CN103306643B - 一种排水采气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排水采气装置及方法，该方法包括以下步骤：将压力计通过第一油管下放至井底，测量井底静压及液面高度，根据压力选择与其匹配的封井装置并设定堵塞器和气举阀的压力值；拆除原井口装置，在原井口装置存在的基础上完善采气装置；用氮气向第二油管内打压，当达到堵塞器的开启压力时，打开堵塞器；继续用氮气向第二油管内打压，当达到气举阀的开启压力时，逐级打开气举阀，将井筒内、井底的液体排出，直至天然气由井底自喷生产为止。本发明的有益效果为：本发明可利用氮气气举多次诱喷，打开气举阀，将油管底部的液体排出，大幅度减少滑脱损失，减少井底积水，从而延长气井生产周期，另外该发明操作简单、成本低廉且密封安全、可靠。

Description

一种排水采气装置及方法

技术领域

本发明涉及油田（能源开采中的）采气领域，具体而言，涉及一种排水采气装置及方法。

背景技术

天然气是储存在地底深处的可燃性气体，是一种清洁、方便、高效的燃料，也是一种重要的化工原料，具有较高的经济价值。

现有的天然气采集装置主要包括与井下套管连接的第一四通，卡接在第一四通内的第一油管挂与井下套管内的第一油管连接，利用地层压力通过第一油管直接将井下的气体喷出井口外，但是在实际生产中，大量的地层水与天然气混合，当天然气产量较高时，且油管内流速高于临界点时，气体能够把水带到地面；随着气井开采时间延长，井下气体的剩余可采储量逐渐减少，地层压力、井底压力、井口压力均不断降低，油管内流速低于临界点，部分水滑脱至井筒内，井筒积液达到一定程度，形成水淹，由此气体无法排除，从而造成减产，甚至出现停产。

为降低井口回压、提高输出压力、提高垂直管流的流速等要求，现有技术仅仅将原有油管改为带气举阀的小油管进行生产，这样就必须上修井机，拔出原井管柱，下小油管不仅造成修复成本高，且压井必然导致压井液大量漏失至地层，对地层伤害很大，甚至修后无法恢复正常生产。另外现有技术还通过连续油管排水采气（速度管柱方法）进行采气，该工艺的最大问题是当地层压力随生产而继续下降至一定程度时，井底积液量不断增多，由于连续油管无法连接气举阀，井底形成新的水淹，积液无法排出，导致气体无法从采气管中排出造成停产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排水采气装置及方法，以解决上述的问题。

本发明实施例中提供了一种排水采气装置，包括第一四通、第一油管和套管，第一油管嵌插在套管内，第一四通的底端与套管连接，第一油管与卡在第一四通内的第一油管挂连接，第一四通的顶端连接有第二四通，第二四通内卡有第二油管挂，第二油管挂底端连接第二油管，第二油管纵向依次穿过第二四通、第一四通，且嵌插在第一油管内，第一油管与第二油管之间形成密闭的环形空腔；位于井下的第二油管内固定连接有若干级气举阀，第二油管底端连接有堵塞器，堵塞器下方连接有与堵塞器配合使用的堵塞器回收桶。

本发明实施例中还提供了一种排水采气方法，该方法包括以下步骤：

1）将压力计通过第一油管下放至井底，测量井底静压及液面高度，根据压力选择压力等级匹配的封井装置并设定堵塞器以及气举阀的开启压力值；

2）拆除原井口装置，并在原井口装置存在的基础上完善采气装置；

3）采气装置安装后，用氮气向第一油管内打压，压力值达到堵塞器的开启压力时，打开堵塞器；

4）继续用氮气向第一油管内打压，当压力达到气举阀的开启压力时，逐级打开气举阀，将井筒内、井底的液体排出，直至天然气由井底自喷生产为止。

本发明的有益效果：本发明在安全装置的保护下，改变生产管柱的横截面积，在产量下降但保持流速不变的基础上，可大幅度减少滑脱损失，减少井底积水，从而延长气井生产周期；在生产过程中，可利用第一油管与第二油管形成的密闭环形空间采气，也可利用小油管采气。随着生产时间的延长，当地层压力下降至一定程度、产量逐渐减少、井底积水量增加时，本发明利用氮气气举多次诱喷，达到一定压力时，将第二油管内的气举阀打开，并将井底的液体排出，从而实现循环气举排液采气，该发明操作简单、成本低廉且密封安全、可靠的同时对地层伤害最小，并可将井底及近井地带的积水排净。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种排水采气装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的一种排水采气装置中小四通、三闸板防喷器、环形封井器的安装剖视图；

图3为本发明实施例所述的一种排水采气方法的流程图。

图1中，

1、三闸板防喷器；2、第二四通；3、第一四通；4、气举阀；5、套管；6、第一油管；7、第二油管；8、堵塞器；9、堵塞器回收桶；10、环形封井器；11、卡瓦闸板；12、半封闸板；13、剪切闸板。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1，如图1和2所示，一种排水采气装置，包括第一四通3、第一油管6和套管5，第一油管6嵌插在套管5内，第一四通的底端与套管连接，第一油管与卡在第一四通内的第一油管挂连接，第一四通的顶端连接有第二四通2，第二四通内卡有第二油管挂，第二油管挂底端连接第二油管7，第二油管纵向依次穿过第二四通、第一四通，且嵌插在第一油管内，第一油管与第二油管之间形成密闭的环形空腔；位于井下的第二油管内固定连接有若干级气举阀4，第二油管底端连接有堵塞器8，堵塞器下方连接有与堵塞器配合使用的堵塞器回收桶9。

气举阀的设计是安装在第二油管上的阀门，气举阀是实施气举方法的重要工具，气举阀的作用包括：气举作业时的注气通道；举升管柱上注气孔的开关；用较低的启动注气压力，把井内的液面降至预定深度，并在此深度上以正常工作所需的注气压力按预期的产量进行生产；可以灵活地改变注气深度，以适应气井供液能力的变化；利用气举阀改变举升深度，增大气井生产压差，以清洁油层解除污染；气举与其他人工举升方式一样，能够建立所需的井底流压，达到预期的排液量。

堵塞器及堵塞器回收桶的作用：当井内压力过高时，堵塞器堵塞第二油管的通道，井内压力越高，堵塞越严密；当从第二油管内正打压至额定压力时，可将堵塞器内的活塞打入堵塞器回收桶内，当堵塞器的活塞进入堵塞器回收桶后，堵塞器回收桶与第二油管连通，操作方便，堵塞器的设计保证了装置在操作时的安全性。

该装置还包括三闸板防喷器1和环形封井器10，所述三闸板防喷器与第二四通顶端连接，所述环形封井器的底端与所述井口压力控制装置的顶端通过法兰连接。

所述三闸板防喷器包括卡瓦闸板11、半封闸板12和剪切闸板13，三闸板防喷器的作用：当第一油管与第二油管的环形空间压力高于安全操作所需的压力时，半封闸板关闭半封，保证天然气不渗漏，同时启动卡瓦闸板卡住第二油管，保证第二油管不上串；当第一油管与第二油管的环形空间压力高于安全操作所需的压力并认为必须停止下第二油管作业时，启动剪切闸板，切断第二油管并使第二油管落入井内，关闭采集四通上的总阀门，从而保证了该装置操作的安全、可靠。环形封井器的设计保证了第二油管与第一油管之间环形空间的封闭性，保证了装置正常下管，操作安全可靠。

该装置的第一油管内设有第二油管，在生产过程中，可选择利用由第一油管与第二油管形成的环形空间生产，也可选择由小油管直接生产，随着采气生产时间的延长，当地层压力下降至一定程度时，井底继续积液量增加，利用氮气气举诱喷，将第二油管内设有的气举阀打开，将井底的液体排出，从而实现循环气举排液采气。该装置在操作简单、成本低廉、密封安全、可靠的同时对地层伤害最小，并可将井底及近井地带的积水排净。

实施例2，如图3所示，一种排水采气方法，该方法包括以下步骤：

1）将压力计通过第一油管下放至井底，测量井底静压及液面高度，根据压力选择压力等级匹配的封井装置并设定堵塞器以及气举阀的开启压力值；

2）拆除原井口装置，并在原井口装置存在的基础上完善采气装置；

3）采气装置安装后，用氮气向第二油管内打压，压力值达到堵塞器的开启压力时，打开堵塞器；

4）继续用氮气向第二油管内打压，当压力达到气举阀的开启压力时，逐级打开气举阀，将井筒内、井底的液体排出，直至天然气由井底自喷生产为止。

优选的，步骤1）中，若检测第一油管内有压力，但压力不足以使天然气自喷，使用钢丝将与第一油管相配合的堵塞器送入第一油管底部并堵塞第一油管。放掉第一油管内的残余压力，然后进入步骤2）；若第一油管内无压力，则直接进入步骤2）。

进一步的，步骤2）中，拆除原井口装置，并在原井口装置存在的基础上完善采气装置包括以下步骤：

1）在原有的第一四通的顶部由下到上依次安装第二四通、三闸板防喷器和环形封井器；

2）将带有多级气举阀的第二油管依次通过环形封井器、三闸板防喷器、第二四通和第一四通嵌插在所述第一油管内；

3）将堵塞器回收桶、堵塞器依次下放至第二油管底端；

4）依次拆除三闸板防喷器、环形密封器，然后由第二四通顶部安装第二油管挂，并使第二油管挂的底端与第二油管扣接。

本发明采气方法的优势包括以下几点：

1）本发明所提供的采气方法可大幅度减少滑脱损失，减少井底积水，可大幅度延长气井生产周期。

2）在生产过程中，可利用由第一油管与第二油管形成的密闭环形空间生产，也可用小油管（第二油管）直接生产，随着生产时间的延长，当地层压力下降至一定程度井底形成新的积液时，利用氮气气举诱喷，达到一定压力时，将第二油管内的气举阀打开，井底的液体被排出，从而实现循环气举排液采气。

3）本发明中气举阀可多次重复使用，只要气井由于积水而造成停产，即可通过氮气气举诱喷复产。

4）本发明对地层伤害最小，并可将井底及近井地带的积水排净。

5）操作简单：小修队使用小型作业机（负荷小于15吨）即可下油管。且作业时间短，修井成本低。

6）安全可靠：作业前，对气井进行测压、测液面，掌握井下资料，为选择井口压力控制装置及封井装置做好准备。井口压力控制装置也可根据该地区原始地层压力进行选择，或选择与采气井口一个压力等级的井控装置。

7）总成本低：为连续油管排水采气方法成本的60%-70%。（1）修井成本低；（2）普通油管成本低于连续油管；（3）与普通采气完井方法比，气举时氮气用量少。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种排水采气装置，包括第一四通（3）、第一油管（7）和套管（5），第一油管嵌插在套管内，第一四通的底端与套管连接，第一油管与卡在第一四通内的第一油管挂连接，其特征在于：第一四通的顶端连接有第二四通（2），第二四通内卡有第二油管挂，第二油管挂底端连接第二油管（6），第二油管纵向依次穿过第二四通、第一四通，且嵌插在第一油管内，第一油管与第二油管之间形成密闭的环形空腔；位于井下的第二油管内固定连接有若干级气举阀（4），第二油管底端连接有堵塞器（8），堵塞器下方连接有与堵塞器配合使用的堵塞器回收桶（9）；

该装置还包括三闸板防喷器（1）和环形封井器（10），三闸板防喷器与第二四通的顶端连接，环形封井器的底端与三闸板防喷器的顶端通过法兰连接。

2.一种使用权利要求1所述排水采气装置的排水采气方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）将压力计通过第一油管下放至井底，测量井底静压及液面高度，根据压力选择压力等级匹配的封井装置并设定堵塞器以及气举阀的开启压力值；

2）拆除原井口装置，并在原井口装置存在的基础上完善采气装置；

3）采气装置安装后，用氮气向第二油管内打压，压力值达到堵塞器的开启压力时，打开堵塞器；

4）继续用氮气向第二油管内打压，当压力达到气举阀的开启压力时，逐级打开气举阀，将井筒内、井底的液体排出，直至天然气由井底自喷生产为止。

3.根据权利要求2所述的排水采气方法，其特征在于：步骤1）中，若检测第一油管内有压力，但压力不足以使天然气自喷，使用钢丝将与第一油管相配合的堵塞器送入第一油管底部并堵塞第一油管，放掉第一油管内的残余压力，然后进入步骤2）；若第一油管内无压力，则直接进入步骤2）。

4.根据权利要求2所述的排水采气方法，其特征在于：步骤2）中，拆除原井口装置，并在原井口装置存在的基础上完善采气装置包括以下步骤：

1）在原有的第一四通的顶部由下到上依次安装第二四通、三闸板防喷器和环形封井器；

2）将带有多级气举阀的第二油管依次通过环形封井器、三闸板防喷器、第二四通和第一四通嵌插在所述第一油管内；

3）将堵塞器回收桶、堵塞器依次下放至第二油管底端；

4）依次拆除三闸板防喷器、环形密封器，然后由第二四通顶部安装第二油管挂，并使第二油管挂底端与第二油管扣接。