天然气所技术成果简介9.13

概 况 天然气工艺技术研究所是工程院下属的重点科研单位之一，主要负责油田天然气开发和机械采油工艺技术的研究、采油采气工程方案的编制、新技术和新产品的开发，为油田生产单位提供技术服务。 2002年以来，承担了近 30多项科研项目，曾荣获局级科技进步奖励及国家专利 5项。 采油工程技术研究院天然气所 采气工程 气田的开发及工程方案编制 采气工艺技术（气井优化设计、各种排液工艺） 井口设备及井下配套工具 常规机采技术 机采配套工艺（深抽、防气、防砂、蜡等） 油井配套工具 机采节能技术 气举工艺 气举井优化设计 各种气举阀及配套技术 采油工程技术研究院天然气所 现有职工 39人 高级工程师 9名 工程师 15名 助理工程师 8名 高级技工 3名 中级技工 4名 采油工程技术研究院天然气所 51%10%26%13%本科以上 大专 中专 工人人员状况 主要实验设备及装备 采油工程技术研究院天然气所 5柱塞气举设备 抽油机井系统效率测试仪器 气举实验室设备（恒温浴、阀调式） 橇装制氮注氮系统 采油工程技术研究院天然气所 该装置主要由空气压缩系统、空气后处理系统、膜分离制氮系统、氮气增压系统、及控制系统等组成。 柱塞气举设备 抽油机井系统效率测试仪器 采油工程技术研究院天然气所 八代智能型 )电动经济测试仪 电压互感器、 采油工程技术研究院天然气所 气举阀调试装置 老化实验装置 专供进行气举阀波纹管充气、气举阀打开压力的调试 可对气举阀的阀头、阀座的密封进行检验。 采用低空气作动力，对气举阀进行液力耐压测试。 气举实验室设备 橇装气举排液 超声旋流雾化排液采气 柱塞气举工艺技术 凝析气藏反凝析污染治理技术 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 提高机采系统效率技术 深抽工艺及配套技术 采油工程技术研究院天然气所 单项技术简介 环境空气经压缩净化，除去油、水、灰尘后，经加热器衡温后进入膜分离器进行分离。首先，压缩空气中的氧气、二氧化碳以及少量水蒸气快速渗透过膜壁，并通过膜组压力箱侧面的排气孔排入大气，而空气中的氮气渗透过膜壁的速度较慢，它沿着纤维孔流动并在压力箱末端的产品气集气管流出，分离出来的氮气，经增压后应用于油田油气生产。 采油工程技术研究院天然气所 可直接从空气中分离出氮气，气源不受限制 具有可移动性和很好的机动性 施工过程中安全、省时、快捷、高效 不受积液介质的影响 施工成功率高 采油工程技术研究院天然气所 装备技术参数 氮气流量： 1200； 氮气纯度： 95% （ ； 氮气注入压力： 35 动力供应：采用柴油电喷发动机驱动； 工作状态：连续工作。 采油工程技术研究院天然气所 最大注气压力： 液深度可达： m 采油工程技术研究院天然气所 与气举阀气举工艺配 合可实现排液深度达 4500气举阀 采油工程技术研究院天然气所 应用范围 采油工程技术研究院天然气所 Q 7 4 井气举施工曲线2 0 0 4 0 2 0 70246810121416182011:05 12:00 12:55 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00时间压力（压套压积液井排液采气 采油工程技术研究院天然气所 1 7 9 - 3 1 井气举曲线051015202520:20 22:00 23:40 1:20 3:00 4:40 6:20 8:00 9:40时间压力（压套压压裂液返排 与其它排液技术进行融合，形成优势互补的综合性排液技术工艺。 在油田的开发后期，将在三次采油方面发挥它的作用。 如： 注氮吞吐 注氮气驱油驱气等。 采油工程技术研究院天然气所 原理： 超声旋流雾化排液采气技术是根据 雾化原理结合 临界流速理论 ，依靠气井自身能量，利用机械、气动、超声波雾化的多重作用，使液体形成微细雾滴，在井筒内形成雾状流，减少滑脱损失，提高自身携液能力，提高排液效率，达到防止气井积液、延长气井稳产期的目的。 采油工程技术研究院天然气所 0 雾化装置 分离装置 气动密封装置 凸轮卡定器 支撑装置 油管 套管 自密封装置 自打捞总成 技术指标： 雾化半径 78 雾化程度 ； 雾化角 15 最大雾化排液量 32kg/h 气液比 22化器的技术参数： 雾化器的最大外径 57 总长度 1700 依靠气井自身能量连续排液； 无需外界能量节约地面能源； 不受积液介质的影响； 不伤害油气层； 安装、管理方便等 ; 经济、实用，国内外最新技术。 采油工程技术研究院天然气所 该技术的优点 适用气井条件 气井油管内径 62 井深 2500 3500m 井底压力 7井口压力 3 日产气 5000 20000 日产液 3 将要积液的气井 靠激动式放喷排液维持正常生产的气井 采油工程技术研究院天然气所 措施后雾化装置在井下工作正常，气井由间歇出液变为连续出液，雾化效果明显。 白 49井现场应用效果分析 00 900 1100 1300 1500 1700 1900 2100深度( m )流梯(00m)0555白 49井现场应用效果分析 措施后流梯变化平稳，携液效率提高 40% ，产气量稳定 。 5555550 4d) 产液量(措施后 白 49井现场应用效果分析 自动化程度高 只需用钢丝绳就可以安装和打捞作业 柱 塞 气 举 排 液采气示意图 柱塞气举工艺技术 柱塞气举是把柱塞作为一种固体的密封界面，将举升气体和被举升液体分开，减少气体窜流和液体回落，提高液体的举升效率。 柱塞气举的能量主要来源于地层 ，但当地层能量不足时且有高压气来源时，也可以通过向井内注入一定的高压气以将柱塞及其上部的液体从井底推向井口，排除井底积液，增大生产压差，延长气井带液生产自喷期。 工作原理 采油工程技术研究院天然气所 柱塞气举工艺技术 柱塞气举可充分利用地层能量，尤其适合于高气液比的气井排液 对常规连续气举或间歇气举效率不高的井，采用柱塞气举可以提高生产效率，避免气体的无效消耗 柱塞气举还可用于易结蜡、结垢的油气井 柱塞气举的安装、生产和管理费用都较低 适应性及优点 采油工程技术研究院天然气所 柱塞气举工艺技术 濮 823344方/日）下柱塞前 下柱塞后 指数 ( 下柱塞前)濮 8年 10个月，目前仍然有效 采油工程技术研究院天然气所 柱塞气举工艺技术 白 42井下柱塞效果分析 002002003003柱塞后 油压 套压 指数 (下柱塞前)采油工程技术研究院天然气所 柱塞气举工艺技术 基本原理 将干气、氮气或其他类型的气体注入产生反凝析污染的凝析气井，并利用吞吐的方法，解除凝析气井近井地带因反凝析而造成的污染，从而达到提高凝析气井的天然气产量、提高气藏开发的综合经济效益的目的。 凝析气藏反凝析污染治理技术 采油工程技术研究院天然气所 储层物性条件： 储层含有较低的初始含水饱和度，低渗透率。储层岩石毛管细小，毛细管作用力大。岩石颗粒细，比表面大。气、水及少量油赖以流动的通道窄，喉道半径小。 外来流体条件： 水基钻井液渗入、固井液渗入、水基完井液、水基修井液、水基压井液、水基增产液渗入等造成的污染。 注气吞吐选井条件 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏反凝析污染治理技术 近井地带液相饱和度增加 气相渗透率下降 凝析气相态发生变化 反凝析污染的结果 05101520253035400 10 20 30 40 50 60%)颗粒渗流孔道生产过程中液相析出、固相沉积导致产量降低压力下降固相气井产能急剧下降 凝析气藏反凝析污染治理技术 注气吞吐近井地带含油的饱和度分布 含凝析油饱和度分布剖面00 . 0 50 . 10 . 1 50 . 20 . 2 50 . 30 . 3 50 . 40 . 4 50 . 50 20 40 60 80 100距井筒距离（ m)含油饱和度（ 入 量 0 万 方注 入 量 2 0 万 方注 入 量 3 0 万 方注 入 量 5 0 万 方注 入 量 8 2 万 方注 入 量 1 0 8 万 方注甲醇氮气吞吐技术 模拟表明注氮气吞吐后，近井地带凝析油饱和度明显降低 注气前饱和度分部曲线 凝析气藏反凝析污染治理技术 桥78井氮举压力变化051015202519:40 20:00 20:20 20:40 21:00 21:20 21:40 22:15 22:40 23:30 0:00 0:30 1:30时间压力(压( M P a ) 套压( M P a )注甲醇+ 氮气过程套压变化情况0510152025200501:00 7:00 23:00 5:00 9:30 15:30 22:00 6:00 14:30 20:30 3:30 9:30时间套压(施前注气阻力为 22甲醇段塞后注氮气注气阻力为 17 甲醇段塞可以降低注气启动压力。 压 力 压 力 措施前注氮气排液井口压力变化 注甲醇氮气吞吐井口压力变化（油套合注） 桥 78注甲醇段塞 +氮气现场实验 凝析气藏反凝析污染治理技术 05101520055555555压 日产液量( t ) 日产气量( 万方)051015207 月1 7 日1 0 ：5 0 7 月2 0 日9 ：0 0 7 月2 2 日9 ：4 0 14:05 7 月3 1 日8 : 5 0 : 0 0 8 月2 日9 : 2 0 : 0 0 8 月5 日9 : 3 5 : 0 0日期( 月、日、时)油、套压(压（油压（施前后压力产量变化曲线 压 力 压 力 产量 措施后排液油套压变化曲线 注气焖井 措施后激动排液 ， 液体大量流入井底 ， 油压大幅下降 ， 排出液体 95 为凝析油 ， 达到解除反凝析污染的效果 。 凝析气藏反凝析污染治理技术 桥 78注甲醇段塞 +氮气现场实验 油气井压裂作业前，将气举阀按设计连接在压裂管柱上，下入油气井。 压裂作业压力可达 60举阀将承受 90 压裂作业后，向套管环空注入高压天然气，气举阀开始卸载。 当排液至第一级阀暴露后，这时第一级气举阀打开，注入气通过打开的阀进入油管，注入气与液柱混合后，降低了液柱比重，把液柱驱向地面。 当排液至下一级阀暴露后，这时形成两点注气，套管环空注气急剧下降，上一级阀关闭，这是气举阀卸载过程。 在卸载过程中，由于气举放大了生产压差，使压裂液能够快速的返排到地面。 技术原理 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 新型耐高压气举阀： 实现压裂气举排液一体化管柱，达到压裂液快速返排，减少地层污染的目的。 与撬装气举车配合可对井深 4500 气举阀材料耐石油、天然气腐蚀。 技术特点 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 气举阀耐压： 8090 气举阀耐温： 160 技术指标 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 压裂后需快速返排的油气井（ 21/2 油管） 压裂投产的气井 井深达 4500米以上的积液气井 适用范围 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 可实现压裂气举排液生产一体化管柱，有效解决气井积液难题，维护气井正常生产。 提高压裂液返排速度，保证压裂效果。 形成气举管柱系列化，提高采气工艺水平。 经济效益分析 采油工程技术研究院天然气所 凝析气藏压裂气举排液一体化管柱 利用配套完善的测试设备和分析评价软件通过摸底测试、中间监测、跟踪对比测试、数据处理、分析评价等手段，搞清各个环节效率的影响因素 测试方法按石油天然气行业标准 5266机械采油井系统效率测试方法 制订相应的单井和区块技术配套方案，并对对电机、抽油机、管杆组合和生产参数进行优化配套 采油工程技术研究院天然气所 提高机采系统效率技术 技术指标 测试数据误差小于 5%，资料录取准确率 100% 优化设计、措施有效率 90%以上 措施井（动管柱）平均提高系统效率 8个百分点以上 调参井（不动管柱）平均提高系统效率 5个百分点以上 实施前后产液量稳中有升 提高平均系统效率 2个百分点以上 采油工程技术研究院天然气所 提高机采系统效率技术 适用范围及适用条件 抽油机井、电泵井 选井范围包括：所选被测油井的井况、系统组成、技术装备和管理水平均具有一定的代表性，重点为深抽井、高气液比油井、高含水油井、结盐、结垢、结蜡、偏磨严重、特种抽油杆等井况 采油工程技术研究院天然气所 提高机采系统效率技术 应用情况 自 1997年以来，先后完成了局级项目 提高抽油机井系统效率研究 、 优化设计提高抽油机井系统效率研究 等，连续几年在各采油厂进行技术推广应用，测试手段不断完善，技术应用趋于成熟 ，措施实施效果明显，平均系统效率提高 5个百分点以上，取得了一定的经济效益和社会效益。 采油工程技术研究院天然气所 提高机采系统效率技术 油田中有相当一部分油井在生产中表现为深泵挂、低液面、低产能、高气液比、低泵效。这些井在中原油田生产中占相当的比重，约占油田总井数 40%左右。 生产实践表明，对这类油井解决问题的有效办法就是采用深抽工艺。深抽作为机采提液的一项重要手段，经过多年的发展完善，形成了比较完善工艺及配套技术，在挖掘 “ 三低井 ” 的潜力方面起到了积极作用。 深抽工艺及配套技术研究 采油工程技术研究院天然气所 配套技术 深井抽油的超深抽抽油泵 泵径： 38筒长度： 大外径： 108 常数： 配套使用的优化设计软件可以产量、系统效率为目标进行设计 深抽配套工具（满足 3000 采油工程技术研究院天然气所 深抽工艺及配套技术研究 32 3000m 38 2700m 44 2500m 56 2000m 技术参数 达到的技术水平 配套工具已基本能满足 3000 有杆泵技术 深抽工艺及配套技术研究 采油工程技术研究院天然气所 适用范围 该技术不仅适合油藏埋藏深 ， 泵挂深度大的深抽井 ，