低压气井双流体超音速雾化排水采气系统及其工艺的制作方法_3

文档序号:9683758阅读:来源:国知局
的积液压力低于进气压力(从套管供压7MPa降为3.5MPa,接近油管压力),使进入雾化器的液体流速远远小于气体的流速,起到控制进入雾化器气液比的作用,确保雾化效果。进而使积液入口径增大,起到防堵作用,并降低了进液流量,达到其在井内工作的可靠性。通过计算,其节流管的孔径增大到3mm,长度约为240m,并将其盘入油管内,作为采气管柱下入井内。当不采用节流管进行降压而采用节流器时,其最大孔径为0.8mm,下入井内后很容易堵塞,采用这种结构解决了节流器降压易堵塞的问题。
[0039]套管中的天然气3的压力作用在套管内积液的表面上。在采气过程中,由于油管套之间形成一个连通器,油管内液柱高度形成的压差应等于套管中的气压。当套管内的液面接近于雾化器时,液体进入雾化器的压差也就是油管生产压差。当排液后,套管内液面下降,当下降的液面高度形成的压力与套管中气体的压力相等时,液体的出口压差变为零。此时,会带来一个严重的问题,生产压差最大达到3_4MPa时,若要控制积液进入雾化器的流量,达到其能雾化的气液比(167:1),是个非常困难的事件。只有采用大通径超长度节流降压技术,才能达到限制流量,并增大进液通道,起到防止井内较小颗粒堵塞雾化器的要求。
[0040]本实施例的节流管的入口连接有定压阀,该定压阀与井外的控制设备电连接。所述定压阀的额定压力为3MPa,其耐温温度为120°C,其微开启程度达到等效通径3mm以上。利用定压阀的开关作用,当套管压力低于油管压力2倍时,关闭进液通道不让液体进入液化器,防止不起雾化作用。当积液进入雾化器后,会在雾化器上部形成二次积液。根据其雾化条件,采气时地面油管压力约为3MPa,套管压力最低要达到6MPa,才能雾化,因此,井内定压阀的额定压力设计为3MPa,其耐温要达到120°C,其微开启程度达到等效通径3mm以上。
[0041]本实施例的进液通道17以及进气通道18上分别连接有筛管;筛管的孔径小于1.5mm;筛管的内径不小于50mm;筛管的外径小于60mm;筛管的长度为1-2m。利用孔径小于1.5mm的筛管,防大粒径颗粒堵塞。在进气通道和进液通道上分别连接一个细筛管,防止进入大直径的颗粒将细管或喉管堵塞,确保雾化器能在井下正常工作。而其内径不小于50mm,外径小于60mm,长度为l-2m,确保其最大的过液过气量,防止杂质堵塞。其中一个筛管连接在进液定压阀的入口上,另一个筛管连接在雾化器气体的入口上(即进气通道的入口上)。
[0042]本实施例的雾化器的下入位置位于井内液面以上1-3米处;雾化器以下被称为尾管16的管柱的长度满足关系式:尾管长度(米)= 102X生产压差(MPa)。通过前面的论述,雾化器若要正常工作,须采用气液两相流体的流速差异进行雾化,因此,只能下在井内液面以上位置。雾化器入井前须通过探测液面的位置,将雾化器下入井内液面位置以上1-3米即可。雾化器以下的管柱称为尾管,其作用是将井内积液,通过作用在液面的套管压力输送到雾化器中进行雾化。因此,尾管的长度取决于井内套管压力与油管压力之差。若雾化器在气液界面以上,可直接排水采气,不需借用其它气源排除积液进行采气。但其最大排液深度为油套压差所形成的液柱高度,排液效果有限。若其在液面以下,需借助其他气源排液后,方可排水采气。当雾化器下入液面后,需借用其它气源将井内积液排除后,才能进行排水采气。若雾化能力达不到气井的产液能力,则井内积液会将雾化器淹没,起不到雾化效果。
[0043]本发明利用数字化采气的开关技术,实现开关井,使套、油压力比达到2:1的气化条件。利用数字化采气的控制方式,当套管压力与油管压力之比小于2:1时,开始计算油管压力下油管体积的气液雾化量后,再进行关井,进出口压力比达到3:1时,再开井进行雾化排液。以防雾化后的微小液滴再次沉降在雾化器的上部,逐渐形成二次积液。
[0044]本发明的雾化排水采气的技术要求:
(I)地层压力大于8MPa,在油管采气压力为3MPa,确保有最小的雾化条件。
[0045](2)只有当套管压力大于油管压力2倍以上时,才能开井采气,使拉瓦尔管具有最低的气体膨胀雾化能力。
[0046](3)当套管压力与油管压力之比小于2.0时,供液定压阀则自动关闭,防止液体进入拉瓦尔管不能雾化,反之,向拉瓦尔管供液。
[0047](4)进入拉瓦尔管的天然气量与液体量大于通常的雾化比,在井筒条件下为167:1并使积液进雾化器的入口压力略大于油管压力0.2-0.4MPa。
[0048](5)雾化器下入液面以上1-3米,雾化器下所连尾管长度不小于300米,不多于600米。
[0049](6)因雾化器体积大,釆用带压作业方式下入。
[0050](7)采用数字化数据录取相关采气参数。
[0051 ] (8)井口自动化关井时,须让油管内已雾化气体排出后才能关井,防止液滴沉降在油管内,形成二次积液。
[0052]本发明的工艺技术参数
(1)气层压力大于8MPa;
(2)套、油压力比大于2.0;
(3)产气量5000-10000方/天;
(4)产液量小于1000升/天;
(5)雾化粒径30-50um;
(6)井内3MPa下的气液雾化比大于167:1; (7)进液定压阀开启压差为3.0MPa;
(8)进液管内径大于3mm,长度大于240m。
[0053]本发明提供的低压气井双流体超音速雾化排水采气工艺的具体实施步骤如下:
(1)釆用带压作业起出气井内的采气管柱;
(2)釆用钢丝作业探井内液面深度,确定液面深度及液面高度并实探出井内沉砂深度及厚度;
(3)当砂堵气层后,采用连续油管进行冲砂,使砂面位置符合采气要求,防止井内砂子将雾化器冲蚀损坏;
(4)下入300-600米的尾管后,再下入雾化器,确保雾化器在液面以上1-3米;
(5)将管柱下入预定深度后,安装好井口;
(6)此时,油套管压力应处于平衡状态,通过关井,若井口压力大于输气管道压力2.5倍时,则开井采气;若关井压力达不到雾化要求的压力比时,则借助其它气源进行雾化排液,积液排除后,地层恢复的能量足以满足雾化器的能量消耗需求;
(7)若套管压力小于油管压力2倍时,开始计量3MPa压力下,油管内气体的体积流量,若产气量达到井口压力下,油管体积的气体量后,则关井待压力恢复到开井条件;
(8)记录好油套压及产量;
(9)通过一段时间的采气后,若产量下降,通过关井方式若发现油、套管压力不能平衡,则说明雾化器上部形成了积液;则将套管内的气体压力输入到油管中来,让油、套管气体压力平衡,进而使雾化后的积液再次压入套管内,降低采气油管内液柱形成的压力对地层的回压,恢复部分地层能量,将井内液体重新雾化;
(10)对排水釆气进行前后对比分析,包括雾化效果,增产效果,稳产时间以及前后的经济效益
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