NP1-3人工島氣舉井優化配氣技術

梅萬會 張鋒剛 劉鑫

1北京大學地球與空間科學學院； 2中國石油冀東油田分公司南堡作業區

在現有壓縮機供氣有限的狀況下，人工島氣舉采油技術能實現高壓氣量在各連續氣舉井之間的合理分配，以得到最大的油田氣舉產量，這對實現NP1-3人工島原油配產任務有著非常重要的影響。而目前通用的現場單井配氣量只能依靠經驗而定，即不能充分發揮高壓氣的舉升能力；同時由于部分井存在注氣與產液不匹配現象，造成油井生產不穩定，影響提液效果。所以必須開展氣舉井優化配氣技術，從而實現氣舉井產量與注氣量的優化。

1 優化配氣原理

單井連續氣舉注氣、生產過程是把高壓氣體從油套環空注入，經氣舉閥進入油管，并與油層產液混合后噴到地面的流動過程[1]。在其他參數不變的情況下，連續氣舉井注入不同的氣量，油井產油量、產水量和產氣量不同[2]。采用節點系統分析法對連續氣舉整個流動過程中選定的節點求解，可求出注氣量qg下油井產油量、產水量和產氣量[3]，即

式中Q為井口產量（m3/d）；Qo為井口產油量（m3/d）； Qg′為產氣量 （m3/d）； Qw為產水量（m3/d）； Qg為注氣量（m3/d）。

根據水油比、氣油比的定義，可將式（1）改寫成

式中Rqo為地層氣油比(m3/m3)；Rwo為水油比（m3/m3）。

在其他參數不變的情況下，Qo是Qg的函數，記為

通過上述方法可以求得不同注氣量Qg下的井口產量Q值。Qg與Q之間的關系即為連續氣舉井產量動態。式（2）與式（3）組成連續氣舉井生產動態模型。Q與Qo之間形成的關系曲線即為氣舉井生產動態曲線。

2 測試方法

（1）單井的分類。為了確定注氣量調整變化范圍，根據工作閥的位置和油層中部流壓，將單井分成地層能量充足的高產自噴井，產液＜35t但油壓＞5MPa，產液＜35t且油壓＜5MPa，和產液＜15 t且油壓＜2MPa四類井，對四種不同類型的井分別進行測試分析。

（2）注氣量的調整原則。為測試出不同單井的合理注氣范圍，需要定時調整單井的注氣量。根據3號島現場的測試能力，將調整周期定為24～48h。

（3）需錄取的資料數據。資料數據主要包括：①連續同步記錄套壓和油壓的變化；②在各個配氣橇記錄單井注氣量的大小；③注氣參數變化5h量油一次，一天量油3次，取平均值；④取樣化驗與測量產液量同步；⑤總產氣量與產液量記錄同步；⑥在工作閥以下20m處用電子壓力計測試流壓、流溫。

3 實例分析

對不同注氣量下測試的油井產量、油壓、井口套壓、井下流壓和流溫等各項實測數據進行整理，繪制出測試曲線，同時做出產液量隨注氣量的變化曲線。經綜合分析獲得油井最大產量下的最佳注氣量，即可實現優化配氣。

NP13-X1055井是一口日產液<35t、油壓>5MPa的高產井，于2009年12月5日進行氣舉閥工況測試。根據測試數據，結合壓力、溫度曲線進行綜合分析，判斷該井為第四級閥注氣生產，折算油層中部壓力為14.24MPa。該井測試前，套壓11MPa，油壓8MPa，日產液量32.2m3，含水0，日注氣量9.078m3，日產氣量 32.033m3。

2009年12月13日開始記錄井口套壓、油壓、總產氣量和含水等各項數據，并進行整理，繪制成隨時間變化的曲線，見圖1。

圖1 井口套壓、油壓、含水和總產氣量隨時間的變化

同步做出產液量隨注氣量的變化曲線，在綜合分析的基礎上，獲得油井最大產量下的最佳注氣量，見圖2。

圖2 NP13-X1055井產液量隨注氣量的變化

結合以上分析可以看出，通過調整注氣量，井口的產量變化比較明顯。當注氣量在7100m3/d時，產液量為31.9t/d；隨著注氣量增大，產液量開始逐漸上升；當注氣量增大到8000m3/d時，產液量達到了最大值38.6t/d。因此通過優化注氣，確定該井的最佳注氣范圍為7800～8300m3/d，此時產液量最高。

4 結語

（1）連續氣舉井的注氣量與產液量不是線性關系，只有最佳的注氣量，才可以保證井口產量最大化。

（2）通過氣舉井優化配氣測試技術，可以確定氣舉井的最佳注氣點，達到充分利用地面供氣系統能量，有效提高氣舉系統效率的目的。

[1]劉建亮，王小彩，楊麗娜，等.氣田氣舉管網系統優化設計[J]．油氣田地面工程，2008，27（7）：38-39．

[2]劉想平，汪崎生．優化理論在連續氣舉系統配氣中的應用[J]．江漢石油學院院報，1997，15（6）：52-56．

[3]孟韶彬，劉光蕊，包富鵬．連續氣舉優化配氣數學模型的建立及應用[J]．油氣田地面工程，2005，24（7）：3-4．