球塞气举排水采气系统效率计算与分析

把球塞气举排水采气系统划分为压缩机组、地面注气管线、井内注气油管和球塞举升油管等几个子系统,分别建立了评价各个子系统效率的数学模型,从而得到了球塞气举排水采气系统效率的计算方法,并进行了实例计算与分析,所获得的结论及认识对进一步探讨球塞气举举升机理具有重要意义。     

球塞气举排水采气技术首获成功

目前,由西南油气田分公司采气研究所设计施工与推广应用的球塞气举排水采气技术,在蜀南气矿合江采气作业区二里场气田二6井进行试验并获得了成功。该项新技术的成功应用填补了国内空白。　　作为排水采气工艺有效的后续工艺接替储备技术,球塞气举是排气工艺的新工艺技术。它采用Y型双管柱(一注一采) ,在注入气流中投入气举球作为气液相间的固体界面,实现了稳定的段塞流,有效地防止液体回落,降低滑脱损失、注气量,减少回压增大采气压差,加之换小油管,改善了常规连续气举的两相不稳定性,在极低的地层压力下能连续气举,提高举升效率,最终提高…     

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美国Amoco公司和巴西Lima等人分别在几口枯竭油井中进行了称为Ball Pump和Pig Lift的间歇球塞气举试验。实践证明，采用U型双管柱（一注一采），随注入气流投入球塞，在举升气液相间形成固体界面，有效地防止液体滑脱，其增油节气效果十分显著。我们开展的球塞连续气举实验也充分证实了这一结论。文章针对低压低效连续气举井普遍存在的液相滑脱损失严重的核心问题，提出了描述球塞连续气举系统举升管柱中气、液、球三相流动的理论和数值模拟方法。数学模型考虑了流体流动状态的瞬变性和气液两相流特性，模型的数值化处理采用长度和时间的有限差分方法。以川西南威远气田威100井为例，计算分析了举升过程中各物理量随时间的变化规律，对比分析了常规气举和球塞气举的滑脱损失，并对投球频率进行了优选。这一理论研究成果为开展新型球塞连续气举现场选井和工艺设计提供了必要的技术手段。     

大斜度井连续油管内柱塞气举实验及动力学模型分析

连续油管工艺已广泛应用于大斜度气井生产。利用其优势，本文提出了一项新的连续油管柱塞气举复合工艺。与常规油管相比，连续油管内壁存在焊缝且由于大斜度造成其曲率连续变化，导致柱塞在连续油管内进行举升时偏离轴线，致使常规油管柱塞运动模型不能准确描述柱塞在大斜度井连续油管内运动特性。为了准确描述柱塞在连续油管中的运动特征以提高排水采气效率，设计并建立了大斜度井连续油管柱塞气举实验装置，开展了柱塞通过性实验和柱塞运动特性实验，对弹块柱塞上下行程的位移、速度进行了监测和分析。结合连续油管柱塞运动测试结果，引入轴线偏移量修正流体运动摩阻，建立了考虑柱塞偏心的连续油管柱塞举升动力学模型。计算结果表明，周期循环内，连续油管内柱塞运动实际速度值与预测速度值误差小于10%,该模型能够较好反映柱塞气举时的运动特性，为大斜度连续油管柱塞气举的优化及排水采气效率的提升提供了依据。     

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球塞气举是一种特殊的气举方式,具有举升效率高、稳定性好、特别适应低压且液相滑脱损失严重的油气井条件。根据球塞连续气举的采油原理,2000年建立了一套高14.2 m、Φ40 mm的U型可视化球塞气举实验装置,其实验研究的目的为：一是优化设计地面投球器和井下气液混合器等主要配套部件;二是系统地开展球塞连续气举物理模拟实验研究,测试对比不同球塞直径、材料和投球频率对气举特性的影响。该研究成果对于研发配套装置、观测认识球塞气举气液球三相流动规律和指导现场应用均具有重要的指导意义。     

球塞气举排水采气工艺技术研究

随着气田开发进入后期，出水气井日益增多，排水采气工艺成了川渝气田实现稳产的重要手段。通过多年的攻关，形成了泡排、气举、机抽、电潜泵等几大工艺为主线的排水采气工艺系列，至2004底，排水采气累计增产约天然气1１0×10⁸m³，实现了老气田的有效挖潜。但是，随着老气田地层能量的不断消耗，地层压力大大降低，这些工艺暴露出了许多难以适应的问题，而川渝气田低压出水气井又日趋增多，为了有效提高气井排水采气效率，研制开发了一种新型的排水采气工艺--球塞气举排水采气工艺技术，通过橡胶球在气液相之间形成机械界面，达到防止液体滑脱、提高举升效率的目的。目前该项工艺已在蜀南气矿试验成功，其结果表明，应用该技术可以有效防止液体回落，减小液体滑脱损失，减少注气量，显著提高气液上升流动的举升效率和稳定性，是一套行之有效的低压低产气井排水采气接替工艺。     

球塞气举排水采气工艺技术研究与应用

球塞气举工艺是采用U型双管柱（-注-采），在注入气流中投入气举球作为气液相问的固体界面，以实现稳定的段塞流状态，可有效地防止液体回落，从而改善气举过程的稳定型，降低气液相间的滑脱损失，减小注气量，提高其举升效率。文中就球塞气举工艺的研究及现场应用情况进行了介绍和分析，并对今后该工艺的进一步完善和推广提出了认识和建议。     

三种排水采气新工艺实用性探讨

国内外气藏大多属于封闭性的弹性水驱气藏,在开发过程中都不同程度地存在地层出水,产出水若不能及时排出会使得气井产量降低,严重时还会对地层造成极大的污染和伤害,快速有效地排液复产是保持气井产能、高效开发气田的关键．近年来石油工作者通过科研攻关已开发出一系列新的排水采气工艺,如气体加速泵技术、单管球塞连续气举工艺、分体式柱塞气举等。综述并比较上述新工艺的原理、应用现状、优缺点,根据开发实例进行了探讨,得出了规律性认识,即气体加速泵适合用于具有一定自喷能力的产水气井。在气举排水井实施气体加速泵排水后,能明显降低注气压力和注气量及提高气举排水效率;单管球塞连续气举工艺显著降低了气举过程中的液相滑脱损失和井底流动压力,增大了气井生产压差并提高了气井产量;分体式柱塞气举工艺技术的最大优势是节省了普通柱塞气举所需的关井时间,可以连续作业。通过对比,为排水采气工作指明了新的发展方向     

复线连续气举排液采气工艺参数设计优选研究

气举是一项最常用的气井排液采气工艺，具有广泛的适应性和很强的协调性。它不但适于低产气井的辅助排液采气，而且还适合各类积液停产气井的诱喷排液复产，如果配合其他排液措施，还可以取得更好的应用效果。结合工作实践，对井筒流态对产液气井的影响、复线连续气举工艺技术应用进行了分析，对复线连续气举排液采气工艺参数进行了设计，并编制了软件，实现了程序化。现场应用取得了较好效果。     

采气工艺模拟实验井测控系统研究

采气工艺模拟实验井在国内属于首创,该项工程涉及学科多、专业广、专业化程度要求高,它可以进行多相流流体实验研究、人工举升工艺机理研究和井下工具、仪器仪表试验研究,他是实现采气工艺技术和装备创新发展的必要中试手段。文章提出了智能化的测控系统,能及时掌握运行参数,分析实验过程中各物理量随时间变化的规律。该测控系统能够对地面动力设备、管汇的情况、运行参数进行监测、控制、调节和数据实时采集,对实验所引起的井下参数(压力、温度)的变化实现自动测量,同步采集。在实验过程中,测控系统可远程控制和调节压缩机、三缸泵、调压阀和分离器液位,可实时调整注气压力、注气量和注水量,使气举系统工作在最佳状态。该系统为排液采气井多相管流压降与流型实验、常规连续气举排液采气模拟实验和常规连续气举举升效率分析等研究提供了先进的测控手段,系统取得的大量实测数据为气井系统特性分析提供了重要依据。     

连续气举采油举液机理初探

综述了连续气举采油的举液机理 ,通过对所建立的两种流动模型的分析计算 ,指出目前普遍采用的混合液柱密度降低并不能作为气体举液的充要条件 ,并由此提出了能量充分交换的观点 ,这对气举采油的设计和使用提供了可靠的理论基础。     

油井气举-电泵组合举升运行参数的联调优化

为了解决气举-电泵组合举升配产过程中由于低效工况造成的生产不协调问题，通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征，以及相互之间的能量作用关系，建立了气举-电泵举升耦合数学模型。基于节点分析的方法，通过对油井工况进行分析，在此基础上形成了不同配产目标下气举-电泵组合举升运行参数的优化联调方法，给出了不同配产条件下的电泵和气举优化运行参数。计算结果表明，在气举-电泵组合举升系统出现低效工况时，可以利用采集的生产动态数据进行工况分析，结合分析的量化结果在产量变化时进行参数调整决策，科学设计气举-电泵井的频率-注气联调方案，实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作，在不动管柱作业的情况下达到组合举升油井的高效运行。     

气举排水采气系统效率计算方法探讨

气举是目前行之有效的人工举升排水采气工艺,适用于水淹井复产、助排和气藏排水.气举系统是一个非常严密的系统,包括压缩机组、注入通道、气举阀和举升通道几个部分.任一子系统的变化都将影响整个系统的运行.文章从系统的角度出发,基于能量守恒,建立了评价气举井系统效率、压缩机组效率、注气效率、气举阀效率、举升效率的数学模型.因为国内外少见相关的技术资料,所以文章的方法具有探索性.     

电泵气举智能耦合举升工艺技术研究

海上已开发的油气田中存在大量与油藏共生的天然气藏。在以往开发中单独开采气层或者油层,不能实现油气层同采,其原因在于二者产量和压力难以平衡。为提高油气资源利用率及采收率,开发了电泵与气举智能耦合举升工艺,可根据生产需要实现自喷、气举、电泵、电泵与气举4种举升方式的任意转换,达到油气同采中压力与产量的协调,且可适用于各阶段的排液需求,延长管柱使用寿命。该工艺实现了可控制的油气同采,合理利用了气层的能量和气体的举升能力,充分释放油层的产能,既能增加生产井油气产出,也减少了后期人工举升的投入。该工艺还可用于深水井筒举升及远输,具有较好的应用前景。     

渤海S油田气举故障诊断及解决对策

气举采油是一种成熟的人工举升方式,通过向井内注入高压气体将液体携带至地面,具有施工简单、管理方便等特点,实际生产中常因生产波动、工况异常等引起举升低效问题,因此有必要建立相应配套技术体系。针对该问题通过开展成因分析及机理研究,制定了气举故障诊断技术和治理对策,基于节点分析法开展工艺参数评价,为优化气举设计提供了决策依据。现场应用证明举升效率提升明显,最大限度满足了油藏的需求。通过该技术对策可以全面掌握气举井工作状况,对指导气举生产具有重要意义。     

轮古油气田旋转清蜡柱塞连续气举新工艺

随着轮古油气田地层能量逐渐衰竭,部分自喷井逐步发生井筒积液,特别是部分原油超高含蜡油井生产过程中,蜡质大量析出堵塞井筒,加快油井停喷。为了解决上述问题,通过室内研究与现场试验,进行柱塞结构改良和举升工艺设计,研发出一套“柱塞内部中空带拉杆结构+柱塞外部旋转带螺纹刮刀结构”的一体化柱塞气举新工艺。该工艺解决了处于临界停喷状态下的原油超高含蜡油井举升困难的问题,实现了井筒高效清蜡和油气井连续生产的目的,现场应用4井次,累计增油7 810t,累计增气290.5×10⁴m³。旋转清蜡柱塞连续气举新工艺现场应用效果明显,已在油田进行推广,实现临界停喷高凝油井高效连续生产。     

气举采油优化技术的应用与发展

气举采油是将高压气体注入井下,把井中液体举升到地面的一种采油方式,它具有排量范围广、举升度深、抗腐蚀、井下测试简单、便于管理等优点。适应于高油气比、高产深井、出沙井、定向井、丛式井、海上采油平台等,是一种理想的提液手段。介绍了气举采油优化技术的应用情况,分析了制约和影响气举采油的各种因素及今后挖潜方向,对进一步提高气举采油工艺水平,高效开发油田提出了建议。     

大型低温储罐气顶升工艺施工要领

介绍了国内大型低温储罐罐顶气顶升工艺施工过程中的关键技术,对施工中的主要风险进行了评估并提出了应对措施。气顶升是大型低温储罐施工的关键部分,该部分作业环节多,要求短时间内一次顶升到位,顶升的钢穹顶重量和体积大、影响因素多、安全风险高。大型低温储罐气顶升施工工艺主要解决罐顶平衡配重、设置平衡系统、风机系统、密封系统及气顶升过程控制,气顶升施工难点及技术要领主要是通过制定合理施工工艺,并充分考虑气顶升过程中可能出现的安全风险并制定可行的应急预案,将罐顶气顶升施工安全风险降至最低,保证施工安全。     

文东油田连续气举优化配气数学模型建立及应用

针对连续气举在开发过程中出现的注入气利用效率低、综合效益差的问题，建立了供气能力有限时的优化配气数学模型，给出了解析法求解过程。文东油田现场试验表明，应用该技术可以实现连续气举井的合理配气，并提高油井产量，适合在油田推广应用。