氣舉采油技術

中國石油擁有一批具有自主知識產(chǎn)權的氣舉特色技術，致力于為石油工業(yè)提供完整的氣舉技術解決方案與服務。

中國石油天然氣集團公司是國家授權投資的機構和國家控股公司，是實行上下游、內(nèi)外貿(mào)、產(chǎn)銷一體化，按照現(xiàn)代企業(yè)制度運作，跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨國經(jīng)營的綜合性石油公司，下設上游17家、下游33家、銷售36家大型企業(yè)。作為中國境內(nèi)最大的原油天然氣生產(chǎn)、供應商和最大的煉油化工產(chǎn)品生產(chǎn)、供應商，中國石油天然氣集團2010年國內(nèi)生產(chǎn)原油10500萬噸，生產(chǎn)天然氣725億立方米，加工原油1.35億噸，全年實現(xiàn)營業(yè)收入1.72萬億元，實現(xiàn)利潤1727億元，實現(xiàn)利潤在國內(nèi)企業(yè)中位居榜首。

美國《財富》雜志2010年度全球500強公司排名中，中國石油天然氣集團公司居第10位，在全球50家大石油公司中位居第5位。

中國石油天然氣集團公司履行資源、市場和國際化戰(zhàn)略，堅持推進科技進步，實施技術創(chuàng)新，以全面提升技術創(chuàng)新能力為主線，以解決制約主營業(yè)務發(fā)展的重大瓶頸技術為重點，不斷完善技術創(chuàng)新體系，優(yōu)化科技資源配置，強化科技人才隊伍建設，技術創(chuàng)新能力大幅度提升，技術實力顯著增強，取得了一大批高水平，具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新成果。氣舉采油技術(GLR)就是具有代表性的重大創(chuàng)新成果之一。

0 前 言

依靠臨井高壓氣源直接氣舉誘噴是中原油田低滲砂巖氣藏氣井誘噴復產(chǎn)的一種簡單廉價的方法，曾在文23、戶部寨氣田得到了廣泛應用。隨著氣源井壓力逐年遞減，高壓氣舉誘噴成功率降低，又引入了氣舉閥氣舉誘噴排液，但氣舉閥參數(shù)設計大多照搬油井氣舉閥排液采油模式，未能取得理想的誘噴效果，導致該技術應用受到極大限制。為此，有必要結(jié)合氣舉閥的工作原理和氣井排液特點，優(yōu)化氣井氣舉閥氣舉設計參數(shù)，提高氣舉閥氣舉的針對性和成功率。

1 簡? 介

中國石油可提供氣舉專業(yè)技術完整解決方案的機構，擁有一批優(yōu)秀的專業(yè)技術人才，并配套成熟的氣舉工具與設備，可提供全套優(yōu)質(zhì)的氣舉采油技術服務。中國石油在氣舉采油方面積累了豐富的經(jīng)驗，可提供從氣舉采油工程方案編制、氣舉優(yōu)化設計、工具的生產(chǎn)、調(diào)試及檢測到氣舉故障診斷、氣舉完井及生產(chǎn)管理等全套服務。自1991年以來，中國石油建立健全了質(zhì)量與標準體系，形成了８個成熟的氣舉技術系列29 項特色技術，開發(fā)了與三種規(guī)格生產(chǎn)管柱相配套的5大類48種97個規(guī)格的氣舉工具。各項技術的性能指標在同類產(chǎn)品中達到國際先進水平。這些技術已在中國的吐哈油田等十個油田，以及國外哈薩克斯坦和蘇丹兩個服務市場得到了廣泛的應用。其中在讓那若爾油田的應用規(guī)模已 達到245口井，成為世界陸上單個油藏規(guī)模最大的氣舉整裝油田，年產(chǎn)油220萬噸，自2001年以來，累計增產(chǎn)281萬噸。

2 特色技術

（一）氣舉采油技術系列
連續(xù)氣舉采油工藝
連續(xù)氣舉采油是把一定量的高壓天然氣通過油套環(huán)空經(jīng)氣舉閥連續(xù)不斷地注入油管，在油管內(nèi)與井液充分混合后形成混合流體，從而降低井 液密度，在較低的井底壓力條件下將混合井液舉出，達到舉升采油的目的。

中國石油的連續(xù)氣舉采油配套形成了：
● 氣舉采油工程方案編制技術
● 氣舉井優(yōu)化設計
● 工況診斷
● 生產(chǎn)管理技術
● 配套井下工具
● 氣舉系統(tǒng)優(yōu)化
連續(xù)氣舉的特點是：
(1) 適用產(chǎn)量范圍廣（20～3180t/d），在地面可實現(xiàn)產(chǎn)量調(diào)節(jié)；
(2) 適應環(huán)境能力強，不受砂、氣、井斜以及惡劣的地表環(huán)境等因素的影響；
(3) 操作簡單，易實現(xiàn)集中化和自動化管理，運行成本低。

柱塞氣舉采油技術
柱塞氣舉技術是間歇氣舉采油技術的一種。它是以井下柱塞作為氣液界面，通過間歇性地注入高壓氣體推動油管內(nèi)柱塞及柱塞上部井液到達地面，進行油氣井生產(chǎn)的一種機械采油方式。柱塞在被舉升液體和高壓氣之間起分隔作用，以減小氣相和液相的滑脫損失，從而提高氣舉的舉升效率，主要用于低產(chǎn)、低壓氣舉井。根據(jù)氣源的不同，可分為外加氣源柱塞氣舉和本井氣柱塞氣舉。

柱塞氣舉技術有很多優(yōu)點：
(1) 井下工具可通過鋼絲作業(yè)進行施工，簡單易行；
(2) 不起油管就可對柱塞進行檢修，檢修費用低。生產(chǎn)運行費用 遠遠低于其它人工舉升方式；
(3）柱塞的機械運動可以起到清防蠟效果；
(4) 占地少，無污染，適于居民區(qū)和海上油田的開采。

本井氣氣舉采油技術
本井氣氣舉采油是針對具備獨立的油、氣兩套層系的油井進行氣舉開采的一種生產(chǎn)方式。該技術不需要外加高壓氣源，利用油井本身的高壓 氣層進行氣舉開采油層。油井高壓氣層氣體通過氣舉閥按合理配定氣量連續(xù)不斷的被注入油管與井液充分混合形成混合流體，從而降低了井液密度，達到舉升采油的目的。該技術既可合理控制高壓氣層的產(chǎn)氣量，又可達到開采油層的目的。

本井氣氣舉采油的特點是：
(1)采油成本低；
(2) 采用氣舉閥控制氣層產(chǎn)量和壓力，防止氣層與油層開采產(chǎn)生的層間干擾，實現(xiàn)油氣合采；
(3) 滿足孤立油井采油要求；
(4) 完井管柱可實現(xiàn)測試、反循環(huán)和不壓井作業(yè)。鄰井氣氣舉采油技術鄰井氣氣舉采油與連續(xù)氣舉采油的原理相同，不同點是：具備高壓氣井條件的區(qū)塊，可采用高壓氣井替代壓縮機作為氣源進行連續(xù)氣舉生產(chǎn)，從而大幅度降低氣舉采油一次性投資。

鄰井氣氣舉采油技術
鄰井氣氣舉采油與連續(xù)氣舉采油的原理相同，不同點是 ：具備高壓氣井條件的區(qū)塊，可采用高 壓氣井替代壓縮機作為氣源進行連續(xù)氣舉生產(chǎn)，從而大幅度降低氣舉采油一次性投資。

（二）氣舉技術的拓展應用
壓裂氣舉快速返排技術
“壓裂氣舉快速返排技術”是指在壓裂管柱上配套高壓氣舉工具，壓裂施工結(jié)束后不起出壓裂管柱，直接采用氣舉方式實現(xiàn)壓裂液快速返排的一項技術，是壓裂工藝和氣舉技術的結(jié)合。主要應用于地層壓力維持水平較低的中低滲透油藏壓裂后壓裂液的返排。 該技術能顯著提高壓裂液返排率，縮短排液時間，對強化壓裂效果，提高油井有效利用率具有十分重要的意義。在該項技術中研發(fā)了三項專利產(chǎn)品，分別為：“油氣田用雙偏心固定式井下控制工具”、“油氣田用整體式氣舉閥偏心安裝筒”和“壓裂排液作業(yè)的氣舉管柱”。
這項工藝的特點是：
(1) 管柱承壓能力可高達105MPa；
(2) 壓裂后不動管柱即可實施快速返排，簡化作業(yè)工序，縮短壓裂液在地層的滯留時間,降低地層傷害；
(3) 壓裂液返排速度快，如內(nèi)徑124mm套管3000m井深全井返排時間約7小時；
(4) 返排液量大，可一次性返排至井底；
(5)配套設備少，工藝簡單可靠。

套管氣助流舉升技術
該項技術主要是針對高氣油比的有桿泵舉升井，在油管的適當位置安裝注氣閥，配套防氣工具使用。流體在進泵前，大部分氣體通過氣錨等防氣工具被分離出來進入環(huán)空，聚集在環(huán)空中的氣體通過注氣閥從環(huán)空注入油管，可以降低注氣點以上液柱壓力梯度，從而達到降低泵排出壓力和機、桿負荷,提高泵效的目的。另外，針對部分存在套噴現(xiàn)象的抽油井，將注氣點安裝在結(jié)蠟點以下還可以防止套管結(jié)蠟，能有效延長油井的熱洗周期，提高生產(chǎn)時效，從而達到增產(chǎn)目的。使用該項技術特點：
(1) 降低泵排出壓力，有利于抽油泵內(nèi)氣體的及時排出，提高泵的容積效率達 10% 左右；
(2) 減小液柱載荷、降低沖程損失1/3 ～ 2/3 ；
(3) 防止油井生產(chǎn)時套噴及套管結(jié)蠟，延長桿、泵壽命，減小泵的漏失；
(4) 在一定條件下可進一步加深泵掛 , 降低井底流壓達到增產(chǎn)的目的，產(chǎn)量一般可提高 20% ～ 30% ；
(5) 即使出現(xiàn)注不進氣或注氣閥堵塞現(xiàn)象，油井仍然可以正常生產(chǎn)。

（三）氣舉在氣井排水中的應用
氣舉排水采氣技術就是利用氣舉采油卸載原理排出氣井井底的積水，從而降低氣井井底流壓，達到恢復氣井正常生產(chǎn)或提高氣井產(chǎn)量的目的。
該技術的主要特點是：
(1) 可充分利用地層能量，實現(xiàn)氣井排水后恢復自噴生產(chǎn)，有利于節(jié)約開采成本，可多次重復排水，易測取液面和壓力 資料。
(2) 采用半閉式氣舉管柱可避免注氣壓力對井底造成回壓 ；
(3) 裝置設計、安裝較簡單，易于管理，經(jīng)濟投入較低。

（四）鋼絲作業(yè)技術
鋼絲作業(yè)技術是指通過鋼絲絞車從油管內(nèi)下入鋼絲作業(yè)工具進行井下作業(yè)的一種施工方式?？捎糜诰聹y試、井下氣舉閥、注氣閥和配水器 的投撈、柱塞氣舉工具及井下油嘴的投撈，井下控制滑套的開關、井下落物的打撈、井下事故的處理和預防及其它特殊作業(yè)。鋼絲作業(yè)是氣舉技術的輔助配套技術。由于氣舉管柱井下工具通徑與油管一致，可通過鋼絲作業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)量調(diào)配、故障排除、生產(chǎn)數(shù)據(jù)測試等多項功能，具有操作簡便、作業(yè)時間短、不傷害油層等諸多優(yōu)點。吐哈氣舉技術中心已開發(fā)出滿足60.3mm、73mm油管使用的鋼絲作業(yè)29種工具。同時根據(jù)用戶要求，可進行特殊尺寸工具的開發(fā)及服務。

典型專利介紹
1. 機械式坐封、解封的封隔器（中國專利號 ：ZL99207783.4）
為了使承壓能力不受解封力的限制，CNPC專門設計了這種采用機械方式坐封、解封的雙向卡瓦封隔器。 2. 油氣田用雙偏心固定式井下控制工具 （中國專利號 ：ZL200320100404.5）
這是一種雙偏心固定式井下控制工具。雙偏心是指具有偏心過液孔和偏心過氣孔。主要特點是采用雙偏心結(jié)構節(jié)省了徑向空間，提高了工具的強度，能滿足套管內(nèi)徑小到 121mm 的油井作業(yè)。
3. 油氣田用螺紋聯(lián)結(jié)可投撈式偏心井下控制工具（中國專利號 ：ZL200320127762.5）
本工具的作用是為氣舉閥等控制工具提供工作載體，這些氣舉閥等控制工具可以在地面或井下被投放在本工具中或從其中撈出。工具沒有焊縫，耐腐蝕性能好。 4. 油氣田用整體式氣舉閥偏心安裝筒（中國專利號 ：ZL200620001497.X）
為了滿足酸化、壓裂后的氣舉排液要求，以及含硫化氫油氣井對氣舉閥偏心安裝筒要求，專門設計了這種整體式氣舉閥偏心安裝筒，提高了工具耐高壓能力，同時也提高了工具抗硫化氫腐蝕的能力，降低了氫脆產(chǎn)生的幾率。
5. 油氣田用循環(huán)滑套（中國專利號 ：ZL200620158759.3）
這是油氣井氣舉完井管柱的核心配套工具之一。通過鋼絲絞車下入專用移位工具可以實現(xiàn)其反復開關，從而溝通油套環(huán)空，為生產(chǎn)管柱提供循環(huán)通道?？捎糜趬壕蛳淳?；對于分層采油管柱，配合封隔器 可進行分層開采。
6. 壓裂排液作業(yè)的氣舉管柱（中國專利號 ：ZL200620158616.2)
為了實現(xiàn)壓裂后的氣舉排液，并進行連續(xù)氣舉采油生產(chǎn)，吐哈氣舉技術中心專門設計了這種管柱。該 管柱承受壓力高，排液速度快，不動管柱可實現(xiàn)連續(xù)氣舉生產(chǎn)。

3 典型案例

一、吐哈油田連續(xù)氣舉采油
于1993年6月和1998年6月，分別在鄯善油田、丘陵油田建成壓縮機站兩座，安裝壓縮機組9臺，配氣站13座，累計氣舉完井326 井次。鄯善油田單井平均增產(chǎn)油量21.5t/d，油田累計增產(chǎn)油量40×104t。丘陵油田單井平均增產(chǎn)油量11.6t/d，氣舉區(qū)采油速度達4%，實現(xiàn)了低滲透油田高效開發(fā)。

二、讓那若爾油田連續(xù)氣舉采油
自2001年10月起，讓那若爾油田已建成壓縮機站3座，安裝壓縮機組8臺，氣舉規(guī)模達到245口，成為世界陸上單個油藏規(guī)模最大 的氣舉油田，年產(chǎn)油220×104t。單井平均增產(chǎn)21.0t/d，目前已累計增產(chǎn)281×104t，成為該油田主要的增產(chǎn)措施，保證了油田的高效、快 速開發(fā)。

三、故障診斷與技術咨詢2005年9月為中海油東海公司平湖油田氣舉采油井A10井進行了故障診斷及優(yōu)化。經(jīng)過故障診斷分析，并結(jié)合海上 平臺實際生產(chǎn)條件，提出了工藝參數(shù)優(yōu)化和整改措施，實施后A10井產(chǎn)量由200m³/d提高到600m3/d。2007年7月為冀東油田提供了氣舉技術咨詢服務,并在先導試驗中取得了良好效果。

四、井氣氣舉采油
針對讓那若爾油田氣舉規(guī)模迅速擴大，地面工程建設相對滯后，吐哈氣舉技術中心開發(fā)了鄰井氣氣舉采油技術。一方面充分利用 鄰井高壓氣資源，另一方面減少地面設備投資。2002年以來共應用42井次，投產(chǎn)成功率100%，單井平均增產(chǎn)油量21.25t/d，相當于節(jié) 約氣舉地面投資1700萬元。為充分利用蘇丹六區(qū)氣藏能量，氣舉技術中心編制了鄰井氣氣舉采油工程方案，2007年現(xiàn)場實施2口井，單井 平均增產(chǎn)243.3m³/d。

氣舉返排技術
2003年5月該技術成功應用于塔河油田，在TK715井用于酸壓后誘噴，施工最高壓力達到94MPa，誘噴后該井油壓12MPa，套壓 20MPa，日產(chǎn)油量在4mm油嘴控制下達到170t。之后塔河油田將壓裂氣舉快速返排技術作為油井酸壓后的唯一排液方式，進行了全面推廣應用。
2007年6月氣舉快速排液特色技術在玉門青西油田青2-44井應用成功，該井壓裂后未能自噴，經(jīng)過13小時的氣舉排液，返出液量115m³，返排率達85％后自噴生產(chǎn)，穩(wěn)定產(chǎn)量140m³/d，實現(xiàn)了高效快速返排的目的。

鋼絲作業(yè)技術
從1993至2006年12月，在氣舉井和注水井投撈作業(yè)中應用400井次、1300閥次，成功率平均達到97.5%。在35MPa高壓分層注氣井配氣閥投撈作業(yè)中投撈10閥次，投撈成功率100%。安裝氣井井下油嘴11井次，投撈成功率100%。事故處理55井次，打撈成功率95%。該技術已經(jīng)在吐哈油田、哈薩克斯坦讓那若爾油田等得到廣泛的應用。

4 科研裝備

氣舉模擬試驗系統(tǒng)
氣舉模擬試驗系統(tǒng)擁有的試驗井和多種設備可以模擬氣舉采油工藝各個過程，可以進行氣舉配套工具性能及材料試驗，為開展氣舉采 油技術研究和試驗提供了條件。氣舉閥調(diào)試臺氣舉閥調(diào)試臺是氣舉采油工程的主要設備之一，主要用于氣舉閥的檢驗試驗和調(diào)定壓力 等。

氣舉閥性能試驗裝置
通過試驗系統(tǒng)裝置可評價氣舉閥的性能，預測閥在井下的工作狀況，以保證和提高氣舉閥的加工制造質(zhì)量。將測試數(shù)據(jù)應用到現(xiàn)場生產(chǎn)實際中，可有效指導生產(chǎn)，提高氣舉采油工藝水平和氣舉系統(tǒng)生產(chǎn)效率。

關于天然氣氣舉信息參考>>>>