付2陳海龍1

(1. 中國石化西南油氣分公司石油工程技術(shù)研究院， 四川 德陽 618000；2. 中國石化西南油氣分公司川西采氣廠， 四川 德陽 618000)

摘要：針對(duì)川西深井產(chǎn)水量大的特點(diǎn)，開展了布閥氣舉優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過在深層水淹氣井中的應(yīng)用實(shí)踐，證明了布閥氣舉具有一定的效果，為川西氣田深井排液提供了新途徑。

關(guān)鍵詞：排水采氣； 優(yōu)化設(shè)計(jì)； 氣舉閥； 水淹井

氣舉閥氣舉工藝是對(duì)常規(guī)氣舉排水采氣工藝的改進(jìn)，通過在不同深度上安裝氣舉閥實(shí)現(xiàn)井筒內(nèi)積液的逐級(jí)卸載，達(dá)到排除井內(nèi)積液，恢復(fù)氣井生產(chǎn)的目的[1]。該工藝適合于水淹井復(fù)產(chǎn)，產(chǎn)大水氣井助噴及氣藏強(qiáng)排水。其最大排水量為400 m3d，最大舉升高度能達(dá)到5 000 m以上。該工藝對(duì)氣液比沒有特別要求，但要求油套連通、無壓力泄漏點(diǎn)。氣舉工藝具有的特點(diǎn)[2]：(1)適應(yīng)性強(qiáng)，適用于不同產(chǎn)水量的氣水同產(chǎn)井；(2)能滿足含腐蝕介質(zhì)、出砂等氣水同產(chǎn)井的需要；(3)舉升高度高；(4)不受井斜限制，直井、斜井、定向井等皆可運(yùn)用；(5)操作管理簡(jiǎn)單，改變工作制度靈活；(6)需要高壓氣源，主要是天然氣或氮?dú)狻?/p>

DY1井是川西氣田須二段的一口深層探井。該井于2008年1月17日投產(chǎn)，后期由于地層水產(chǎn)量急劇增加，生產(chǎn)不足3年便水淹停產(chǎn)。通過開展地質(zhì)論證分析，認(rèn)為該井地層能量充足，采出程度為21.5%，水侵量為1.75×104m3。由于該井井深 5 061 m，地層溫度120 ℃，國內(nèi)成熟工藝難以滿足該井井深需求，同時(shí)高溫為井下設(shè)備或藥劑的選擇帶來了較大難度。不同的排水采氣工藝有著不同的排液能力，為滿足DY1井排液需要，通過調(diào)研國內(nèi)外深井排水采氣工藝適應(yīng)性，選擇在該井開展氣舉閥氣舉[3]先導(dǎo)試驗(yàn)。

1氣舉閥氣舉優(yōu)化設(shè)計(jì)

氣舉設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的設(shè)備條件和氣井流入動(dòng)態(tài)確定的[2]。氣舉各相關(guān)參數(shù)的計(jì)算需要反復(fù)迭代，計(jì)算過程比較復(fù)雜[4]。

1.1模型選擇

應(yīng)用Hagedorn & Brown模型預(yù)測(cè)井筒壓降剖面，如圖1所示。井底流壓為13.33 MPa，計(jì)算氣藏壓力為48.62 MPa。節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析剖面如圖2所示。計(jì)算氣井產(chǎn)液量為24.16 m3d，而實(shí)際產(chǎn)水量為24.00 m3d，兩者相差僅0.16 m3d，因此所選模型能夠較好地模擬氣井的生產(chǎn)情況[5]。

1.2管柱優(yōu)選

氣井生產(chǎn)過程中，合理的油管尺寸既要滿足氣井?dāng)y液能力，又要通過減小管柱摩阻來降低井筒回壓。通過對(duì)不同尺寸生產(chǎn)管柱攜液能力的敏感性分析，決定采用外徑為60.3 mm的油管來達(dá)到降低注氣量，提高攜液能力的目的[6-7]。

表1　不同規(guī)格油管在不同壓差下的臨界攜液量

根據(jù)氣舉閥波紋管的充氣壓力上限，按地面注入氣啟動(dòng)壓力10 MPa模擬得到注氣量為4.0×104m3d(圖3)，設(shè)計(jì)4級(jí)氣舉閥下入深度及閥孔徑尺寸[8]，結(jié)果如圖4和表2所示。

圖1　壓降剖面圖

圖2　節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析剖面圖

圖3　注氣壓力與注氣量敏感性分析曲線

2 氣舉閥氣舉效果評(píng)價(jià)

受環(huán)境和設(shè)備限制只能開展間歇?dú)馀e施工，累計(jì)施工36井次，日注氣量3×104m3，低于設(shè)計(jì)注氣量，累計(jì)排水1 851 m3，平均日產(chǎn)水51.4 m3，氣舉時(shí)地面注氣壓力約10 MPa。為判斷氣舉閥開閉狀態(tài)，施工后通過回聲儀測(cè)得油套環(huán)空液面深度在1 660～2 029 m，表明氣舉掏空了環(huán)空第一級(jí)閥以上液體，第一級(jí)閥關(guān)閉。由于作業(yè)不連續(xù)，氣舉未能掏空第二級(jí)氣舉閥以上液體。

產(chǎn)液指數(shù)是單位生產(chǎn)壓差下氣井的日產(chǎn)液量，可以反映氣井產(chǎn)水能力的大小。產(chǎn)液指數(shù)隨井底流動(dòng)壓力變化而變化[9-10]。產(chǎn)液指數(shù)與日排液量變化曲線如圖5所示。計(jì)算得出DY1井氣舉期間產(chǎn)液指數(shù)平均為12.54 m3(MPa·d)。為避免擾民，壓縮機(jī)白天工作，晚上關(guān)閉，分別記錄停壓縮機(jī)時(shí)和打開壓縮機(jī)時(shí)的環(huán)空液面，如圖6所示。從圖中可以看出單次施工停止后，環(huán)空液面平均下降了243 m，對(duì)應(yīng)環(huán)空容積約2 m3，其余約50 m3產(chǎn)出液由地層供給。氣舉停工期間環(huán)空液面平均回升了236 m，液面距井口高度始終維持在1 575 m左右，表明井筒附近的供液能力較強(qiáng)，而間歇?dú)馀e排液能力有限，致使環(huán)空液柱掏空深度不足，未能繼續(xù)實(shí)現(xiàn)二、三、四級(jí)氣舉閥正常開關(guān)而復(fù)活該井。

圖4　連續(xù)氣舉氣舉閥設(shè)計(jì)圖版

閥級(jí)設(shè)計(jì)深度∕m溫度∕℃開啟壓力∕MPa關(guān)閉壓力∕MPa閥嘴直徑∕mm地面調(diào)試壓力∕MPa日注氣量∕(104m3)11479.170.110.0009.9164.79.3194.022053.980.29.4509.3994.78.8944.032472.287.48.9058.8824.78.4414.042752.594.68.4978.3654.78.3364.0

圖5　產(chǎn)液指數(shù)與日排液量變化曲線

圖6　壓縮機(jī)工作和關(guān)閉后環(huán)空液面變化曲線

3結(jié)語

(1)對(duì)于水淹氣井，氣舉閥氣舉設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，根據(jù)氣井排液能力，開展優(yōu)選管柱和氣舉閥下深及開啟壓力設(shè)計(jì)。

(2)DY1井采取氣舉閥氣舉后，折算成24 h工作制度，日產(chǎn)水約95.0 m3，達(dá)到了設(shè)計(jì)排液能力。

(3)DY1井間歇?dú)馀e受產(chǎn)液量大和作業(yè)周期短的影響，未能卸載頂閥以下的其余三級(jí)氣舉閥。因此間歇?dú)馀e不能滿足該井連續(xù)強(qiáng)排液的需求，建議下一步采用壓縮機(jī)連續(xù)氣舉工藝或排液強(qiáng)度更大的電潛泵排水采氣工藝復(fù)合該井。

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Research and Application of GLV Gas Lift Drainage Technology in Deep Well of West Sichuan

DUYang1XUXiaofeng2LILi1ZHOUXingfu2CHENHailong1

(1. Petroleum Engineering Technology Institute, Southwest Branch of SINOPEC, Deyang Sichuan 618000, China;2. Chuanxi Gas Production Plant, Southwest Branch of SINOPEC, Deyang Sichuan 618000, China)

Abstract:Combined with the characteristics of high-water production, we carried out optimized design of GLV gas lift drainage technology and took practice in the deep watered gas well. It is demonstrated that this method has good effect and can provide a new way of drainage technology in deep well of west Sichuan gas field.

Key words:drainage technology; optimized design; gas lift valve; watered gas well

收稿日期：2015-09-15

基金項(xiàng)目：國家青年科學(xué)基金項(xiàng)目“鮞?；?guī)r滲透率非線性有效應(yīng)力研究”(41404083)

作者簡(jiǎn)介：杜洋(1984 — )，男，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)樘烊粴忾_發(fā)與排水采氣工藝。

中圖分類號(hào)：TE355.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1980(2016)03-0082-04