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摘 要：文东油田具有深层、低渗、异常高压高温、高饱和压力、高气油比、高矿化度、低密度和低粘度等特点。针对文东盐间油藏高气油比的特性，最初在开采方式上采取气举为主、机抽为辅的开采方式。随着气举规模的缩小，抽油机井逐渐占主导地位。高气液比深井主要位于在油藏边部的注采不完善区，主要依靠弹性开采，地层能量下降较快，动液面一般在2000m以下，举升难度大和高气液比都给采油配套造成较大的困难，制约了油田的开发。本文针对文东高气液比深井工艺配套展开论述，介绍了此类井配套工艺技术及科技成果，希望对广大油田的同事有所帮助。
关键词：工艺配套 高气液比 深井 防气防砂
一、目前存在问题
1.高气液比深井产量低、开发难度大
高气液比深井大多采用管式泵生产，一方面在开发过程中由于油藏压力的降低，井筒内会大量析出游离气，因此在抽汲时总是气液两相同时进泵，气体进泵必然降低了进入泵内的液体量而减小了泵的充满系数，降低了泵效，气液比越大的井泵效越低；另一方面由于油藏埋深更深且弹性开采，动液面低，抽油井深抽时常规管式泵泵筒处于高温、高压差环境内，上冲程时泵筒与柱塞之间的间隙漏失大幅度增加，造成泵效偏低。两方面原因导致开发难度增大。
2.高气液比深井开采成本高、经济效益低
目前高气液比深井主要采取气举和抽油机两种开采方式，在开采过程中，由于高气液比和井深的影响，气举井易出现波纹管破损、阀球阀座密封不严、工作筒穿孔，抽油井载荷大、偏磨严重，造成整体检阀和检泵周期短。
二、高气液比深井采油配套必要性研究
1.高气液比深井气举举升工艺配套必要性研究
目前常规气举阀的波纹管充气压力为8-9MPa，表面抗内外压差强度30MPa，而文东深井地层压力在46MPa以上，最高至67.6MPa，因此气举阀的波纹管在井下易发生损坏。
常规气举阀波纹管环绕部分为中空，阀打开瞬间对波纹管产生很大的冲击，波纹管易弯曲变形。
常规气举工作筒，采用的是将零部件焊接在油管短节上加工而成。工作筒采用焊接加工工藝时，油管短节本体、零部件、焊料三者之间金属材质难以到达一致。且焊接时的高温改变了母材的晶体结构，焊接区域产生应力集中和焊接缺陷。这些都直接降低了工作筒的耐腐蚀性能，易造成腐蚀穿孔。
2.高气液比深井抽油机井下工艺配套研究的必要性
影响泵效的主要原因之一就是泵腔内的充满系数，泵的充满系数可表示为：
其中，K=Vs/Vp；
式中，β为泵的充满系数，表示气体对泵效的影响程度，小数；Vp为活塞让出体积，m3；Vs为余隙容积，m3；K为余隙比，小数；R为泵内气液比，m3/m3；fw为体积含水率，小数；Rp为生产气液比，m3/m3；Ps为泵内溶解气油比，m3/m3。
由上式可知，气液比越大，泵的充满系数越小，泵效就越低。
此外，深井抽油杆柱随着泵挂的加深，杆柱重量增大，井下杆柱弯曲严重，偏磨造成的躺井比例也越来越高。
三、配套工艺研究
1.气举工艺配套
1.1气举阀波纹管材质的优选
气举阀波纹管是气举阀的心脏部分，波纹管的好坏直接决定了气举阀的性能。采用加厚1Cr18Ni9Ti材料制作波纹管，耐压性能提高不明显达不到要求。
Monel 400铜镍合金管具有高强度、耐腐蚀、耐磨损的物理特性，抗拉强度≥480MPa，屈服强度≥195MPa，延伸率≥35%，为波纹管的理想材料。
1.2增加支撑块
在波纹管环绕部分内部加装支撑块，限制波纹管行程。两个支撑块之间留有2-3mm的空隙，在阀打开的瞬间支撑块迅速接触，减少对波纹管的冲击，避免波纹管变形损坏。
1.3气举阀阀球与阀座密封性的改进
将原来气举阀的线密封改为面密封，阀座为与阀球球面相互对应的弧形结构，加强了气举阀在高压、高温、高盐环境下的密封性，确保气举井正常生产。
1.4高强度气举工作筒研究
第一套方案：改用高级焊接工艺，增加热处理工艺。由于材质的不完全匹配等原因，热处理后的工作筒焊接处的耐腐蚀性能，仍不到母材原来的性能。且加工工艺复杂、成本高。
第二套方案：采用螺纹连接零部件加工而成。加工螺纹降低了管壁厚度、降低了短节的抗拉性，且安装块与保护块的同轴度难以保证。
第三套方案：采用整体材料加工而成。各种性能指标较易达到，有一定的机加工难度，成本较高。
经研究最终采用了第三套方案。从工作筒抗拉强度、抗压强度、耐腐性能和紧凑性四方面进行改进，研制了高强度气举工作筒。
2.高气液比深井深抽配套工艺
2.1采用双层厚壁深抽泵
常规泵在深井中漏失量增大的主要原因是泵筒在液柱压力与沉没压力之差的作用下膨胀，增大了泵筒与柱塞之间的间隙。为减少泵的漏失，参考过桥泵的结构，研制开发了双层厚壁深抽泵。其泵筒在工作过程中内外压差为零，减少了泵在工作过程中的漏失量，提高了泵效。
2.2研制防气过桥泵
高气液比深井类油藏，普通抽油泵易产生气体影响，严重时会产生气锁的现象。目前采用的防气工具主要是将含气液体在进入泵筒前实现气液分离，通过改进实现一种在泵筒内实现气液分离的抽油泵。
新式防气过桥泵首先要具备常规过桥泵的优点，泵下可以接加长尾管深抽；其次该泵要具备防气抽油泵的优点，泵筒设计上要有防气功能；其次在材质和表面处理工艺上要有创新性，要具备很好的抗弯曲变形及抗腐蚀性能，这样才可满足高气液比结盐抽油井的生产需要，有效提高泵效和延长检泵周期。
2.3利用多功能防气防砂装置
该装置可达到三级防气一级防砂的目的。
一级防气：在装置吸入口进行分离。气液混合流在装置的筛管处径向流进防气装置，通过消泡器产生碰撞使混气流的液珠增大，同时使液流中的气泡分离出来，气液流在筛管与消泡器的环空向上流动并在消泡器的出口改变流动方向，这时大部分气体从液体中分离出来从排放阀组处排出。
二级防气+防砂：在多功能防气防砂装置构成的回流空间中进行比较彻底的液气分离。气液在消泡器出口进行分离后在装置的环空中依靠重力向下流动，进入交换腔后残余气泡继续从井液分离并形成较大气泡分离，在回流空间（60m）残余气泡从液流中不断溢出向上流动，而液体从金属棉防砂滤管（起到防砂效果）进入装置的中心管后进入二级离心分离器。
三级防气：在装置的二级分离器中进行再次分离，进入二级分离器的井液以旋流形式流经二级分离器进行分离。
四、结论与认识
1.对特高气液比深井采取气举开采方式，配套高强度气举阀和高性能气举工作筒，利用变流压设计法，可以有效的增加气举井举深，达到提液和缩短检阀周期的效果。
2.高气液比深井采取配套四级防气工艺，防气过桥泵+多功能防气防砂装置，达到四级防气一级防砂的效果，同时提高泵效。
3.中高气液比深井配套防气过桥泵或双层厚壁深抽泵+多功能防气防砂装置，达到降低抽油泵漏失量和减少气体影响的效果。
4.配套应用HY级抽油杆+玻璃钢杆组合，达到增大抽油泵下入深度、提高泵效、节能降耗的效果。
参考文献
[1] 王世鹏，赵敏. “三低”油藏试气工艺研究[J]. 油气井测试. 2007（05）
[2] 李根生，罗洪斌，黄中伟，牛继磊. 高油气比井液力混抽增效机理及应用[J]. 石油钻探技术. 2008（06）
[3] 邹晓燕，赵昕铭，项勇，霍夙彦，赵海涛. 高气液比油井的功图量液技术探讨[J]. 中国石油和化工. 2009（01）
[4] 童敏，齐明明，马培新，王保民. 高气液比气井井底流压计算方法研究[J]. 石油钻采工艺. 2006（04）
关键词：工艺配套 高气液比 深井 防气防砂
一、目前存在问题
1.高气液比深井产量低、开发难度大
高气液比深井大多采用管式泵生产，一方面在开发过程中由于油藏压力的降低，井筒内会大量析出游离气，因此在抽汲时总是气液两相同时进泵，气体进泵必然降低了进入泵内的液体量而减小了泵的充满系数，降低了泵效，气液比越大的井泵效越低；另一方面由于油藏埋深更深且弹性开采，动液面低，抽油井深抽时常规管式泵泵筒处于高温、高压差环境内，上冲程时泵筒与柱塞之间的间隙漏失大幅度增加，造成泵效偏低。两方面原因导致开发难度增大。
2.高气液比深井开采成本高、经济效益低
目前高气液比深井主要采取气举和抽油机两种开采方式，在开采过程中，由于高气液比和井深的影响，气举井易出现波纹管破损、阀球阀座密封不严、工作筒穿孔，抽油井载荷大、偏磨严重，造成整体检阀和检泵周期短。
二、高气液比深井采油配套必要性研究
1.高气液比深井气举举升工艺配套必要性研究
目前常规气举阀的波纹管充气压力为8-9MPa，表面抗内外压差强度30MPa，而文东深井地层压力在46MPa以上，最高至67.6MPa，因此气举阀的波纹管在井下易发生损坏。
常规气举阀波纹管环绕部分为中空，阀打开瞬间对波纹管产生很大的冲击，波纹管易弯曲变形。
常规气举工作筒，采用的是将零部件焊接在油管短节上加工而成。工作筒采用焊接加工工藝时，油管短节本体、零部件、焊料三者之间金属材质难以到达一致。且焊接时的高温改变了母材的晶体结构，焊接区域产生应力集中和焊接缺陷。这些都直接降低了工作筒的耐腐蚀性能，易造成腐蚀穿孔。
2.高气液比深井抽油机井下工艺配套研究的必要性
影响泵效的主要原因之一就是泵腔内的充满系数，泵的充满系数可表示为：
其中，K=Vs/Vp；
式中，β为泵的充满系数，表示气体对泵效的影响程度，小数；Vp为活塞让出体积，m3；Vs为余隙容积，m3；K为余隙比，小数；R为泵内气液比，m3/m3；fw为体积含水率，小数；Rp为生产气液比，m3/m3；Ps为泵内溶解气油比，m3/m3。
由上式可知，气液比越大，泵的充满系数越小，泵效就越低。
此外，深井抽油杆柱随着泵挂的加深，杆柱重量增大，井下杆柱弯曲严重，偏磨造成的躺井比例也越来越高。
三、配套工艺研究
1.气举工艺配套
1.1气举阀波纹管材质的优选
气举阀波纹管是气举阀的心脏部分，波纹管的好坏直接决定了气举阀的性能。采用加厚1Cr18Ni9Ti材料制作波纹管，耐压性能提高不明显达不到要求。
Monel 400铜镍合金管具有高强度、耐腐蚀、耐磨损的物理特性，抗拉强度≥480MPa，屈服强度≥195MPa，延伸率≥35%，为波纹管的理想材料。
1.2增加支撑块
在波纹管环绕部分内部加装支撑块，限制波纹管行程。两个支撑块之间留有2-3mm的空隙，在阀打开的瞬间支撑块迅速接触，减少对波纹管的冲击，避免波纹管变形损坏。
1.3气举阀阀球与阀座密封性的改进
将原来气举阀的线密封改为面密封，阀座为与阀球球面相互对应的弧形结构，加强了气举阀在高压、高温、高盐环境下的密封性，确保气举井正常生产。
1.4高强度气举工作筒研究
第一套方案：改用高级焊接工艺，增加热处理工艺。由于材质的不完全匹配等原因，热处理后的工作筒焊接处的耐腐蚀性能，仍不到母材原来的性能。且加工工艺复杂、成本高。
第二套方案：采用螺纹连接零部件加工而成。加工螺纹降低了管壁厚度、降低了短节的抗拉性，且安装块与保护块的同轴度难以保证。
第三套方案：采用整体材料加工而成。各种性能指标较易达到，有一定的机加工难度，成本较高。
经研究最终采用了第三套方案。从工作筒抗拉强度、抗压强度、耐腐性能和紧凑性四方面进行改进，研制了高强度气举工作筒。
2.高气液比深井深抽配套工艺
2.1采用双层厚壁深抽泵
常规泵在深井中漏失量增大的主要原因是泵筒在液柱压力与沉没压力之差的作用下膨胀，增大了泵筒与柱塞之间的间隙。为减少泵的漏失，参考过桥泵的结构，研制开发了双层厚壁深抽泵。其泵筒在工作过程中内外压差为零，减少了泵在工作过程中的漏失量，提高了泵效。
2.2研制防气过桥泵
高气液比深井类油藏，普通抽油泵易产生气体影响，严重时会产生气锁的现象。目前采用的防气工具主要是将含气液体在进入泵筒前实现气液分离，通过改进实现一种在泵筒内实现气液分离的抽油泵。
新式防气过桥泵首先要具备常规过桥泵的优点，泵下可以接加长尾管深抽；其次该泵要具备防气抽油泵的优点，泵筒设计上要有防气功能；其次在材质和表面处理工艺上要有创新性，要具备很好的抗弯曲变形及抗腐蚀性能，这样才可满足高气液比结盐抽油井的生产需要，有效提高泵效和延长检泵周期。
2.3利用多功能防气防砂装置
该装置可达到三级防气一级防砂的目的。
一级防气：在装置吸入口进行分离。气液混合流在装置的筛管处径向流进防气装置，通过消泡器产生碰撞使混气流的液珠增大，同时使液流中的气泡分离出来，气液流在筛管与消泡器的环空向上流动并在消泡器的出口改变流动方向，这时大部分气体从液体中分离出来从排放阀组处排出。
二级防气+防砂：在多功能防气防砂装置构成的回流空间中进行比较彻底的液气分离。气液在消泡器出口进行分离后在装置的环空中依靠重力向下流动，进入交换腔后残余气泡继续从井液分离并形成较大气泡分离，在回流空间（60m）残余气泡从液流中不断溢出向上流动，而液体从金属棉防砂滤管（起到防砂效果）进入装置的中心管后进入二级离心分离器。
三级防气：在装置的二级分离器中进行再次分离，进入二级分离器的井液以旋流形式流经二级分离器进行分离。
四、结论与认识
1.对特高气液比深井采取气举开采方式，配套高强度气举阀和高性能气举工作筒，利用变流压设计法，可以有效的增加气举井举深，达到提液和缩短检阀周期的效果。
2.高气液比深井采取配套四级防气工艺，防气过桥泵+多功能防气防砂装置，达到四级防气一级防砂的效果，同时提高泵效。
3.中高气液比深井配套防气过桥泵或双层厚壁深抽泵+多功能防气防砂装置，达到降低抽油泵漏失量和减少气体影响的效果。
4.配套应用HY级抽油杆+玻璃钢杆组合，达到增大抽油泵下入深度、提高泵效、节能降耗的效果。
参考文献
[1] 王世鹏，赵敏. “三低”油藏试气工艺研究[J]. 油气井测试. 2007（05）
[2] 李根生，罗洪斌，黄中伟，牛继磊. 高油气比井液力混抽增效机理及应用[J]. 石油钻探技术. 2008（06）
[3] 邹晓燕，赵昕铭，项勇，霍夙彦，赵海涛. 高气液比油井的功图量液技术探讨[J]. 中国石油和化工. 2009（01）
[4] 童敏，齐明明，马培新，王保民. 高气液比气井井底流压计算方法研究[J]. 石油钻采工艺. 2006（04）