气井涡流排水采气新技术及其运用

气井涡流排水采气新技术及其运用

李宏瑞1李琼2王军虎2雷富海2

李宏瑞1李琼2王军虎2雷富海2

（1长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古鄂尔多斯017000；2长庆油田分公司第一采气厂，陕西靖边718500）

摘要：气井涡流排水采气技术属于我国技术研发领域中一项新型的排水采气技术，不仅能够在气井下工作，还能应用于地面技术系统，并且取得了良好的应用效果。本文通过分析气井涡流排水采气技术新技术的工作原理，对其具体应用展开了深入研究，对相关领域的发展具有重要意义。

关键词：气井涡流；排水采气技术；应用

在采气程度不断提升的背景下，部分水气田的剩余储量不断降低，气藏能量也明显减少，气体无法带出地层产出的所有液体，使井底、井筒等位置存在大量积液。随着井筒液面的不断上升，井底压力会逐渐增大，从而降低了产气量。涡流排水采气技术是一项新型采气技术，由美国能源部研究开发，我国于2011年引进该技术，应用效果不是十分理想，其根本原因为现场工作人员不是十分了解气井涡流排水采气技术工作原理。基于此，本文重点分析了气井涡流排水采气新技术的工作原理及其具体应用，希望对相关企业的发展起到一定帮助。

1气井涡流排水采气新技术工作原理

涡流排水采气技术于2011年被中国石油天然气集团引进并进行创新，该技术的应用不仅能够完成气井的井下作业，还在地面输气中得到了有效应用，是一项值得深入研究、有发展前景的排水采气新技术。气井涡流排水采气新技术的工作原理为：在改变流体介质、流体运行方式的基础上，将原本垂直向上的紊流流态变成能够减小流体流动截面积的螺旋状向上涡旋层流，从而有效降低油管流动摩阻及滑脱损失，在气体自身膨胀能量的基础上提升流体携液举升能力，具体如图1所示。

图1气井涡流排水采气示意图

井下工具在运行过程中应该注意以下内容：在一个圆形内实柱体和螺旋形叶片的基础上，使进入到内实柱体和油管之间由螺旋形叶片分隔形成的螺旋形空腔中流动介质按照螺旋面不断加速，从而彻底改变流体介质的流动渠道、流体流态、流体运行方式等，进而提升流速及携液举升功能。与此同时，在流体力学经典理论的基础上，基于涡流工具螺旋状结构离心力作用能够将井管中两相紊流流态介质变成涡旋状两相分层流态。在这种情况下，因为受到离心力的作用，密度较大的介质会在油管壁附近流动，而密度小的介质则在靠近油管中心位置流动。向上的分速度会携带积液的气体向上流动一段距离，之后在动能的基础上克服介质具有的向下重力，最终将流体传输到井口。

2气井涡流排水采气新技术的实践应用

2.1实况分析

以某油田的88-4-5气井为例，该气井在2016年4月正式投入生产，初期产量大约在40000m3/d左右。随着生产进程的推进，气井产量逐年降低，直到2017年12月，产气量降低至12000m3/d。通过分析该气井现状，发现导致该气井产量降低的根本原因为气井存在积液，为了提升气井的产气量，消除积液对气井造成的影响，需要合理采用排水采气技术加以处理。经过综合分析该油田发展状况，决定采用涡流排水采气技术，不仅具有较好的应用效果，而且还能明显提升气井采气量。

2.2气井涡流排水采气新技术应用

2.2.1气井涡流排水采气配套工具的组成

对于气井涡流排水采气配套工具而言，主要由打捞器、打捞头、座封器以及导向腔等部分组成。其中导流筒安装在绕流器下端，打捞头安装在上端，导流筒下端与座封器上端通过螺纹密切连接。气井涡流排水采气工具具有以下特点：①接箍挡环的组成部分包括环形体、弹簧板，两个垂直且对称的弹簧板安置在环形体上面。②接箍挡环套在座封器的外壁，能够在座封器上面自由滑动。③绕流器上有固定、突出的螺旋带，导流筒上分布三个均匀的出气孔，座封器的形状为柱形，中间为空心。④导流筒下端通过螺纹与座封器连接，座封器下端外壁有突出的环形台阶。

2.2.2气井涡流排水采气工具安装

气井涡流排水采取工具安装时，应该按照以下流程进行：

①合理设计、核实情况。对井下涡流排水采气工具坐放级数、安置期间内所保证的深度等进行认真检查，当工具正常运行时，可以使液位与油管的底部位置靠近。对于单极涡流排水采气工具而言，其深度大约控制在2300m，在气井实际作业时间、井下深度位置优化过程中，对涡流排水采气工具级数、井下安装位置以及液位高度等进行确定。为了确保有关的清洁度，应该认真核实座节的深度，涡流排水采气工具运行前，采用通井规、刮管器完成通井，保证油管的通畅，最终实现气井涡流排水采气工具的设计合理性。

②采用测井电缆、钢丝以及工具串等在打捞头投放，充分利用井下涡流排水工具，在缓慢投放的基础上确保油管柱投放期间的缓慢性。此外，井下涡流排水采气工具可以采用专门的油管短节进行安装，如果安装时没有安装座节，所采用的工具应接箍挡环。施工的前期阶段，可以利用拉簧与接箍挡环的下部将弹簧板卡住，使弹簧板下端始终保持紧绷状态。

③在完成井下涡流排水工具的安装之后，即安装到指定位置，应该及时取出钢丝，确保卡簧能够弹出。在钢丝的下放过程中，应该紧贴着油管进行，确保接箍挡环能够自动卡住。

3结束语

综上所述，气井涡流排水采气新技术已经在我国得到了广泛应用和推广，经过实践证明，气井涡流排水采气新技术具有操作简单、成本较低、采气率高、携液能力等优点。为了促进气井涡流排水采气新技术的快速发展，应该对技术的应用深入研究，进而促进我国排水采气工艺的持续发展。

参考文献

[1]银本强,张革,武利洪.气井涡流排水采气新技术及其应用[J].中国化工贸易,2014(36).

[2]郝帆帆.涡流排水采气工艺技术应用研究[J].石化技术,2016,23(2):51-51