海洋石油開采工程第四章海上采油方式

1、海洋石油開采工程第四章海上采油方式第1頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第一節(jié)、海上油氣開采方式特點、選擇原則 常用采油方式：自噴和人工舉升方式。 人工舉升方式：有桿抽油泵、螺桿泵、電潛泵、水力活塞泵、射流泵、氣舉、柱塞泵、腔式氣舉、電潛螺桿泵、海底增壓泵。 一、海上采油方式選擇原則 1) 滿足油田開發(fā)方案的要求，在技術上又可行 2) 適應海上油田開采特點 3) 綜合經(jīng)濟效益好 第2頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第一節(jié)、海上油氣開采方式特點、選擇原則 二、海上油田適用的人工舉升方式 海上油田適用的人工舉升方式 1) 電動潛油泵優(yōu)點：排量大

2、、易操作、地面設備簡單，適用于斜井，可同時安裝井下測試儀表，海上應用較廣泛。缺點：不適用于低產(chǎn)液井，高電壓，維護費高，不適用于高溫井（一般工作溫度低于1300C），一般泵掛深度不超過3000m，選泵受套管尺寸限制。2)水力活塞泵優(yōu)點：不受井深限制（目前已知最大下泵深度已達&%5486m），適用于斜井，靈活性好，易調(diào)整參數(shù)，易維護和更換。可在動力液中加入所需的如防腐劑、降粘劑、清蠟劑等。缺點：高壓動力液系統(tǒng)易產(chǎn)生不安全因素，動力液要求高，操作費較高，對氣體較敏感，不易操作和管理，難以獲得測試資料。 第3頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第一節(jié)、海上油氣開采方式特點、選擇

3、原則 二、海上油田適用的人工舉升方式 3) 氣舉優(yōu)點：適應產(chǎn)液量范圍大，適用于定向井，靈活性好?？蛇h程提供動力，適用于高氣油比井況，易獲得井下資料。缺點：受氣源及壓縮機的限制，受大井斜影響（一般來說用于600以內(nèi)斜井），不適用于稠油和乳化油，工況分析復雜，對油井抗壓件有一定的要求。4) 噴射泵優(yōu)點：易操作和管理，無活動部件，適用于定向井，對動力液要求低，根據(jù)井內(nèi)流體所需，可加入添加劑，能遠程提供動力液。缺點：泵效低，系統(tǒng)設計復雜，不適用于含較高自由氣井，地面系統(tǒng)工作壓力較高。5) 電潛螺桿泵優(yōu)點：系統(tǒng)具有高泵效，適用于高粘度油井，并適用于低含砂流體及定向井，排量范圍大。缺點：工作壽命相對較低（

4、與ESP相比），一次性投資高。 第4頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四自噴采油法：完全依靠流體自身的能量將原油采出地面的方法叫自噴采油法，這樣的生產(chǎn)井叫自噴井。優(yōu)點：不需要補充能量，設備簡單,操作方便,投資少,經(jīng)濟效益高。第二節(jié) 自噴與氣舉采油、自噴采油第5頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四一、油井自噴的條件1.自噴井的結(jié)構(gòu)2.油井自噴的條件 gH井內(nèi)靜液柱壓力Pfr摩擦阻力Pt油壓第6頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四二、油管特性曲線反映油管流通特性的流通量與壓力的關系曲線，叫油管特性曲線。根據(jù)已知壓力點位置，分成

5、兩種：1流量與井口壓力的關系曲線 假設油井以不同產(chǎn)量qi生產(chǎn),由流入動態(tài)關系,得出相應井底流壓Pwfi,由壓力梯度計算方法,計算出相應的井口壓力Pti。第7頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四作出井口壓力與產(chǎn)量的關系曲線qpqi0PtiPwfiIPRB第8頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2.流量與井底壓力的關系曲線 流入動態(tài)關系描述地層流入井筒的規(guī)律,給出關于地層滲流的井底壓力與產(chǎn)量的關系如果：井口壓力Pt一定，假設油井以不同的產(chǎn)量qi生產(chǎn)，利用壓力梯度計算對應的井底流壓Pwfi第9頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四

6、這一Pwf與q關系曲線，描述油管的流通特性，與地層滲流無關。作出曲線:PwfPIPR油管工作特性曲線qOqB第10頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四三、 自噴井的協(xié)調(diào)生產(chǎn)及系統(tǒng)分析（一）、四個流動過程 1.地層滲流：遵守滲流規(guī)律,IPR曲線； 2.垂直管流：兩相流動規(guī)律,油管曲線； 3.咀流：多相咀流規(guī)律,咀流曲線； 4.地面管流：被油嘴分隔開。第11頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.井底：地層滲流出來的產(chǎn)量q與所剩Pwf正好等于垂直管推送該產(chǎn)量所需的井底壓力。即：地層產(chǎn)量 = 油管的舉升量 井底流壓 = 油管舉升所需的管鞋壓力2.井口：

7、流體的剩余壓力Pt正好等于油咀推送該產(chǎn)量所要求的咀前壓力。（二）、各流動過程的銜接第12頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（三）、全井的協(xié)調(diào)1.協(xié)調(diào)條件：井底井口都能銜接。2.協(xié)調(diào)點：兩曲線的交點。當q=qc時，Pwf-Pt有較低值。表明該產(chǎn)量下油管中壓力損失較低。qPPtPwfBdqcC第13頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.如Pwf Pwf1 q q1 Pt Pt1而使q1通過該油嘴需要PT的油壓， 所以，q1不能完全通過油嘴， 而地層又以q1繼續(xù)供給， 造成井底流體堆積 Pwf 回到C點。（四）、協(xié)調(diào)點的分析dPwfPIPRBCPt

8、PTAqPt1q1qPwf1第14頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2.如Pwf Pwf1 q q1 Pt Pt1而使q1通過該油嘴只需要PT的油壓， 引起大于q1的流量通過油嘴， 而地層又以q1繼續(xù)供給， 造成井底虧空。 Pwf 回到C點。CqPwfPqdIPRBPtPTAq1Pwf1Pt1第15頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（五）、協(xié)調(diào)點的調(diào)節(jié)方法1. 改變地層參數(shù) 如：注水、壓裂、酸化等2. 改變油管工作參數(shù)（管徑）3. 換油嘴 簡單易行，故常用。第16頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四油咀直徑不同，咀流曲

9、線不同，得不同的協(xié)調(diào)生產(chǎn)點?？刂朴途a(chǎn)量就是選用合適的油咀，達到合適的協(xié)調(diào)點。q4681016Pq5q4q3q2q1（六）、協(xié)調(diào)在自噴井管理中的應用1.利用油咀控制油井生產(chǎn)第17頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四當Pt較低時，大直徑油管的產(chǎn)量比小直徑的高;當Pt較高時，大直徑油管 的產(chǎn)量比小直徑的低。 因此，大直徑油 管不一定好。高產(chǎn)井用大油管，低產(chǎn)井用小油管。 31/221/2PqPtPt2優(yōu)選油管直徑第18頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 當?shù)貙訅毫ο陆?，IPR曲線下移，油管曲線隨之下移，使協(xié)調(diào)點左偏，產(chǎn)量下降。qd1d2Pq1q2若d

10、1不變，則q1 q2若q1不變，則d1 d23預測地層壓力的變化對產(chǎn)量的影響欲保持油井產(chǎn)量，需更換油咀，使新的協(xié)調(diào)點的產(chǎn)量與原來相同。第19頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四4預測停噴壓力若要求油壓Pt，過Pt作水平線EC與B相交。 EC不能與B3相交，表明地層壓力 下降到A3前,油井已不能正常 自噴了。應采取相應措 施維持生產(chǎn)。qPA3A2A1B1B2B3EC(Pt)第20頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（七）、井筒分析1. 井筒內(nèi)的壓力關系油管系統(tǒng)：Pt油壓Pfr沿油管流動時的摩阻損失mgH油管中的全部重力損失套管系統(tǒng)：Pwf=Pc+P

11、G+LLgL液面以下液體的平均密度L環(huán)空中的液柱高度PG環(huán)空氣柱所造成的壓力PtPBPcLH第21頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四忽略PG ， 則：Pwf =Pc+LLgPwf Pb時，氣體在某一高度處分離出來。套壓和油壓的關系：mgH+Pfr+Pt=Pc+LLg當 Pwf Pt自噴井正常生產(chǎn)時，各壓力之間的關系為： Pwf Pc Pt PB第22頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2生產(chǎn)分析a.井筒中流動阻力和液柱重力增大,導致Pt 如：油管中結(jié)蠟、原油脫氣、含水增多。b.油嘴被刺大時， Pt; 油嘴被堵時， Pt油管受堵油嘴受阻c.套壓變

12、化反映井底流壓的變化。 若： Pt Pc Pwf q ， 一般認為是出油管線被堵所致。第23頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四對象：油氣井生產(chǎn)系統(tǒng)；基本思想：設置節(jié)點,隔離油井系統(tǒng)為子系統(tǒng)主要線索：壓力和流量變化，聯(lián)系各流動過 程，確定系統(tǒng)的流量。 （一）、基本概念 1油井生產(chǎn)系統(tǒng) 油井生產(chǎn)系統(tǒng)是指從油層到地面油氣分離器這一統(tǒng)一的水力學系統(tǒng)。四、節(jié)點系統(tǒng)分析第24頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2. 節(jié)點：節(jié)點即位置。 a.普通節(jié)點:一般指兩段不同流動過程的銜接點、系統(tǒng)的起止點。不產(chǎn)生與流量有關的壓降。 b.函數(shù)節(jié)點:一般在具有限流作用的裝

13、置處。由于在其局部產(chǎn)生的壓降為流量的函數(shù)而得名。 c.解節(jié)點:問題獲得解決的節(jié)點稱為求解節(jié)點，簡稱解節(jié)點或求解點。它將整個系統(tǒng)劃分為流入節(jié)點和流出節(jié)點兩個部分。第25頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第26頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1. 建立油井模型并設置節(jié)點 2. 解節(jié)點的選擇3. 計算解節(jié)點上游的供液特征4. 計算解節(jié)點下游的排液特征5. 確定生產(chǎn)協(xié)調(diào)點6. 進行動態(tài)擬合7. 程序應用 （二）、節(jié)點分析的基本步驟 第27頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（三）、示例1. 井底為求解點第28頁，共106頁，

14、2022年，5月20日，12點43分，星期四（c）（d）p第29頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四選井底為求解點，可以：第30頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2.井口為求解點（無油嘴）第31頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四3.井口為求解點(安裝地面油嘴)q5q4681016Pq4q3q2q1dqPPtPwfBqcC第32頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四自噴后期的問題q2d1Pq1q氣舉采油概述 地層能量下降，所提供的壓力小于舉升時要消耗的壓力，油井停噴。第33頁，共106頁，2022年

15、，5月20日，12點43分，星期四解決方法 減少自噴過程的壓降，在地層所能供給的壓能范圍內(nèi)，使油井恢復自噴。 分析壓降公式，欲降低P,需降低m。把氣體從地面注入井筒內(nèi)，可以增加R，從而達到降低m的目的。第34頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四氣源1.要求: 2.來源： a.高壓天然氣。 b.低壓天然氣，經(jīng)壓縮機加壓注入。a.具有足夠的壓力，b.必須不含氧氣。 人為地把氣體壓入井底，使油噴出地面，這種生產(chǎn)方法叫氣舉采油法。第35頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四氣舉采油特點優(yōu)點：井口、井下設備簡單，氣舉不受 套管尺寸限制，生產(chǎn)靈活，管理 比較方

16、便。適用范圍廣，尤其適 用于海上采油、深井、斜井、含 腐蝕性氣體或含砂多、不適于泵 抽的油井。缺點：地面設備復雜、投資大、需要氣 源，要求套管能承受高壓。第36頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（一）氣舉系統(tǒng)構(gòu)成1. 壓縮站；2. 地面配氣站；3. 單井生產(chǎn)系統(tǒng)；4. 地面生產(chǎn)系統(tǒng)。重點：單井生產(chǎn)系統(tǒng)。地面生產(chǎn)系統(tǒng)與其他舉升方式基本相同。 一、氣舉裝置與氣舉卸載第37頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第38頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.氣舉前狀態(tài)油井停噴時，油管和環(huán)空液面處于同一位置。2.氣舉過程（二）、氣舉

17、的啟動壓力和工作壓力 向環(huán)空注入壓縮氣時，環(huán)空液面被擠壓向下，油管中的液面則上升。當環(huán)空液面下降到管鞋時，壓風機達到最大壓力，稱為啟動壓力Pe。壓縮氣進入油管后，使油管內(nèi)原油充氣，液面不斷上升，直至噴出地面。第39頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 噴出前，Pwf Ps ； 噴后，使油管內(nèi)m越來越低，油管鞋壓力急劇降低，井底壓力及壓風機壓力隨之急劇下降。當 Pwf Ps 時，地層開始產(chǎn)油，并使油管內(nèi)m稍有增加，致使壓風機壓力復而上升。最后，液面在管鞋處達到動態(tài)平衡，這時壓風機的壓力稱為工作壓力Po。第40頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四若：

18、Pe Pc ，則氣舉無法實現(xiàn)。 Pc壓縮機的額定輸出壓力。PePtPo3. 啟動時壓風機壓力變化曲線第41頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 啟動壓力的大小與氣舉方式、油管下入深度、井徑、油管直徑以及靜液面的位置有關。 a、液體溢出井口： 啟動壓力：Pe=LLg (2-1a) Pe最大啟動壓力；L油管長度 b、液體不溢出井口： 啟動壓力：Pe=(h+h)Lg (2-1b) 4. 啟動壓力的計算第42頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四h(D2-d2)/4=(/4)d2h得：h=(D2/d2 -1)h 代入(2-1b)式得：Pe=hLgD2/d2

19、 (2-1c)hhD套管內(nèi)徑 d油管直徑 h油管在靜液面下的沉沒度。第43頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 當?shù)貙覭大，被擠壓的液面下降很緩慢時，環(huán)空中的液體部分被地層吸收。極端情況，全部吸收。環(huán)空液面到達管鞋時，油管液柱幾乎沒有升高，此時，啟動壓力由沉沒度決定。 Pe=hLg Pe最小啟動壓力 因此： Pe Pe Pe (2-1)第44頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 若Pe大于壓縮機的額定輸出壓力，該壓縮機就無法把環(huán)空中的液體壓入油管內(nèi)，氣體不能進入油管，就不能實現(xiàn)氣舉。 要想實現(xiàn)氣舉，需大功率的壓縮機來保證氣舉的啟動。但正常生產(chǎn)時不

20、需要這么大的功率，造成浪費，增加了設備的成本。 為實現(xiàn)氣舉，同時降低成本，必須減小Pe，有效的方法是安裝氣舉凡爾。第45頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1. U 型管等壓面原理；2. 壓縮機以Po氣舉，不能把環(huán)空液面完全壓入油管內(nèi)，只能把液面向下壓一定深度(液面位于油管內(nèi)壓力等于Po點)。（三）、氣舉的卸載過程第46頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四3. 在這一位置上方的油管上打孔,氣體可將油管內(nèi)孔之上的這段液體舉出。4. 液體舉出，油管內(nèi)壓力下降,環(huán)空液面下降到一定深度后達到穩(wěn)定,打第二個孔。5. 當?shù)诙€孔進氣時，第一個應封住。第47頁

21、，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四6. 逐級將液面壓向一定位置。 能滿足打開和封閉油管孔眼的裝置 叫氣舉凡爾，這樣只需要工作壓力就能啟動氣舉。 正常氣舉時開啟的凡爾叫工作凡爾 上面其余的凡爾稱啟動凡爾第48頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第49頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.注氣通道；2.油管柱上注氣孔的開關；3.降低注氣的啟動壓力。以注氣工 作壓力按預期的產(chǎn)量進行開采；4.靈活改變注氣深度，適應供液能 力的變化；（四）、氣舉閥的作用第50頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四5. 間歇氣

22、舉的工作閥可以防止過高 的注氣壓力影響下一個注氣周期, 控制每次注氣量；6. 改變舉升深度，增大油井生產(chǎn)壓 差，以清潔油層解除污染；7. 氣舉閥中的單流閥可以阻止井液 從油管倒流向油套環(huán)空。 第51頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第52頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（五）、 氣舉凡爾的類型1.按壓力控制方式可分為： 節(jié)流閥 氣壓閥或稱套壓操作閥 液壓閥或稱油壓操作閥 復合控制閥第53頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四節(jié)流閥在關閉狀態(tài)時與氣壓閥相同，但一旦打開后，僅對油壓敏感。打開閥，需要提高套壓，關閉閥則降低油

23、壓或套壓；氣壓閥在關閉狀態(tài)時，有50-100%對套壓敏感，而打開后，僅對套壓敏感。為了開、關氣舉閥，必須分別提高或降低套壓；第54頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四液壓閥與氣壓閥正好相反，為了開、關氣舉閥，必須分別降低或提高油壓；復合控制閥，也稱液壓打開，氣壓關閉閥。即提高油壓則打開閥，降低套壓則關閉閥。第55頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2. 按氣舉閥在井下所起的作用， 氣舉閥可分為: 卸載閥、工作閥和底閥。3. 按氣舉閥自身的加載方式可分為: 充氣波紋管閥和彈簧氣舉閥。4. 按氣舉閥安裝作業(yè)方式分為： 固定式氣舉閥和投撈式氣舉閥。 第

24、56頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 所謂套壓控制或油壓控制是指氣舉凡爾對Pt或Pc 哪個更敏感。與凡爾接觸面積大的壓力就是凡爾的支配壓力。用于連續(xù)氣舉的凡爾,要在打開狀態(tài)時對Pt敏感一些，油壓下降，凡爾關閉一些，減小進氣量；油壓上升，凡爾打開一些，增大進氣量，以保持Pt趨于穩(wěn)定。用于間歇氣舉的凡爾，在打開時，應最大限度擴張孔眼，并在關閉前一直保持全開狀態(tài)。以保證注氣期間把液體段塞舉出地面。第57頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四當凡爾關閉時：試圖打開凡爾的力: Fo=Pc(Ab-Ap)+PtAp 充氣室保持凡爾關閉的力: Fc=PdAb以

25、Pvo表示凡爾將要開啟瞬間凡爾處的套管壓力AbPdApPcPcPt封包充氣室（六）、氣舉凡爾的工作原理1. 套管壓力操作凡爾第58頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四開啟瞬間:Fo= Fc 即：PdAb=Pvo(Ab-Ap)+PtAp凡爾開啟壓力為: (2-2)Pvo=(PdAb-PtAp)/(Ab-Ap)Pd凡爾在井下時封包內(nèi)的壓力；R 凡爾孔面積與封包面積之比，即:R=Ap/Ab 當凡爾處的套管壓力 PcPvo時，凡爾就被打開。(2-4)(2-6)第59頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四當凡爾打開時：保持凡爾開啟的力: Fo=Pc(Ab-A

26、p)+PcAp=PcAb欲使凡爾關閉的力: Fc=PdAb欲使凡爾關閉則 FcFo, 即:PdAbPcAb以Pvc表示凡爾關閉瞬間凡爾處的套管壓力 Fo= Fc 即：Pvc= Pd (2-7a)當凡爾處的套管壓力PcPd時,凡爾就會關閉凡爾關閉壓力僅與封包壓力有關,與Pt無關。 因為AbAp，所以，對Pc敏感。第60頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四當凡爾關閉時：試圖打開凡爾的力: Fo=Pc(Ab-Ap)+PtAp 保持凡爾關閉的力: Fc=PdAb+St(Ab-Ap)St由彈簧張力所產(chǎn)生的等效壓力。以Pvo表示凡爾開啟瞬間凡爾處的套管壓力。2. 雙元件套壓操作凡爾

27、比套壓操作凡爾多了一個彈簧，由彈簧和氣室共同提供關閉力。第61頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四開啟瞬間：Fo= Fc 于是，凡爾開啟壓力為: Pvo=(PdAb-PtAp)/(Ab-Ap)+St當凡爾打開時：保持凡爾開啟的力: Fo=Pc(Ab-Ap)+Pc Ap=PcAbAbPdApPcPcPt封包充氣室St第62頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四欲使凡爾關閉的力: Fc=PdAb+St(Ab-Ap ) 欲使凡爾關閉，則：FcFo 即：PdAb+St(Ab-Ap)PcAb以Pvc表示凡爾關閉瞬間凡爾處的套管壓力 關閉瞬間：Fo= Fc 即

28、：Pvc= Pd +St(1-R) 第63頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四3.油壓(液壓)操作凡爾 在關閉條件下,Pt作用在封包上，而Pc則作用在凡爾上。與套壓操作凡爾相反，它對油壓更敏感。AbPdApPcPt封包充氣室St此時的開啟壓力是指凡爾打開瞬間的油管壓力Pvc=Pd+St(1-R)第64頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四4.彈簧凡爾（壓差式凡爾） 正常情況下，在彈簧的作用下,凡爾坐在下凡爾座上,處于開啟狀態(tài)。因孔眼節(jié)流，PtPc(即St)時，凡爾關閉。第66頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四關閉狀態(tài)下：試

29、圖打開凡爾的力: Fo=AdSt+PtAu 保持凡爾關閉的力: Fc=PcAuAu 上凡爾座孔眼面積凡爾開啟壓力：(Pt)o=Pc- 凡爾開啟壓差：Po=Pc-(Pt)o= 由于Ad/Au1， Po(Pt)c 第67頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 此凡爾通常用作啟動凡爾，一旦關閉，就完成了使命,再不容易打開。正常氣舉過程中,希望它一直關閉。 為了減少井下凡爾數(shù)，要求凡爾有盡量大的Pc，可增大St ； 為使啟動后凡爾有可靠的關閉狀態(tài)，要獲得小的Po，則應減小Ad/Au，即增加孔徑差。第68頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（七）、氣舉閥的安

30、裝與調(diào)試安裝方式主要有兩種：固定式（閥只能同油管一齊進出）投撈式 偏心工作筒用于安裝、固定氣舉閥,并為投撈氣舉閥起導向作用。第69頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四調(diào)試的步驟為：充氮氣:(大于設計打開壓力0.03-0.05MPa)老化處理： (模擬井下承壓,加至2.98MPa,并保持15min)恒溫：15.6C(60F),并保持15min 氣壓閥的氣室壓力:(2-8)(2-9a)第70頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 Tv井下閥所處位置的預測溫度,F。 pti第i級閥位置處的預測油壓。 試驗架打開壓力：Ct氮氣壓力隨井筒溫度變化的修正系數(shù)。

31、(2-9b)(2-9c)(2-10)第71頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.開式氣舉裝置：無封隔器 地面注氣壓力波動會引起油套環(huán)空液面升降,每次關井后,必須重新卸載。2.半閉式氣舉裝置：單封隔器完井 注入氣不能從油管底部進入油管。且油井一旦卸載，流體就無法回到油套環(huán)空。適用于連續(xù)氣舉和間歇氣舉。（八）、氣舉裝置類型第72頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第73頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四單封隔器及單流閥完井 與半閉式裝置類似，并在油管柱底端裝有固定單流閥。避免了開式裝置的弊端，使高壓氣體和井筒液體不能進入地

32、層。3.閉式氣舉裝置第74頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（一）、氣舉的最大產(chǎn)量1.最佳油氣比 在一定q下,dp/dz最小的R叫該產(chǎn)量下的最佳油氣比。2.最佳油氣比曲線 同樣管徑下，產(chǎn)量不同，最佳油氣比不同。產(chǎn)量越高，最佳油氣比越小。作出q與R最佳的關系曲線，叫最佳油氣比曲線。二、氣舉生產(chǎn)參數(shù)的確定第75頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四q最佳R第76頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 假設井口要求的壓力一定，根據(jù)不同的產(chǎn)量qi與之對應的最佳氣液比Ri，可算得不同產(chǎn)量下的井底流壓。所得的井底流壓與產(chǎn)量的關系曲線叫最

33、佳油氣比油管曲線。它與IPR曲線的交點就是滿足最佳油氣比的氣舉產(chǎn)量，因而也是氣舉可能的最大產(chǎn)量。因此:（1）氣舉的產(chǎn)量是有限的； （2）氣舉的產(chǎn)量還取決于入井動態(tài)。3最佳油氣比油管曲線第77頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四qP最佳油氣比油管曲線第78頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四我們已知在最佳油氣比下的產(chǎn)量，根據(jù)最佳油氣比曲線可定出其油氣比。已知生產(chǎn)油氣比：Rp要求的最佳油氣比為R最佳 則注入氣量：（二）、注入氣量第79頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四根據(jù)協(xié)調(diào)點得井底壓力Pwf，氣體要進入油管，PdiPwf

34、?。篜di=Pwf ，而：Pwf=Psi-Pfr+Pg，因此：Psi=Pwf+Pfr-Pg ，其中：Psi地面注氣壓力 Pg環(huán)空氣柱產(chǎn)生的壓力（三）、注入壓力第80頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四三、氣舉設計 由設備的注氣量、注氣壓力及IPR確定。內(nèi)容：氣舉方式、裝置類型、氣舉點深度、 氣液比、產(chǎn)量、凡爾位置、類型、 尺寸及裝配要求。連續(xù)氣舉間歇氣舉氣舉方式裝置類型半閉式開式閉式第81頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四（一）、氣舉井內(nèi)的壓力分布 環(huán)空氣柱靜壓力分布近似為直線：Pg(X)X處的氣柱壓力,(絕對);Pko井口壓力,(絕對); g

35、重力加速度gs 標準狀況下的氣體密度； X深度Ts、Ps 標準狀況下的溫度和壓力；Tav、Zav平均溫度、氣體壓縮因子。第82頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四注氣點以上,壓力梯度低注氣點以下,壓力梯度高氣舉時的壓力平衡式：Pt+GfaL+Gfb(D-L)=PwfPPwfPtPkoDL油管內(nèi)壓力分布第83頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1.已知IPR、qL、Pt、Pko 確定qg、L(1)由qL和IPR曲線定Pwf(2)根據(jù)qL、井底流壓、 生產(chǎn)油氣比，按多相管 流法算壓力分布曲線。PPwfPtPkoDL平衡點注氣點（二）、生產(chǎn)參數(shù)的計算第

36、84頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(3)計算環(huán)空的氣柱壓力分布曲線得交點， 即平衡點；(4)取0.5-0.7MPa,得注氣點位置。(5)從注氣點起，取不同的總氣液比按兩相 垂直管規(guī)律，計算出井口壓力Pti，根據(jù) 所要求的Pt,內(nèi)插求出氣液比：第85頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(7)由R、Pt計算壓力分布曲線，即生產(chǎn)時的油管壓力分布曲線。可作為氣舉凡爾的設計壓力線。(6)由所求出的總R、生產(chǎn)油氣比及產(chǎn)量，確定注氣量：qgi=(R-Rp)qLPt2平衡點注氣點PwfPt1PkoLPtPt3 P第86頁，共106頁，2022年，5月20日

37、，12點43分，星期四2.已知Pt, qg,Pko,IPR確定qo和注氣點深度 (1)假定若干個產(chǎn)量，由生產(chǎn)油氣比和注入氣量得氣舉油氣比Ri=(qg+q0iRp)/q0i;根據(jù)井口壓力由多相流計算不同產(chǎn)量的壓降曲線。 (2)計算套管的壓力分布線，并減去后得平行線C,與壓降曲線的交點是不同產(chǎn)量的注氣點。第87頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 (3)由各注氣點的壓力與深度起，按生產(chǎn)油氣比，計算各產(chǎn)量下的壓降曲線得井底壓力Pwfi。(4)作出井底壓力與產(chǎn)量的關系曲線，它是一半氣舉，一半自噴的油管曲線， 它與IPR的交點就協(xié)調(diào)生產(chǎn)點。(5)計算出協(xié)調(diào)產(chǎn)量下壓力分布曲線與C線

38、的交點為注氣點。第88頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四qoPwfqPwfLPtPkoPwf1注氣點CPPwf2PwfPwf 3第89頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(1)液面離井口距離較小a. 下壓過程 b. Pt=LILg =Pmax LI=Pmax/Lg-20 LI第一凡爾的下入深度；Pmax壓縮機額定輸出壓力。 （三）、氣舉凡爾的安裝位置1.第一個氣舉凡爾的下入深度第90頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(2) 液面離井口距離較遠a. (/4)d2h=(/4)(D2-d2)h h=(D2/d2-1)hPt=

39、(h+h )Lg=Pmax解出:h =(d2/D2)Pmax/Lg 設Ls為停噴時的液面深度，則 LI=h +Ls =Ls+(d2/D2)Pmax/Lg-20DhhLs第91頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(1)舉升過程：隨油管流體被舉升到地面，環(huán)空液面下降。后期舉升量減少，液面下降緩慢，最后幾乎停止。(2) Pt2=Pt1+ZLg =Pmax(3) Z=(Pmax-Pt1min)/Lg(4) LII=LI+(Pmax-Pt1min)/Lg-10(5)關閉壓差:Pt1min是液面到凡爾II處時凡爾I處的油管壓力。這時，我們要求凡爾I關閉，Pmax-Pt1min叫關閉

40、壓差。2. 第二個凡爾的安裝深度第92頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(1)推廣前式：Li=Li-1+(Pmax-Pti-1)/Lg -10Li第i個凡爾的下入深度；Pti-1 第i-1個凡爾關閉時的油管壓力。結(jié)論：確定以后各級凡爾的下入深度，關鍵 是確定上一凡爾的關閉壓差；或確定 上一凡爾的后期油管壓力。(2)氣舉凡爾處的壓力Pti 根據(jù)設計氣舉參數(shù)時的油管壓力分布曲線確定(3)凡爾孔徑 根據(jù)凡爾處的壓差，注入氣量， 由氣體咀流公式確定凡爾孔徑。3. 第i個爾凡爾的下入深度第93頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 間歇氣舉成本低、靈活性好， 常用于低壓地層、中低產(chǎn)量井。（一）、常規(guī)間歇氣舉 它是連續(xù)氣舉的一種變型。 在開采的中后期，將連續(xù)氣舉改為間歇氣舉，可以節(jié)省氣源或增加排液深度 。 間歇氣舉有時可作為強化排液的手段； 間歇氣舉可建立更低的井底流壓。 四、間歇氣舉第94頁，共106頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四(1) 氣體舉升液段在油管中上升，并在油管壁形成液膜。同時液體繼續(xù)從地層流入油管。(2) 液段產(chǎn)出階段，油管中液體段塞長度比上一階段變短得更快（氣體竄入、液體回落、液柱頂部離開井口）。 應在井底聚積最大可能的液體量。流體的舉升可分為四個