油井作业自助排液技术的研究

[摘 要]在油水井的新井投产施工中，当设计要求符压射孔时，需要借助抽汲等工艺来降低井内液面。当油水进行酸化解堵施工时，为了提高工艺处理效果，减少或避免二次污染，也需要进行工艺排液。在充填防砂施工前期进行的对地层实施负压返吐工艺，也需要进行工艺排液以达到防砂施工的效果。

[关键词]排液 抽汲技术 解堵

中图分类号：TN972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0241-01

引言

油井作业排液技术也称为诱导油流，就是降低液柱压力，使其低于油层压力，在油层与油井之间形成压差，使油层中油气流入井内，还可清楚井底砂粒及泥浆等污染物质，降低井底液柱压力有两种途径：一种是减少压井液的密度，另一种是降低井中的液面高度。常用的诱流方法有抽汲法、气举法、混气排液法、液氮法等。

1.抽汲排液技术

抽汲排液技术是在下入油井的油管内下入抽子等工具，由通井设备上的钢丝绳下入井内一定液面以下，通过通井设备滚筒的转动，带动钢丝绳的上下运动，进而带动抽子工作，把抽子以上井筒内的液体逐步举升至地面。一般将抽子下到液面以下150～250m，上提时可以在井底产生1.5～2.5Mpa的降压，堵在井底附近油层的污物在液流的冲刷携带下，被排到井内。这种方法的诱喷程度较替喷大，多用在靠改变井内流体相对密度仍不能达到诱喷目的的油井。抽汲效率取决于抽汲强度，抽汲强度大则解堵作用大。抽汲强度又和抽汲速度、抽子与管壁间的严密程度，以及抽子的沉没度有密切关系。在地面动力及钢丝绳强度一定时，沉没度、抽汲速度受到限制。一般抽汲速度主要取决于抽汲速度。目前现场应用的抽子有两瓣式抽子；阀式抽子和阀抽子。抽汲作业适用油质不太稠，能使抽子顺利起下的出油井或油水同出的井和动液面应在1600～1700m以上，供液较充足的地层。

2.气举排液技术

气举排液技术是向井中压入空气，替出压井液，使井中液柱高度很快降低，从而急剧降低井底回压达到诱喷目的。气举分正气举和反气举两种方法。

正气举是从油管压入空气使液体从套管返出，当高压气体到达油管时便和液体混进入套管，此时油井被举通，井底压力开始下降，随着液气混合物从套管中迅速上升，井底压力便快降低使油气流入井内并喷至地面。反气举是从套管压入空气使液体从油管返出，当高压气体到达油管时，便和液体混合进入油管，此时油井被举通，井底压力开始下降直到把油井举喷。

当泵压和压入井中气体深度相同时，反气举压入的气量多，举出的液体多，能使井底压力下降多些。可根据这个特点和油层的特征等来选择气举方式。气举使用的高压压风机有S-10/150或SF-150型，工作压力14.5Mpa，能举的最大深度为1500m，若油管下入深度超过1500m就不可能举通，可采用多级气举阀气举诱喷法。气举法诱喷能迅速排出井中液体，使井底回压有比较大的压降，适用于岩层坚硬、不易出砂的油井诱喷。

3.混气排液技术

混气水排液是用压风机和水泥车同时或间隙向井内注入高压空气及清水，用气化了的水来顶替井内液体，利用气体膨胀后的高速上升带出井筒内的已泵入的清水，最终达到排出井筒液体的目的。排液前管柱完成在试油层以上20～30m，可连续循环。采用工作压力为15Mpa的压风机和泵车同时从井筒环空注入气注液，压风机保持在1000r/min以上，泵车排量300L/min，循环一个井筒容积后，井筒内的液体被混气水顶替，这是第一个工作阶段；第二阶段，压风机排量不变，泵车以200L/min排量再连续泵入2/3井筒容积的清水；第三阶段，压风机继续泵气，泵车以100L/min排量再泵入井筒容积1/3的清水；第四阶段，泵车停泵，压风机继续气举，可以把管鞋以上全部液体举出井筒。这样的排液方法最终可将井筒液面降至3700m以下，但施工时间较长。套管允许掏空深度的计算方式为：

H=101p外挤/（kp）

式中H――允许掏空深度，m；

P外挤――套管抗外挤强度，Mpa；

K――附加安全系数，取值不小于1.125；

P泥――完井液密度，g/cm3。

4.液氮助排技术

液氮排液是通过液氮泵车把罐内的液氮泵入井内，由于减压升温作用，液氮变成氮气顶替出井内液体，放气后减少液柱对产层的压力，是一种安全的排液方法。由于氮气与井内天然气不发生化学反应，因此它适用于油井射孔后的排液，特别适用于凝析油气井、气井或预计可能有较大天然气产出的井的排液。液氮排液施工前要进行液氮排液的设计计算。现场多采用反气举方式排液，个别也有采用正举方式。液氮排液计算方法如下：

4.1 设计液氮排液面的深度；要小于套管的安全抗外挤强度。

4.2 由液氮排液深度计算液氮排液体积V1，按排液井筒容积计算。

4.3 设计氮气用量：

V2=BV1

式中B――常数因子，表示在泵注压力和注入氮气段井筒平均温度下的氮气体积与常温常压下氮气体积的比值，通过查表得到。由于液氮车是靠自身泄气保持液氮罐的低温状态，因此准备液氮时应附加设计量的20%～30%。液氨排液具有快捷、安全、方便、比较经济等优点，现场应用比较普遍。

结束语

传统油水井排液技术存在的缺陷与不足：

1.抽吸排液效率低，事故率高；

2.气举排液需要使用高压压风机，井内管柱需下入气举阀等配套工具，气举排液大面积应用效果不理想；

3.混气排液技术，设备占用量大，工作时间长，生产成本较高；

4.液氨注排技术使用条件的限制，使用范围小，而且成本也较高，施工中风险大，不利于大面积推广应用。

参考文献

[1] 周战军，吕军爱.气井抽汲排液装置.油气田地面工程，2007.

[2] 王俊奇，徐永高等.气井井筒跨音速汽水分离与旋流排液技术.石油学报，2006.

[3] 赵百万等，气井连续排液的新观点.国外油田工程，2003.