论文部分内容阅读
摘要：有杆泵抽油系统在油井开采过程中，油套环形空间往往伴随着原油的采出产生含甲烷、乙烷、丙烷等成分的伴生气。目前传统的解决措施是将其直接排放到大气中，这样做不仅浪费能源，而且污染环境；另一种是地面安装套管放气装置直接进抽油泵系统排出。伴生气井下回收增效配套技术集机械采油和气举采油特点于一身，实现井下气体分离和回收，在消除气体对抽油泵影响的同时，充分利用伴生气资源来协助抽油泵举升油流达到油井增产。在大港油田采油一厂应用6口井，累计增油772.5吨，平均提高单井泵效15%以上。
关键词：伴生气 气锁 抽油泵效 气举采油 井下回收
一、引言
机械采油井在生产过程中，油井产出物中的伴生气或溶解气含量较高时，油气比较高，井下抽油泵易发生“气锁”，严重影响泵的正常工作，导致油井产量下降、泵效降低甚至不出、采油速度减慢，影响采收率的提高。近年来，现场井下工具常采用气锚、防气泵等工具来减轻气体的影响，也取得了一定的效果，但分离出来的气体没有得到充分利用，往往为了控制套管气或放掉，损失了大量的天然能量。同时，由于浅滩海地区油田周边环境恶劣，存在诸多不安全隐患。如何既能回收伴生气，减少套管气的流失，又能充分利用伴生气的能量达到举升油流，实现回收与增效的双重目的，对于浅滩海油气田开发具有深远的意义。
二、工艺原理
伴生气回收增效配套技术集机械采油和气举采油的特点于一身，在消除气体对抽油泵影响的同时，充分利用伴生气资源即井下自动配气阀分离出的气体从油套环形空间进入油管内，帮助举升油管液体，利用地层能量，降低油管液柱压力，减轻载荷，协助抽油泵举升油流达到油井增产目的。此外，由于将回收气装置置于井下，因此能保证套管压力的平稳运行，有利于出砂井的防止出砂和生产的平稳运行。
1.管柱结构及工作原理
伴生气回收增效配套技术主要由Y344-114封隔器、井下气体分离器、自动配气阀、抽油泵、井下分离器和丝堵组成。伴生气回收增效配套技术首先应用井下分离器，将产出液中的气体在进入抽油泵前提前进行分离，降低进泵流体的油气比，提高了抽油泵的充满系数。分离出的气体进入油套后，利用天然气能量，通过智能配气阀分段举升，达到最佳举升深度，使得油井达到了“连抽带喷”的效果。
油井作业完转入正常生产后，井筒压力逐渐恢复，液面不断降低，当油套环形空间压力上升到第一配气阀开启压力时，配气阀自动打开，进入配气状态，随着气体进入油管的时间，排量变化，油管内液柱压力逐渐减小，当油套管内压差上升到下一级配气阀工作压差时，下一级配气阀自动打开，同时上一级配气阀因压差超过其工作范围，配气阀的滑阀上行座入阀座上，从而自行关闭，这样不断将配气深度下移直到设计最佳配气点，完成二级采油过程。
2.适用范围
2.1井况较好，上部套管没有套变和漏失。
2.2 油气比较高，气量充足的油井。
2.3 各类自喷转抽井。油井自喷转抽后，地层能量充足，油气比高。
三、主要配套工具
1.自动配气阀
配气阀是针对油井从作业施工完后，井筒压力不断恢复的特点，实施天然举升设计的一种配气工具，它可以在特定的压力（压差）情况下实施定量配气，同时在超压差时又自行关闭，来保证下一级配气阀的工作压力及正常工作状态，有效地利用了地层能量。
其结构及工作原理：主要由连接油管短接、上接头、外管、主控嘴、下接头、止回阀、压力弹簧、滑阀和进气孔等组成。将该装置按设计位置下入井内，当油井套压还未上升至一定的压力时，气体难以顶开压力弹簧、滑阀、主控嘴和止回阀的共同作用，油套环空间的气体不能进入油管内，而由于止回阀的作用，油管内的液体也不能进入油套环空内。当油套环空内的压力超过一定值时，气体从进气孔进入自动配气阀主体内，滑阀开始往上滑动一定的距离，气体进入滑阀以上的弹簧中的空间内，继续向上，顶开止回阀球，从而进入油管内，完成了进气；当套管气量继续增加、套管内动液面降至另一级配气阀时，该级配气阀开始工作，此时上一级配气阀由于压差降的关系，关闭进气，实现了自动配气过程。
2.井下分离器
主要由上接头 、中心管、下接头、降压器、螺旋分离伞 等组成。工作原理：油气混合流在井筒进行一级分离后，油气混合物通过进液排气孔进入分离器分离室，首先通过 螺旋分离伞进行一级分离，使之部分气体从螺旋伞面被迫析出，通过上次分离后的混合物经过件降压器时因产生瞬时压降，使得剩余未被分离的气体析出。众所周知，伴生气一般被各种方式从油流中析出后，在同等压力环境下是不可能重新与原油混合的，所以上述二次被析出的气体在分离室内处于游离状态时，和靠比重差被析出的气体一并排出，从而完成一个静态饱和分离过程！经过三级分离后的油流从中心管底部进入，通过出油口直接进入抽油泵内。
四、现场应用
伴生气回收增效配套技术在大港油田采油一厂共应用6井次，在泵深与工作制度不变的情况下，液量上升，平均泵效由24.5%提高到66.9%，达到了增液增效、提高采收率的目的，示功图显示抽油泵工况环境良好，振动载荷降低，减少了杆管摩擦频率，延长了杆管使用寿命。港深5-5-2井地理位置复杂，井口东、西方向各有40米鱼池，生产层位NmⅢ4、Es1b02，生产井段1370-3840m，6个生产层合采，由于低液、低效改间开，无法发挥油井正常生产水平。2012年实施伴生气回收增效技术后，初期油井日产液31.7m3，稳定后液量22.1m3，日产油量2.11t。在举升工艺参数不变的情况下，平均泵效提高为63%。，抽油泵工作状况明显改善。
五、结论及认识
1.应用井下分离器将产出液的气体在进入抽油泵前进行分离，提高了抽油泵的充满系数，而分离出来的气体进入油套环空后，利用天然气自身的能量，通过自动配气阀分段举升，达到最佳举升深度，使油井获得“连抽带喷”的效果。应用后增效明显，平均单井泵效提高大于15%。
2.不但回收了伴生气，而且利用伴生气的能量来举升油流，工况环境良好，降低了泵杆振动载荷、杆管摩擦频率，延长了杆管使用寿命。
3.套管环空密封，保存了地层能量，避免了原油在井径附近就开始脱气，从而改善了油气在井壁附近地层中的渗滤条件。因此，选井首选井况良好，没有套变漏失及气量充足的油井。
4.避免井口破坏影响，减少套管气流失，避免了气候恶劣和地面环境带来的不利影响。
参考文献
[1]苏欣等.油田伴生气利用对策及现状.天然气与石油，2008年第2期.
[2]李晓红.延长石油油田伴生气利用探讨.，中国新技术新产品，2011年第14期.
[3]王勇等.机械式套管气回收装置研制与应用.科技资讯，2011年第35期.
[4]齐玉钗.海上油田伴生气回收利用探讨.石油科技论坛，2009年第3期.
作者简介：王玉荣，女，1973年9月，2003年天津理工学院工程管理毕业，工程师。
关键词：伴生气 气锁 抽油泵效 气举采油 井下回收
一、引言
机械采油井在生产过程中，油井产出物中的伴生气或溶解气含量较高时，油气比较高，井下抽油泵易发生“气锁”，严重影响泵的正常工作，导致油井产量下降、泵效降低甚至不出、采油速度减慢，影响采收率的提高。近年来，现场井下工具常采用气锚、防气泵等工具来减轻气体的影响，也取得了一定的效果，但分离出来的气体没有得到充分利用，往往为了控制套管气或放掉，损失了大量的天然能量。同时，由于浅滩海地区油田周边环境恶劣，存在诸多不安全隐患。如何既能回收伴生气，减少套管气的流失，又能充分利用伴生气的能量达到举升油流，实现回收与增效的双重目的，对于浅滩海油气田开发具有深远的意义。
二、工艺原理
伴生气回收增效配套技术集机械采油和气举采油的特点于一身，在消除气体对抽油泵影响的同时，充分利用伴生气资源即井下自动配气阀分离出的气体从油套环形空间进入油管内，帮助举升油管液体，利用地层能量，降低油管液柱压力，减轻载荷，协助抽油泵举升油流达到油井增产目的。此外，由于将回收气装置置于井下，因此能保证套管压力的平稳运行，有利于出砂井的防止出砂和生产的平稳运行。
1.管柱结构及工作原理
伴生气回收增效配套技术主要由Y344-114封隔器、井下气体分离器、自动配气阀、抽油泵、井下分离器和丝堵组成。伴生气回收增效配套技术首先应用井下分离器，将产出液中的气体在进入抽油泵前提前进行分离，降低进泵流体的油气比，提高了抽油泵的充满系数。分离出的气体进入油套后，利用天然气能量，通过智能配气阀分段举升，达到最佳举升深度，使得油井达到了“连抽带喷”的效果。
油井作业完转入正常生产后，井筒压力逐渐恢复，液面不断降低，当油套环形空间压力上升到第一配气阀开启压力时，配气阀自动打开，进入配气状态，随着气体进入油管的时间，排量变化，油管内液柱压力逐渐减小，当油套管内压差上升到下一级配气阀工作压差时，下一级配气阀自动打开，同时上一级配气阀因压差超过其工作范围，配气阀的滑阀上行座入阀座上，从而自行关闭，这样不断将配气深度下移直到设计最佳配气点，完成二级采油过程。
2.适用范围
2.1井况较好，上部套管没有套变和漏失。
2.2 油气比较高，气量充足的油井。
2.3 各类自喷转抽井。油井自喷转抽后，地层能量充足，油气比高。
三、主要配套工具
1.自动配气阀
配气阀是针对油井从作业施工完后，井筒压力不断恢复的特点，实施天然举升设计的一种配气工具，它可以在特定的压力（压差）情况下实施定量配气，同时在超压差时又自行关闭，来保证下一级配气阀的工作压力及正常工作状态，有效地利用了地层能量。
其结构及工作原理：主要由连接油管短接、上接头、外管、主控嘴、下接头、止回阀、压力弹簧、滑阀和进气孔等组成。将该装置按设计位置下入井内，当油井套压还未上升至一定的压力时，气体难以顶开压力弹簧、滑阀、主控嘴和止回阀的共同作用，油套环空间的气体不能进入油管内，而由于止回阀的作用，油管内的液体也不能进入油套环空内。当油套环空内的压力超过一定值时，气体从进气孔进入自动配气阀主体内，滑阀开始往上滑动一定的距离，气体进入滑阀以上的弹簧中的空间内，继续向上，顶开止回阀球，从而进入油管内，完成了进气；当套管气量继续增加、套管内动液面降至另一级配气阀时，该级配气阀开始工作，此时上一级配气阀由于压差降的关系，关闭进气，实现了自动配气过程。
2.井下分离器
主要由上接头 、中心管、下接头、降压器、螺旋分离伞 等组成。工作原理：油气混合流在井筒进行一级分离后，油气混合物通过进液排气孔进入分离器分离室，首先通过 螺旋分离伞进行一级分离，使之部分气体从螺旋伞面被迫析出，通过上次分离后的混合物经过件降压器时因产生瞬时压降，使得剩余未被分离的气体析出。众所周知，伴生气一般被各种方式从油流中析出后，在同等压力环境下是不可能重新与原油混合的，所以上述二次被析出的气体在分离室内处于游离状态时，和靠比重差被析出的气体一并排出，从而完成一个静态饱和分离过程！经过三级分离后的油流从中心管底部进入，通过出油口直接进入抽油泵内。
四、现场应用
伴生气回收增效配套技术在大港油田采油一厂共应用6井次，在泵深与工作制度不变的情况下，液量上升，平均泵效由24.5%提高到66.9%，达到了增液增效、提高采收率的目的，示功图显示抽油泵工况环境良好，振动载荷降低，减少了杆管摩擦频率，延长了杆管使用寿命。港深5-5-2井地理位置复杂，井口东、西方向各有40米鱼池，生产层位NmⅢ4、Es1b02，生产井段1370-3840m，6个生产层合采，由于低液、低效改间开，无法发挥油井正常生产水平。2012年实施伴生气回收增效技术后，初期油井日产液31.7m3，稳定后液量22.1m3，日产油量2.11t。在举升工艺参数不变的情况下，平均泵效提高为63%。，抽油泵工作状况明显改善。
五、结论及认识
1.应用井下分离器将产出液的气体在进入抽油泵前进行分离，提高了抽油泵的充满系数，而分离出来的气体进入油套环空后，利用天然气自身的能量，通过自动配气阀分段举升，达到最佳举升深度，使油井获得“连抽带喷”的效果。应用后增效明显，平均单井泵效提高大于15%。
2.不但回收了伴生气，而且利用伴生气的能量来举升油流，工况环境良好，降低了泵杆振动载荷、杆管摩擦频率，延长了杆管使用寿命。
3.套管环空密封，保存了地层能量，避免了原油在井径附近就开始脱气，从而改善了油气在井壁附近地层中的渗滤条件。因此，选井首选井况良好，没有套变漏失及气量充足的油井。
4.避免井口破坏影响，减少套管气流失，避免了气候恶劣和地面环境带来的不利影响。
参考文献
[1]苏欣等.油田伴生气利用对策及现状.天然气与石油，2008年第2期.
[2]李晓红.延长石油油田伴生气利用探讨.，中国新技术新产品，2011年第14期.
[3]王勇等.机械式套管气回收装置研制与应用.科技资讯，2011年第35期.
[4]齐玉钗.海上油田伴生气回收利用探讨.石油科技论坛，2009年第3期.
作者简介：王玉荣，女，1973年9月，2003年天津理工学院工程管理毕业，工程师。