本发明涉及天然气田开发，具体涉及一种井下节流气举一体化工具及工艺方法。
背景技术：
1、天然气在我国能源构成中占比巨大，研究天然气的开采对环境、经济效益有着重要意义。气井井下节流技术作为一种高效节能、经济适用的水合物防治技术，从上世纪80年代至今，在川渝气田得到了广泛应用，对简化地面流程、降低地面投资和实现气井快建快投发挥了显著作用。近年来，随着公司开发向深层碳酸盐气藏和致密气藏挺进，对效益开发提出了更高要求。
2、井下节流工艺是将节流器座放至生产管柱的适当位置，实现井筒节流降压，并充分利用地温对天然气流加热，使节流后温度高于该压力条件下的水合物形成温度，防止水合物的生成，达到简化地面流程，实现气井快建快投，降低地面投资目的。
3、气举工艺就是通过高压气源向油管内注入高压气，降低注气点以上的流动压力梯度，减少举升过程中的滑脱损失，排出井底积液，增大生产压差，恢复或提高气井生产能力的一种人工举升工艺，与其他工艺相比气举工艺具有较大的优势，它适用范围广和低故障率低修井周期。
4、如图1所示，设a-a是气井水淹后的静液面位置，当从套管注入高压气时，高压气促使套管液面下降而油管液面上升。当套管液面降低到第一只气举阀入口b-b时，气举阀被高压气的压力打开，高压气经气举阀进入油管，在气体膨胀力作用下，b-b界面以上的液体被举升到地面。同时，由于高压气大量进入油管，套管压力降低，当套管压力降到气举阀的关闭压力时，第一只气举阀关闭。接着，高压气又迫使套管液面下降，油管液面上升，当套管液面降低到第二只气举阀入口c-c时，第二只气举阀被高压气打开，把c-c～b-b界面以上的液体举升到地面，如此连续不断地降低油管内的液面，直到气井恢复生产。
5、实施气举排水的目标主要：(1)气举复活。水淹停产井、试修井中开展的以恢复气井产能为目的的工艺排水采气措施。(2)连续排液。用于气液比不高，带液能力不足的气井，其高压气源可以通过高压注气管线由高压气源井或撬装式压缩机组提供，为实现气藏整体排水采气目的而在水井或水淹井中开展的工艺排水采气措施。
6、井下节流器采用钢丝作业安装在生产管柱内，按座放类型分为固定式井下节流器和活动式井下节流器。
7、固定式井下节流器由工作筒和节流器两部分组成，工作筒需随生产管柱下入，节流器通过卡瓦锚定在配套工作筒内，由密封圈与工作筒实现可靠密封，具有锚定可靠、承压等级高等优点，但工作筒影响柱塞工艺实施效率。
8、活动式井下节流器无需井下工作筒，通过卡瓦锚定在油管内壁，与油管的锚定可靠性不如固定式节流器，承压差等级也相对较低。
9、影响节流器打捞成功率的主要原因有：
10、地层脏物堵塞节流油嘴甚至掩埋节流器，造成节流器失效或打捞困难，造成需要修井的情况，现有技术中部分井采用连续油管清洗井筒+钢丝作业组合打捞成功，但费用较高。
技术实现思路
1、本发明提供了一种井下节流气举一体化工具及工艺方法，目的在于解决井下节流节流器堵塞及节流器打捞失败造成修井的问题。
2、本发明通过下述技术方案实现：一种井下节流气举一体化工艺方法，包括以下步骤：
3、s1，计算配产条件下不采用井下节流时的第一井筒数据，所述井筒数据包括井底流动压力、井口温度和井口压力；
4、s2，计算配产条件下采用井下节流时的第二井筒数据，所述井筒数据包括在井内不同深度开展节流的井口温度t1和井口压力p1；
5、s3,计算水合物形成温度t2；
6、s4，确定最低节流深度hmin，根据井口温度t1和水合物形成温度t2确定不形成水合物的最低节流深度；
7、s5，设计气举阀的深度，在最低节流深度以下设计气举阀深度；
8、s6，在井筒内下入管柱，所述气举阀安装在所述管柱的外壁；
9、s7，初期形成水合物时，气井压力和井筒压力高，气举阀处于开启状态，此时气举阀作为节流器节流；随着气井压力降低，井筒不形成水合物，且生产困难时，气举阀作为气举通道，进行排水采气。
10、进一步，若采用不压井修井作业，所述管柱内部且位于气举阀下方下入破裂盘或堵塞器，若采用压井作业，管柱的下部下入堵塞器。
11、进一步，所述气举阀设有两个，两个气举阀沿井筒的轴向依次分布形成第一级气举阀和第二级气举阀，第二级气举阀位于第一级气举阀下方。
12、进一步，所述气井压力和气体产量下降时，调大节流气嘴，且在第二级气举阀的下方下入堵塞器。
13、进一步，所述管柱内设有节流气举工作筒，所述气举阀与所述节流气举工作筒连通，所述堵塞器连接在节流气举工作筒内。
14、进一步，所述节流气举工作筒内侧壁上设有与堵塞器外轮廓匹配的台阶，堵塞器安装在所述台阶上。
15、进一步，s5中气举阀深度设计采用嘴流公式确定在该井筒中实现节流所满足配产需要的孔径d1，并计算气举阀位于井筒位置上的压力p2；根据节流的孔径d1、井筒深度h确定气举阀井下打开压力p3(p3<p2)；
16、
17、d2为气举阀波纹管的孔径。
18、进一步，还包括预测气流两与节流压降的关系：
19、确定油嘴临界流动是否达到临界流状态，根据热力学原理，临界压力比为：
20、
21、式中k为气体绝热指数；
22、当时，为临界流；否则为亚临界流；
23、根据气体嘴流的等熵原理，对于亚临界流状态，流量与压力比关系可表示为：
24、
25、式中qsc——通过油嘴的体积流量(标准状态下)，104m3/d；
26、p——压力，mpa；
27、d——嘴眼直径，mm；
28、t——温度，k；
29、z——气体偏差系数；
30、式中的下标1、2分别表示节流嘴前、节流嘴后的位置。
31、进一步，对于临界流动，计算临界压力比(p2/p1)c，嘴流最大气流量qmax为：
32、
33、一种井下节流气举一体化工具，其特征在于，包括管柱，所述管柱上沿其轴向依次设有第一级气举阀和第二级气举阀，所述管柱内安装有节流气举工作筒，所述第二级气举阀与所述节流气举工作筒连接，且所述节流气举工作筒位于所述管柱的下部，所述节流气举工作筒内连接有堵塞器。
34、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
35、天然气水合物是在天然气温度高于水的冰点温度下，在一定压力下生成的晶体。生成水合物的温度称之为“水合温度”。当天然气的温度等于或低于某一压力下的露点温时，天然气中就会凝析出自由水。这些凝析水对水合物的生成是必不可少的条件。
36、天然气水合物形成的主要条件综合如下：
37、(1)天然气的温度必须等于或低于天然气中水蒸汽的露点温度，天然气中存在有凝析水；
38、(2)在一定的压力和天然气组分条件下，天然气温度低于水合温度；
39、(3)操作压力高，会使水合温度上升到操作温度。
40、预防水合物的方法很多，比如：提高温度、降低压力、加抑制剂、干燥气体等方法均可预防水合物的生成。矿场上常用提高温度法和加抑制剂法。
41、一、抑制剂法
42、在某操作条件下，为防止天然气水合物的形成，通常采取注入水合物抑制剂的方法降低水合物的形成温度，从而达到防止水合物生成的目的；抑制剂的加入后会使气流中的水分溶于抑制剂中，改变水分子之间的相互作用，从而降低表面上水蒸气分压，达到抑制水合物形成的目的，使气流在较低温度下不生成水合物。抑制剂种类很多，有有机抑制剂(甲醇、乙醇、乙二醇、二甘醇等)和无机抑制剂(氯化钠、氯化镁及氯化钙等)两类，采气中常用的是乙二醇。
43、甲醇可用于任何操作温度。由于甲醇沸点低蒸气压高，故更适用于较低的操作温度，若在较高温度下使用则蒸发损失较大。甲醇具有中等程度的毒性，可通过呼吸道、食道及皮肤侵入人体，甲醇对人中毒剂量为5～10ml，致死剂量为30ml，当空气中甲醇含量达到39～65ml/m3浓度时，人在30～60min内即会出现中毒现象。因此使用甲醇作抑制剂时应注意采取相应的安全措施。
44、甘醇类抑制剂无毒，较甲醇沸点高，蒸发损失小，一般可回收再生重复使用。甘醇适于处理气量较大的气井和集气站的防冻。甘醇类抑制剂粘度较大，注人后将使系统压降增大，特别在有液烃存在情况下，操作温度过低将使甘醇溶液与液烃的分离造成困难，并增加在液烃中的溶解损失和携带损失。
45、二、加热法
46、此法的实质是把气流温度升高到生成水合物的温度以上。常使用蒸气加热和水套炉加热。前者利用锅炉产生的蒸气加热天然气，后者是以水和蒸汽作传热介质的间接加热。
47、采用井下节流降低气井井口压力：
48、在气井安装井下节流器，降低气井井口压力和输气压力，不仅可以防止气井形成水合物，而且可以提高天然气在井筒中的流动速度，有助于气井排液。
49、气井井下节流工具有活动型井下节流器和固定型井下节流器两种类型。目前该项技术已经在四川、胜利、中原、青海、新疆和长庆等气田的多口气井成功地使用。但由于工具起下有一定困难，目前仍没有大面积推广应用。
50、油、气、水混合物穿越节流嘴的流动属于喷嘴流动。混合物在进入节流嘴前的动态参数为：压力(p1)、温度(t1)、比容(v1)和流速(w1)；出口的动态参数为：压力(p2)、温度(t2)、比容(v2)和流速(w2)。一般认为节流是等熵(绝热)膨胀过程，即压力要下降(p2<p1)，流速增加(w2＞w1)，在有气体存在的情况下，温度要下降(t2<t1)，节流压力比为：
51、
52、节流的目的是将压力能转变为动能，以获得流速的增加。上流压力越高，孔喉越小，在下流得到的速度增量则越大。但这并非无止境，当上、下流压力之比达到某值时，流体穿越油嘴的流速将趋近于声速(a)，此时无论怎样降低下流压力，流速(w2)不再增加，并保持声波或压力波传播速度。这就是所谓喷嘴的临界流动状态。
53、高压气井地面节流有许多弊端。例如，节流前的井口及部分地面管线仍然承受高压，开关调压阀会对井底产生对生产有害的激动，气流带液能力相对较低，严重的是节流降压会引起温度降低，易在节流处形成冰堵，严重影响生产，所以高压气井通常采用调压阀在地面多级降压保温生产。而地面保温加热会浪费许多天然气资源，并且需配备相应的管理人员。
54、通过气井井下节流技术、水合物防治技术研究，可达到取消单井地面水套加热炉，简化井场地面流程，减少井岗管理人员及劳动强度,提高气井自动化管理水平，具有显著的经济效益和社会效益。
55、从节流控制机理讲，地面节流嘴和井底节流嘴并无多大差异。换言之，将尺寸改变了的地面节流嘴置于井下某一适当位置，即为井下节流嘴。然而，前者处于地面，后者处于井下，二者确有一定的差别，这些差别是：
56、⑴地面节流嘴的上、下流压力受井口压力和水平(起伏)管流动压力梯度的制约；井下节流嘴上、下流压力则受所在深度的流压及垂直管流动压力梯度的制约。
57、⑵由于二者所处位置不同(如图2所示)，其可供利用的地热条件不同，因而它们的功能也不尽相同。
58、传统的地面水套炉加热或者电热毯加热来预防水合物，需要大量的电源或燃烧天然气，容易造成天然气的浪费以及增加成本。
59、另外，井下节流预防水合物需要绳索作业，有些气井如致密气都是通过大规模压裂获得产能，初期会有砂及等脏物，也会堵塞节流器。影响节流器的卡定及打捞，严重的造成打捞失败修井。
60、传统的井下节流是在井筒内下入节流器，长时间工作，由于出砂等原因，常常会导致打捞节流器失败，耗费大量的人力物力财力，严重的导致气井重新修井，而本技术方案中提出井下节流与气举工艺互相结合的方法，节流在管柱外侧进行，因此根本不需要进行打捞，这样既解决了井下节流打捞失败问题，到达预防水合物的目的，同时结合了兼顾后期实现气举排水采气的作用。