氣舉采油技術在渤中26-3油田的應用

徐 航，張笑龍，劉政偉，張俊杰，夏 望

(中海油能源發展股份有限公司采油服務分公司 天津300452)

1 氣舉采油技術現狀

隨著石油開采技術進入高速發展階段，先進的技術不斷應用到采油作業中，促使油田對采油工藝技術及采油機具設備提出了更高的需求，并且為氣舉采油技術提供了發展的機會和條件。

1.1 氣舉采油的概念

在油氣田開發初期，地層油氣藏壓力足夠的條件下，油田可使用自噴開采的方式。但隨著油田的不斷開發，必須通過補充地層能量來提高油氣采收率。

氣舉采油是一種人工舉升的采油方式，其原理是：向油套環空(或油管)注入高壓氣體，通過裝在油管上的氣舉閥將天然氣連續不斷注入油管，使油管內的液體與注入的高壓天然氣混合，降低井筒液體的密度，減少液柱對井底的回壓，在井底流壓和氣體膨脹功的作用下，將液體攜帶至井口。氣舉采油是最接近自噴采油的一種人工舉升方法。

氣舉采油，一般在油管管柱上安裝若干氣舉閥，從井下一定深度開始，每隔一定距離安裝一個，氣舉采油井下管柱示意如圖1 所示。

圖1 氣舉采油管柱示意圖Fig.1 Schematic diagram of gas lift oil production string

自噴采油時，油流在上升的過程中，液柱壓力越來越低，油流中的溶解氣不斷膨脹，液體密度降低，從而降低井底流動壓力，增大油層和井底的生產壓差，使油井自噴。氣舉采油的實質與自噴生產相同，只不過是通過人工方法，把壓縮氣體注入油管中，從而降低井底流動壓力，使油井獲得足夠的生產壓差而繼續生產。

氣舉所用的氣體可以是氮氣或天然氣。一般來說氮氣成本高，所以氣舉采油中常用天然氣作為氣源。常規氣舉采油系統都是設計成氣體可重復循環使用的氣舉流程，將生產過程中從分離器出來的低壓氣(加上補充的外來氣源)進行壓縮，重新注入油井以舉升井中的液體，這就是閉式循環氣舉采油系統。

1.2 氣舉采油的特點

氣舉采油是一種最能充分利用油藏中天然能量的人工舉升方法，它具有以下特點。

1.2.1 所適應的產量變化范圍非常廣泛

這一點特別適應于海上油田生產，因為海上油田的探井少，對油藏認識淺，當實際油藏動態與預測相差較遠時，其他人工舉升方法無法進行，需要起油管柱重新設計。而氣舉采油可以通過調節注氣閥深度、注氣量、注氣壓力來適應于不同產量的要求，故不需起油管柱。

1.2.2 投資維護費用較低

氣舉采油完井管柱在完井時下入井中，當油井產量下降時可以利用鋼絲繩作業更換氣舉閥，繼續進行氣舉采油。隨著含水上升，地層壓力下降，通過加深注氣閥的深度和提高注氣量來增加油井產量。這種作業不需起油管柱，不需要增加井下設備，費用低，整個作業費大幅低于常規起油管柱作業。

1.2.3 適用范圍廣

氣舉采油可以適應于大角度斜井、狗腿角大的井、出砂井、高氣油比油井、結蠟結垢井。

1.3 氣舉采油技術局限性

氣舉采油必須要有足夠氣量以支撐整個生產過程，油田本身必須具備最低限量的溶解氣才能氣動氣舉；氣舉采油必須具有一定的井底流壓，對低壓井可能不適用；開采稠油和乳化液的油井不適應于氣舉采油；氣舉采油必須有單獨的氣層或可靠的氣體供氣管網供氣；如沒有天然氣氣層供氣，需要建設高壓壓縮機和高壓供氣管線，一次性投資大。

1.4 氣舉采油技術類型

氣舉采油主要分為連續氣舉和間歇氣舉，此外還有腔式氣舉和柱塞氣舉，其實它們是間歇氣舉的特殊形式或延伸。

1.4.1 連續氣舉

高校學生管理工作與過去相比，產生了很大的變化。目前，高校學生管理工作仍存在一些問題。一方面，高校學生大數為九零后，思維活躍、性格叛逆、耐受力差，使得輔導員的管理工作具有一定的困難。另一方面，高校輔導員缺乏責任心，對學生的管理不到位等因素也嚴重影響了學生管理工作的開展。

連續氣舉顧名思義是連續不斷往井下注氣，使油井持續穩定生產。如圖2 所示，連續氣舉是通過注入氣體與井中的液體混合，氣體不斷膨脹，降低液體密度，從而使油井連續穩定生產。連續氣舉可以是環空注氣，油管出油；也可以反過來，油管注氣，環空出油。后面這種方法只適應產量很高，利用油管生產無法滿足產量要求的情況。連續氣舉生產管柱可以是開式(沒有封隔器)、半開式和閉式(底部帶固定單流閥)。開式由于液壓不穩定，容易出砂，氣舉效率低，較少采用。

圖2 連續氣舉采油示意圖Fig.2 Schematic diagram of continuous gas lift oil production

1.4.2 間歇氣舉

間歇氣舉是間斷地把氣體注入油井中，通過氣舉閥進入油管，把氣舉閥上面的液柱段舉升到地面。間歇氣舉可以是半開式或閉式(有封隔器和單流閥)，一般采用閉式作為間歇氣舉。間歇氣舉由于時開時關，井底壓力不穩定，油層容易出砂，同時地面處理設施液面波動大，操作控制難，間歇氣舉的效率也低。間歇氣舉采油如圖3 所示。

圖3 間歇氣舉采油示意圖Fig.3 Schematic diagram of intermittent gas lift oil production

1.4.3 腔式氣舉

腔式氣舉是一種特殊的間歇氣舉，主要應用于低產能井。它的兩種安裝方法都是在下面形成一個集液腔包，以便有足夠的液柱。它的排液和舉升與間歇氣舉相似，不同的是當氣舉工作閥打開時，氣體把環空(腔包)的液體往下推，由于下面有單流閥，迫使液體進入油管，氣體把這段液柱舉升到地面。這時地面控制閥關閉，工作閥也關閉。環空(腔包)通過泄壓孔與油管壓力平衡，防止氣鎖，這樣腔包壓力下降，單流閥打開，地層液體進入腔包。該過程不斷循環進行腔式間歇氣舉。

1.4.4 柱塞氣舉

柱塞氣舉就是在舉升的氣體和液柱之間增加一個固體柱塞，防止液柱滑脫，以提高舉升的效率。柱塞氣舉也是一種間歇氣舉方式，適用于井底流壓低，相對于需要氣舉的深度而可利用的注氣壓力小的油井。柱塞氣舉還有一個優點，可起清蠟作用。

2 渤中26-3油田氣舉采油的應用

2.1 渤中26-3油田概況

氣舉用氣來自WHPA 平臺兩口氣井A3h 井和A11h 井。這兩口氣井開發中前期井口壓力較高(7～11 MPa)，具備氣舉所需的氣源和壓力，因此開發中前期由高壓氣井直接供氣。基礎數據如表1 所示。

表1 渤中26-3油田基礎數據Tab.1 Basic data of BZ26-3 oilfield

2.2 渤中26-3油田氣舉采油流程

WHPA 平臺高壓油氣井節流調壓后(經計算，節流過程無水化物生成)，通過高壓生產管匯(操作壓力為7 200～3 000 kPaA)進入高壓生產分離器進行氣液兩相分離。高壓分離器分離出的天然氣一部分至氣舉分配管匯，滿足氣舉用氣，渤中26-3 油田生產流程示意如圖4，設備參數見表2。

圖4 渤中26-3 油田生產流程示意圖Fig.4 Production flow diagram of BZ26-3 oilfield

WHPA 平臺高壓油氣井的井口壓力和注氣井所需的注氣壓力，從表3 高壓油氣井的井口壓力和氣舉采油井所需的氣舉壓力中可以看出：2012—2018 年，高壓氣能夠滿足注氣壓力要求，因此高壓生產/測試分離器及高壓生產/測試管匯的操作壓力確定為7 200 kPaA，氣舉氣可以直接從高壓分離器后引；2019—2020 年，高壓氣介于6～7 MPa，可以提供6 MPa 的氣舉氣并直接外輸，注氣壓力要求7 MPa 的生產井改用電潛泵開采。2021 年開始壓力不夠時，上高壓氣壓縮機將氣體增壓至6.2 MPa，為注氣壓力要求6 MPa 的生產井提供氣舉氣并外輸。后期氣量或氣體壓力不夠時，氣舉井改用電潛泵采油。

表2 渤中26-3油田主要設備參數Tab.2 Main equipment parameters of BZ26-3 oilfield

表3 高壓油氣井的井口壓力和氣舉采油井所需的氣舉壓力Tab.3 Wellhead pressure of high pressure oil and gas wells and gas lift pressure required for gas lift production wells

3 渤中26-3油田氣舉采油應用效果評價

渤中26-3 油田屬于邊際油田，采油方式的優選直接影響油田的開發效益。

WHPA 平臺油井日產量約為200 m3/d，氣油比為44～330 m3/m3，適宜采用電潛泵和氣舉生產；由于渤中26-3 油田有兩口氣井，且中前期井口壓力較高(7～11 MPa)，具備氣舉所需的氣源和壓力，油田開發中前期可由高壓氣井直接供氣。當A3h 井和A11h井的井口壓力下降時，還可利用外輸壓縮機的壓縮為氣舉供氣。

通過采用氣舉采油的方式：

①采收效率有較大提高，現場實施間歇氣舉5 口，在油井自噴能力下降的時候，通過采用間歇氣舉的方法，增加了產量。渤中26-3 油田A2h 井自2012 年9 月13 日產量呈現逐步下降，直至停噴，氣舉流程投用后，A2h 井氣舉效果良好，產液最高達140 m3/d，日增油 50 ～70 m3，截至目前 A2h 已累計增油約6 000 m3。預計年增油可達21 000 m3。

②通過利用本平臺具有高壓氣井的優勢，簡化氣舉流程、減少氣舉設備，并且氣舉井再生產過程中減少動力、維修作業等費用，對于渤中26-3 油田這樣的邊際油田，更是大幅降低了建造及維護成本。

③氣舉采油無需井下抽油設備，從而有效避免了電潛泵所需的各項作業及材料費的支出。

4 結 論

對于油藏埋藏深，油氣產量高的區塊而言，可以使用連續氣舉采油工藝技術；對于地址情況復雜、油井滲透率低、供液能力較低的區塊，可使用間歇氣舉采油工藝。氣舉采油技術為邊際油田的開發提供了高效、低成本的方式，降低了油田開發成本、工程投資和操作費用。渤中26-3 油田的氣舉采油成功應用，取得了較好的經濟效益，為氣舉采油技術在邊際油田的應用積累了經驗。