兴古潜山油田气举排液诱喷开采技术的研究与应用

周贺

摘 要：兴古7块为古潜山裂缝性稀油油藏，地层压力系数大于1，气油比高。根据其油藏特点，研制了气举排液诱喷管柱，利用气举排液诱喷技术实现了该区块的快速投产。截止到2012年10月利用气举排液诱喷技术现场施工58井次，探井投产2井次，施工成功率100%，平均单井产量高达58.2t。

关键词：兴古潜山 气举 诱喷 水平井

中图分类号：TE377 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0053-01

兴古潜山油田是辽河油田最新勘探开发取得的突破，尤其是兴古7块探明石油地质储量2095万t，油藏纵向上含油厚度高达1600 m。兴古7块的油井普遍具有自喷能力，然而在钻井过程中使用了泥浆、压井液等保证了施工的安全，只有排出压井液、泥浆进行诱喷才能实现快速投产，因此，应用气举排液诱喷技术开发是实现该区块快速投产的有效途径。

1 气举排液诱喷开采技术

1.1 技术原理

在完井投产时按油井基本参数和钻井泥浆比重等数据设计合理的诱喷采油管柱，在管柱设计位置下入标定好压力的气举阀，安装好采油井口和进站管线，从套管连续注入一定量的气体，降低管内流体的密度，连续气举排出钻井泥浆和压井液等，逐渐降低对地层的压力进行诱喷，带动水平井段和分支井段的油气流进井筒，直至排出地面，进行自喷生产[1]。

1.2 气举排液诱喷管柱主要技术参数的确定

为了满足上述要求，开发了一次替喷二次气举诱喷转抽一次管柱工艺，即：气举阀随杆式泵外工作筒一趟管柱，解决了二次压井污染的问题，而且节约了生产成本，降低了井控风险，缩短了投产周期。一体化管柱在井下要不受工作介质的压力、温度等复杂因素的影响，必须使一体化管柱具有耐压、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长和可靠性高的特点[2]，这给一体化管柱的设计工作提出了更高的要求。因此，设计的气举排液诱喷管柱的技术参数如下：（1）平衡压力5～50 MPa；（2）气举管柱可承受50 MPa内压；（3）气举管柱可承受50 MPa的外压；（4）单向阀可承受50 MPa的压力；（5）气举管柱最大外径：φ115 mm；（6）适合套管：9 5/8″；7″；5 1/2″；（7）适用油管：2 1/2″外加厚油管或平式油管；（8）底阀孔径从4.7扩大为6.4 mm；（9）最大长度：2120 mm。

2 气举排液诱喷管柱结构设计

根据兴古7块油藏的特点，设计了气举排液一体化快速求产系统，结构示意图见图1。

为了实现气举排液诱喷管柱的设计，采用了固定式阀工作筒，气举阀和管柱为同内径的一体式结构，以满足气举排液快速投产和人工清蜡、测试的需要。气举排液诱喷管柱中，核心部件是气举阀及单向阀。其中左侧为耐高压单向阀，右侧为气举阀。为了满足大排量的需要特配套研制了大孔径气举阀，提高了排液效率，缩短了投产诱喷时间。

2.1 大孔径单向阀

单向阀是实现连通环套空间和油管的关键部件之一，对这个部件的具体功能设计要求如下[3]：

（1）在常规修井和正常生产工况下，气举阀关闭，油套管通过油管或筛管连通。

（2）在气举排液状态下，套管通过注气加压，逐渐打开气举阀将环套空间与油管连通。

（3）承受压力120 MPa。

（4）常闭式结构。

2.2 大孔径气举阀

气举阀是气举排液的核心部件。为解决耐高压问题，设计和采用了多层波纹管，在50 MPa下可以长期连续工作。为解决耐酸问题，将全部零件进行耐酸化设计。同时，对阀球、阀座，气门芯等零部件的材质精心设计和试验，大大提高了可靠性。同时结合生产需要扩大了阀孔的通径，提高了过流面积[4]。

2.3 气举排液诱喷管柱

气举排液诱喷工作筒是安装单向阀和气举阀的连接体，承受着高压氮气及其他作业等带来的强作用，特别是高温、剧烈震动，有时还要承受高压冲击，因此，采用了以下技术：

（1）标准化连接技术：两端均采用常规的标准φ73mm外加厚9（或者平式）油管螺纹，方便作业施工，连接可靠。

（2）整体式结构强化技术：管柱筒体为整体式加工出来的，强化了结构承压、抗冲刷安全性。

（3）导向接头气举阀保护技术：将气举阀连接到工作筒上后，两端的连接头设计为带倒角的扶正式结构，保证在水平井中施工中气举阀本体不受损坏。

（4）特殊气举阀锥管螺纹连接加工技术：安装气举阀锥管螺纹中心线与工作筒中心线具有偏心距e，又要求两中心线平行，并且锥管螺纹深度要严格控制，否则单向阀不密封，使用辅助中心定位卡具，有效地解决了这一加工难题。

3 气举排液诱喷技术开采优点

根据兴古7块的油藏特点，利用气举排液诱喷技术开采具有以下优点：

（1）完井后及时进行压井液或泥浆的返排，缩短残液在油井中的滞留时间，减少油井污染。

（2）排液深度可根据油井情况确定，有效放大生产压差，对地层具有诱喷作用。

（3）缩短兴古7潜山区块投产时间，降低生产成本，减少作业次数。

（4）气举排液诱喷工作筒承受内压100 MPa，外压50 MPa，内径和油管同尺寸设计，保证投产后油井的日常管理。

（5）适用水平井和多分支井投产，不受井身结构限制，投产后油井出水可以再次气举排液诱喷。

（6）该技术简便、高效、可靠、准确，适应性强。

（7）清除了地下管柱作业的安全环保风险。

4 现场试验情况

从2008年至2012年10月，运用该技术共现场施工58井次，探井投产2井次，平均单井产量高达58.2 t，实现了该区块快速建产和高效开发。

5 结论

实践已经充分证明，针对兴古7块这样地层能量高，且大部分都是深井或超深井的水平井，利用气举诱喷开采技术大大降低了该区块开发的实施成本，取得了较好的开发效果，投产效果明显，为更深层的对巨厚潜山油藏持续勘探奠定了基础。

参考文献

[1]苏乐琦，汪海，汪召华，等.气举阀气举排液采气工艺参数设计与优选技术研究[J].天然气工业，2006，26（3）：103-106.

[2]张系斌，张伯年.气举管柱的受力分析[J].石油机械，1995，23（9）：47-52.

[3]张金良，吴晓东，龙小平，等.定向井中油管柱优化与强度计算校核[J].天然气工业，2005，25（3）：67-70.

[4]吕彦平，吴晓东，郭世生，等.气井油管柱应力与轴向变形分析[J].天然气工业，2008，28（1）：100-102.