气举采油设计方法.doc

一、气举采油的概念
气举采油是依靠地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合， 利
用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低， 将流入到井内的原油举升到地面的一
种采油方式。
二、气举采油的方式
气举采油主要分为连续气举、间歇气举、腔式气举和柱塞气举四类。
（1）连续气举方式
连续气举是连续不断往井下注气， 使油井持续稳定生产。 连续气举适应产能
较高的油井，产量可以适应
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16m/d~11924m/d 。连续气举生产管柱可以分为开式
管柱、半开式管柱和闭式管柱， 如图 1 所示。对于开式管柱而言， 可以环空注气，油管采油。也可以是油管注气，环空采油。
图 1 气举管柱的类型
（2）间歇气举方式
间歇气举是间断地把气体注入油井中， 通过气举阀进入油管， 把气举阀上面的液柱段举升到地面。 间歇气举可以是半开式或闭式， 一般采用闭式作为间歇气举。间歇气举由于具有单流阀可以达到很低的井底流压， 一般适应于低压低产井，产量从 d ~80 m3 /d 。
（3）腔式气举方式
腔式气举是一种特殊的间歇气举， 主要应用于低产能井。 腔式气举的生产管柱下面有一个集液腔包，以便有足够的液柱，如图 2所示。它的排液和举升与间歇气举相似。 不同的是当气举工作阀打开时， 气体把腔包的液体往下推， 由于下面有单流阀， 迫使液体进入油管， 气体把这段液柱举升到地面。 这时地面控制阀（连续气举不存在）关闭，工作阀也关闭。环空（腔包）通过泄压孔与油管压力
平衡，防止气锁，这样腔包压力下降，单流阀打开，地层液体进入腔包。该过程不断循环进行腔式间歇气举。
图 2 腔式气举生产管柱 图 3 柱塞气举生产管柱
（4）柱塞气举方式
柱塞气举就是在举升的气体和液柱之间增加一个固体柱塞，防止液柱滑脱，以提高举升的效率。 此外，柱塞气举还能起到油管清蜡的作用。 柱塞气举把气体注入环空中， 通过气举阀注入在柱塞下面， 把柱塞上面的液柱举到地面。 当柱塞
到达地面时，与防喷器顶针相撞时，柱塞中间的阀门打开，柱塞上下压力平衡，
由于重力作用，柱塞落到油管下面。当柱塞落到下面与单流阀上面的弹簧相撞，
柱塞中间的阀门关闭， 把柱塞上面的液体隔住， 重复这个过程， 不断把液柱举到
地面。柱塞气举生产管柱如图 3所示。这种气举方式不适用于井斜角较大和出砂
的井。
三、气举阀
（1）气举阀使用的必要性
气举过程（环空注气，油管采油）中，当启动压缩机向环空中注入高压气体时，环空液面将被挤压下降， 如不考虑液体被挤入地层， 环空中液体将全部进入油管，油管内液面上升。 随着压缩机压力的不断提高， 环空内的液面最终将达到油管鞋处，井口注入压力达到的最高值称为启动压力。 气举时压缩机压力随时间的变化曲线如图 4所示。
气举启动压力
图 4 气举采油时启动压力随时间变化曲线
从图 4中可以看出，气举正常生产时的工作压力比启动压力小得多，这就势
必造成压缩机功率的浪费， 增加投入成本。 为了降低压缩机的启动压力与工作压
气举工作压力
力之差，