连续气举排液采气技术的应用策略分析

(整期优先)网络出版时间:2023-08-18
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连续气举排液采气技术的应用策略分析

梁小涛,张磊,赵凡

(长庆油田长北作业分公司,陕西 榆林 719000)

摘要:目前,我国使用的气举方法分为间歇气举、活塞气举与连续气举法。气举是通过气举阀,从地面将高压气体注入井中,使其与油层产生流体,并形成混合液,利用气体膨胀使井筒中混合液密度降低,从而将井内资源抬升到地面的采集方式,被广泛应用于气井工作,本文通过对连续气举进行分析,总结技术优势,对技术未来应用提出实施方案,以望借鉴。

关键词:连续气举;排液采气;采气技术

前言:连续气举被广泛应用于我国排液采气工作,气举排液采气技术改造流程简单,运行成本低,管理难度小,有助于提高低压弱喷产水气井的携液能力与气井采集效率,但连续气举的具体以应用,对现场工艺设施与井内现状有较高要求,仅适用于部分产业气井排液采气工作。因此,研究此项课题,具有十分重要的意义。

一、连续气举排液采气技术的优势与技术原理

(一)连续气举排液采气技术原理

连续气举指将产层高压气或地面增压气连续注入气举管内为产层的井液充气,令井内液体与输入气体相混,由于气体密度较低,管柱内液柱与气体形成的混合液密度降低,举升能力被提高,待液面降低至套管鞋以下,保持连续注气将地层中液体不断排出。在低产低压井中,由于能量衰竭,带液能力逐渐下降,不足以能够将井内液体带出。

在连续气举过程中,垂直管流指天然气从井底流向井口垂直不断上升的过程,由于井内压力温度不断下降,垂直管流过程中流体的流动形态也会不断变化,从而影响气举举升效果;实际采气工作中,同一气井可能出现多种流态,一般情况下,气井内的流态被称为雾流。

(二)连续气举排液采气技术优势

由于间歇气举将井内积液排出后,停止注入工作后,井内积液也会随停注逐渐恢复,液面上升气量下降,井内积液无法排出,生产工作无法正常进行,而连续气举法会持续对井内注入气体,地层内产生的积液会随气体注入被及时带出,使井内液面无法恢复,解决了因井内积液现象无法正常生产的困难;但连续气举在注入高压气时,井内地层会产生一定回压现象,影响井内气流与液体流向,当液面降低套管鞋以下时,应及时调控连续气举时注入气量与压力。

连续气举井下设备的一次性投资低,尤其在深井作业,其消耗与花费远低于其他机械工作方式的消耗;且气举排气技术能够延长井内资源开采期限,可以有效增加气井产量;其深度与排量变化也比其他方法灵活性大,举升深度可以从井口接近井底;气举装置也不受腐蚀性物质和高温影响,抗压能力高;维持生产的费用远低于其他类型机械方式,尤其在深井作业中,减少的消耗更为明显;气举主要设备(压缩机组)装备在地面上,工作人员可以在地面随时对机组进行控制,且更方便机组设备检修与维护工作,减少维护工作消耗;气举装备体积偏小,占地面积小,适用领域与范围广[1]

二、连续气举排液采气技术具体应用方案

排水采气工艺技术是挖掘生产潜力,提高采收率重要措施之一,作为生产工艺的重要组成部分,排水采气工艺在世界各地得到广泛应用发展,成为一种稳定工艺手段。

(一)选井原则

连续气举属于排液采气工艺主要方式之一,被广泛应用于气井排液采气工作中,适用于井的复产作业和出液速度较快的气井作业中,由于这种井中通常仍有大量残液存于井筒与地层中,靠气井自身能量无法将其排出,连续气举可以对井内持续进行注入气体,帮助气井排出残余液体。连续气举排气技术要求气井满足以下条件:(1)拥有一定地层压力;(2)保持井筒油管套管联通;(3)防控流程安装齐全,确保工作流程安全可靠。

(二)应用局限性

连续气举排液采气技术目前仍然不够完善,具有一定局限性。例如:(1)连续气举排液采气需要充足气源不断对工作井内持续注入工作,保持气举设备正常运行,虽然气源可以使用氮气或者废气,但与天然气相比,氮气与废气采集、收集、使用工作困难,成本较高,天然气目前已拥有成熟的收集与使用系统,但氮气与废气的制备与后续工作处理也是一大难题;(2)连续气举排液采气技术需要使用气体压缩机,建设费用高,加大了采集成本;(3)目前气举系统不宜在大井距井网中使用,但在油层连通性较好的井中,可以将气顶作为气源,气举后再注入井内,达到将气注回到气顶的效果。(4)在充满腐蚀性气体或液体井内工作时,气体处理费用与防腐措施费用会大量增加;(5)连续气举需要在高压下进行工作,相较于其他方法,安全性较差,在注汽压力下,含水气体容易在地面管线与套管中形成水合物,影响气举工作正常运行;(6)套管损坏的高产井内难以再使用气举方法进行采集;(7)连续气举使用在小油田与单井采集中时,采集效果较差[2]

(三)气举工艺发展现状

目前,气举工艺发展主要有以下趋势:(1)气举压缩机朝着体积小,结构紧凑方向逐渐发展,方便气举压缩机在气井工作中携带、安装与使用;(2)气举工具呈系列化发展,可以适应不同条件下各种气举井工作生产需要;(3)天然气处理装置以提高气体质量为发展目标,提升气举效率;(4)计量装置和测试仪向智能化发展,操作简单,缩短工作流程与使用成本;(5)气举优化设计与现场管理自动化程度逐渐增高,减少人工成本消耗。

(四)连续气举排液采气技术应用

日产量较高的气井应采用连续气举法;连续气举设备主要包括:高压气源(包括气举压缩机或高压气源)、气举阀与芯筒(分为固定式与投捞式)、采输气设备、水处理设备。

国外气举技术发展较早,已有百余年历史,美国是最早形成气举工业化生产的国家,目前,美国气举生产水平仍领先于其他国家,美国对连续气举使用方式、理论、气举阀等配套工具与技术等方面的研究较为深入,在美国形成了较为完善的气举体系与较为先进的气举软、硬件技术,其中,不同公司还根据自身特点对气举技术产生了不同使用方式与认知,逐渐形成了一套属于自身的连续气举技术,除此以外,还自行编制了独立气举图板与计算机软件系统。随着现当代科学发展,电子信息与计算机技术不断进步,气举技术水平也不断提高,在沙漠,海洋以及特殊环境气井工作中,气举技术由于其灵活便捷、占地少,管理快捷特点被越来越频繁用于其中,在我国也在20世纪80年代初就开始重视连续气举技术,并随计算机技术升级与应用程度不断提升,已形成具有一定生产力的成熟工艺技术,并在我国得到广泛应用。

连续气举排液采气技术是一种行之有效的工艺技术,作为排液采气技术主要手段,连续气举排液采气技术与常规抽汲、气举作业相比,其占井周期短,效率高,适用于水淹气井排液采气、注水井排液、压裂井返排压裂液等方面作业之中,随着连续气举排液采气应用技术日渐成熟,以及配套气举工业设施不断发展进步,连续气举排液采气具有广阔应用前景:(1)连续气举排液采气被广泛应用于完井作业中,有助于缩短完井周期,提高气举排液量,减少排液时间,提高采气效率;(2)气举排液采气使用原料成本低廉,且不受时间限制,制造成本消耗低,速度快[3]

总结:随着我国天然气采集工作进入到中后期阶段,气井内能量逐渐衰竭,气田压力不断下降,井内积液大量增加,气体采集效率下降,为天然气开采工作带来了诸多困难,为了解决上述问题,本文深入分析了连续气举排液采气基本原理与基础优势,对连续气举排液采气的选井原则、缺点、发展现状以及具体应用做出了详细规划。

参考文献:

[1]王圣涛,龙安杰,申超,等.连续油管气举排液技术在泰国A区块的应用[J].内蒙古石油化工,2022,48(11):66-69.

[2]徐文龙,陈鹏,徐自强.气举排液采气过程控制与措施效果评价[J].石油化工应用,2022,41(05):37-41.

[3]徐建军.连续气举排液采气技术在气井管理中的应用[J].化学工程与装备,2021(10):110-111.