杜 洋　徐晓峰　李 莉　周兴付　陈海龙

(1. 中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院， 四川 德阳 618000；2. 中国石化西南油气分公司川西采气厂， 四川 德阳 618000)



气举阀气举工艺在川西深井的应用

杜 洋1徐晓峰2李 莉1周兴付2陈海龙1

(1. 中国石化西南油气分公司石油工程技术研究院， 四川 德阳 618000；2. 中国石化西南油气分公司川西采气厂， 四川 德阳 618000)

摘要：针对川西深井产水量大的特点，开展了布阀气举优化设计。通过在深层水淹气井中的应用实践，证明了布阀气举具有一定的效果，为川西气田深井排液提供了新途径。

关键词：排水采气； 优化设计； 气举阀； 水淹井

气举阀气举工艺是对常规气举排水采气工艺的改进，通过在不同深度上安装气举阀实现井筒内积液的逐级卸载，达到排除井内积液，恢复气井生产的目的[1]。该工艺适合于水淹井复产，产大水气井助喷及气藏强排水。其最大排水量为400 m3d，最大举升高度能达到5 000 m以上。该工艺对气液比没有特别要求，但要求油套连通、无压力泄漏点。气举工艺具有的特点[2]：(1)适应性强，适用于不同产水量的气水同产井；(2)能满足含腐蚀介质、出砂等气水同产井的需要；(3)举升高度高；(4)不受井斜限制，直井、斜井、定向井等皆可运用；(5)操作管理简单，改变工作制度灵活；(6)需要高压气源，主要是天然气或氮气。

DY1井是川西气田须二段的一口深层探井。该井于2008年1月17日投产，后期由于地层水产量急剧增加，生产不足3年便水淹停产。通过开展地质论证分析，认为该井地层能量充足，采出程度为21.5%，水侵量为1.75×104m3。由于该井井深 5 061 m，地层温度120 ℃，国内成熟工艺难以满足该井井深需求，同时高温为井下设备或药剂的选择带来了较大难度。不同的排水采气工艺有着不同的排液能力，为满足DY1井排液需要，通过调研国内外深井排水采气工艺适应性，选择在该井开展气举阀气举[3]先导试验。

1气举阀气举优化设计

气举设计是根据给定的设备条件和气井流入动态确定的[2]。气举各相关参数的计算需要反复迭代，计算过程比较复杂[4]。

1.1模型选择

应用Hagedorn & Brown模型预测井筒压降剖面，如图1所示。井底流压为13.33 MPa，计算气藏压力为48.62 MPa。节点系统分析剖面如图2所示。计算气井产液量为24.16 m3d，而实际产水量为24.00 m3d，两者相差仅0.16 m3d，因此所选模型能够较好地模拟气井的生产情况[5]。

1.2管柱优选

气井生产过程中，合理的油管尺寸既要满足气井携液能力，又要通过减小管柱摩阻来降低井筒回压。通过对不同尺寸生产管柱携液能力的敏感性分析，决定采用外径为60.3 mm的油管来达到降低注气量，提高携液能力的目的[6-7]。

表1　不同规格油管在不同压差下的临界携液量

根据气举阀波纹管的充气压力上限，按地面注入气启动压力10 MPa模拟得到注气量为4.0×104m3d(图3)，设计4级气举阀下入深度及阀孔径尺寸[8]，结果如图4和表2所示。

图1　压降剖面图

图2　节点系统分析剖面图

图3　注气压力与注气量敏感性分析曲线

2 气举阀气举效果评价

受环境和设备限制只能开展间歇气举施工，累计施工36井次，日注气量3×104m3，低于设计注气量，累计排水1 851 m3，平均日产水51.4 m3，气举时地面注气压力约10 MPa。为判断气举阀开闭状态，施工后通过回声仪测得油套环空液面深度在1 660～2 029 m，表明气举掏空了环空第一级阀以上液体，第一级阀关闭。由于作业不连续，气举未能掏空第二级气举阀以上液体。

产液指数是单位生产压差下气井的日产液量，可以反映气井产水能力的大小。产液指数随井底流动压力变化而变化[9-10]。产液指数与日排液量变化曲线如图5所示。计算得出DY1井气举期间产液指数平均为12.54 m3(MPa·d)。为避免扰民，压缩机白天工作，晚上关闭，分别记录停压缩机时和打开压缩机时的环空液面，如图6所示。从图中可以看出单次施工停止后，环空液面平均下降了243 m，对应环空容积约2 m3，其余约50 m3产出液由地层供给。气举停工期间环空液面平均回升了236 m，液面距井口高度始终维持在1 575 m左右，表明井筒附近的供液能力较强，而间歇气举排液能力有限，致使环空液柱掏空深度不足，未能继续实现二、三、四级气举阀正常开关而复活该井。

图4　连续气举气举阀设计图版

阀级设计深度∕m温度∕℃开启压力∕MPa关闭压力∕MPa阀嘴直径∕mm地面调试压力∕MPa日注气量∕(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

图5　产液指数与日排液量变化曲线

图6　压缩机工作和关闭后环空液面变化曲线

3结语

(1)对于水淹气井，气举阀气举设计应结合气井生产动态，根据气井排液能力，开展优选管柱和气举阀下深及开启压力设计。

(2)DY1井采取气举阀气举后，折算成24 h工作制度，日产水约95.0 m3，达到了设计排液能力。

(3)DY1井间歇气举受产液量大和作业周期短的影响，未能卸载顶阀以下的其余三级气举阀。因此间歇气举不能满足该井连续强排液的需求，建议下一步采用压缩机连续气举工艺或排液强度更大的电潜泵排水采气工艺复合该井。

参考文献

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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

基金项目：国家青年科学基金项目“鲕粒灰岩渗透率非线性有效应力研究”(41404083)

作者简介：杜洋(1984 — )，男，硕士，助理工程师，研究方向为天然气开发与排水采气工艺。

中图分类号：TE355.3

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)03-0082-04