噴射引流技術在叢式井組的應用

胡均志，田喜軍，徐 勇，劉 鵬，李 耀

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

噴射引流技術在叢式井組的應用

胡均志，田喜軍，徐 勇，劉 鵬，李 耀

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

子洲-米脂氣田有三組叢式井組，由于井組中各氣井壓力、產量、儲層物性的差異，為避免氣井生產中造成的井間干擾，目前井組的生產方式為：間歇、輪換制度，嚴重制約了井組氣井產能發揮。隨著氣田的不斷開發，井組將逐漸增多，本文首次提出在叢式井組井口應用噴射引流技術，使井組中多口氣井能夠同時、連續生產，以達到提高井組開發效率的目的，為氣田叢式井組提供新的、有效的開采工藝，服務氣田發展。

子洲-米脂氣田；叢式井組；噴射引流

子洲-米脂氣田低產氣井較多，小于1×104m3/d的氣井占總數的30%左右，這些氣井大多儲層物性差，產能較低，壓降速率高，不能夠平穩連續生產。大部分氣井產都存在不同程度的產液，由于部分氣井配產無法滿足最小攜液流量的要求，低產氣井井底極易積液，影響氣井產能的發揮，嚴重情況下可能導致氣井被壓死。

另外，子洲—米脂氣田目前共有三組叢式井組，由于井組中各氣井壓力、產量的差異，為避免井間干擾，采取“間歇、輪換”生產制度，限制的井組氣井的差能發揮。

2009年在榆林氣田應用4套噴射引流裝置，通過現場應用，證明該項技術能夠利用集氣站內高壓、高產氣井引射間歇氣井，使間歇氣井連續、穩定生產，提高開井時率、累積產氣量，具有較好的經濟和社會效益。因此依據子洲-米脂氣田的特點，首次在叢式井組井口應用噴射引流技術，創新井組采氣工藝，為子洲-米脂氣田叢式井組及類似氣田天然氣開采提供理論依據和實踐經驗。

1 噴射引流技術原理

噴射器的工作原理是利用高壓氣體引射低壓氣體，使低壓氣體壓力升高而達到輸送的目的。高壓天然氣經過噴嘴節流，流速加快，壓力降低，在混合室形成低壓區，低壓天然氣在壓差作用下被吸入混合室與高速氣流混合；形成具有一定速度的混合氣流，擴散段內升壓后外輸；整個流動過程滿足能量守恒定律、質量守恒定律和動量定理。

圖1 天然氣噴射裝置的結構原理圖

2 噴射引流工藝參數計算

2.1 模型建立

考慮一帶拉法爾噴嘴及圓柱形混合室的氣體噴射器，氣體輸入端分別連接工作氣體（高壓氣）和引射氣體（低壓氣）的輸入管道，輸出端連接混合氣體的輸出管道。壓力為Pp的高壓工作氣體進入噴射器后，經拉法爾噴嘴壓力降低，把以壓力PH進入接受室的低壓引射氣體從接受室中吸走，在混合室中兩種氣體逐漸混合，壓力趨于均勻。往下混合氣體經過擴散管（擴壓段）后，以混合壓力Pc從噴射器中流出。

2.2 求解方法

在其他條件一定的情況下分別改變各參數的值，可求得不同參數條件下噴射系數u與混合壓力Pc的對應關系，從而作出不同噴射器工作參數條件下的特征曲線簇Pc=f(u)。進而可以對相同其他條件下，某參數對混合壓力Pc及噴射器特性曲線的影響進行分析。

對于噴射器混合腔喉部面積與一次氣噴嘴喉部面積之比f3/fp*，改變其大小作出特性曲線簇Pc=f（u，f3/fp*）后，將曲線簇與可達到噴射系數計算曲線相關聯、比較，可以確定出一定幾何尺寸的氣體噴射器的最佳工作狀態參數。

3 叢式井組噴射引流技術應用

3.1 選井及參數設計

3.1.1 氣井選擇

（1）高壓氣井選擇，由于井1產能較為一般，井2較井1產量高、生產平穩，能在產量1.5×104m3/d、油壓12 MPa下平穩生產。因此，高壓氣井選擇井2。

（2）低壓氣井選擇，井1，以1.0×104m3/d生產壓力下降較快，不能連續生產，可作為低壓氣井，試驗時以0.5×104m3/d小產量生產。

3.1.2 噴射裝置參數設計 高壓氣井壓力、產量直接影響噴射引流效果，以井2為引射氣井，高壓一次進氣壓力：11 MPa；進氣流量1.5×104m3/d，低壓流量：0.5×104m3/d。

3.2 安裝流程設計

由于井口安裝區域有限，設計流程須滿足現場可安裝、可操作要求。

3.3 裝置現場調試試驗

對低壓氣設計壓力為3.0 MPa的情況進行了設計和模擬，得到了不同高壓氣進氣壓力和低壓氣進氣壓力下裝置高壓氣流量、低壓氣流量和引射比的變化規律，下面介紹其計算結果。

裝置的引射比是低壓質量流量與高壓質量流量之比，從圖3中可以看出，隨著高壓氣壓力的增大，裝置引射比會出現先增大后減小的趨勢，引射比最大時高壓氣壓力為10～12 MPa；但當低壓氣壓力較高時（5.0 MPa），引射比隨高壓氣壓力的增大只出現減小的趨勢。同時，隨著低壓氣壓力的增加，引射比逐漸增大，且二者近似為線性關系。設計工況下，數值模擬得到的引射比為29.6%，與設計值吻合良好。

圖2 引射比隨高壓氣壓力的變化

圖3 引射比隨低壓氣壓力的變化

4 效果評價

4.1 氣井生產動態

在叢式井組井1、井2井口應用噴射引流技術，以井2引射井1，使兩口氣井能夠同時、連續生產。

4.2 應用效果評價

4.2.1 提高開井時率 2009年7月14日～2009年12月17日井1開井時率為38.54%，井2開井時率為22.88%。應用噴射引流技術后，同期，井1開井時率提高到83.13%，井2開井時率提高到58.78%

4.2.2 提高累計產氣量 2009年7月14日～2009年12月17日米40-13井累積產氣量為72.8035×104m3，井2累積產氣量為52.4937×104m3。應用噴射引流技術后，同期對比，井1累積產氣量為134.2566×104m3，井2累積產氣量119.5278×104m3。增產氣量128.4872×104m3。

圖4 開井時率對比圖

圖5 累積產氣量對比圖

4.2.3 創新叢式井組開發模式 在叢式井組應用噴射引流技術后，以井組中一口高壓、高壓氣引射其它氣井，使井組中間歇氣井能夠連續、穩定生產，井組中各氣井氣流在噴射器中匯合，至匯管進站改變了原有的間歇、輪換生產制度，使井組中各氣井能夠同時生產。

圖6 叢式噴射引流氣井生產制度

5 結語

通過試驗總結，噴射引流技術能夠用于叢式井組氣井生產，使井組中間歇氣井連續生產；同時，該項技術的應用改變了叢井生產制度，井組中各氣井能夠同時、連續生產，實現井組高效開發。

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TE377

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1673-5285（2012）03-0037-03

2011－12-29