[發明專利]一種用于水平氣井排液采氣的裝置及方法

無效

• 申請號: 201210491032.7
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102953711A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 鐘海全;劉通;段進賢;王志彬;王琦;李穎川
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于水平氣井排液采氣的裝置及方法，屬于石油天然氣開采領域。

背景技術

氣藏水平井技術能夠增大井眼與氣藏的接觸面積，提高氣藏動用程度，在我國氣藏開發中日益普及。而水平井開采進入中后期時，面臨地層能量下降，井底存在積液的問題，造成氣井減產甚至“水淹”停產，如何實施排液采氣成為了保證水平氣井穩產的關鍵。

目前常規的排液采氣工藝都存在一個共同問題，即排液前液體已經回流井底形成聚集，舉升這部分液體需要克服整個井段的重力壓降。而在氣井真實的積液過程中，液體并不是一開始就聚集在井底，而是在地層氣能量的作用下先被舉升至一定高度，但又不足以到達井口，隨后發生回流，因此液體在回流井底之前是具有一部分重力勢能的；而此時液體尚未對地層形成回壓，地層氣能夠充分流入井底，并攜帶液體上升。但是目前的排液采氣工藝在排液前任由液體回流井底形成積液，不僅損失掉舉升上來的液體原本具有的重力勢能，還因為地層回壓的增加降低了產氣量，損失了地層氣的攜液能量。

由此提出一種新的思路：在氣井適當位置設置截流裝置截獲回流液體，并將其存于帶封隔器的油套環空中，避免其回落井底，保留這部分液體所蘊藏的重力勢能，再利用電泵或氣舉排出環空液體，減少舉升耗能；另一方面，通過截獲回流液能確保井底一直處于不積液狀態，將地層回壓降到最低水平，讓地層氣充分產出，從而充分利用地層氣的攜液能量。該思路適用于水平氣井(垂直氣井也適合)，這是因為通過在水平井垂直段截獲和封存回流液體，不僅減少舉升耗能，還將水平井排液問題簡化為直井排液問題處理，減小下泵深度或氣舉深度。

井下節流是一種新興的排液采氣輔助技術，其節流降壓作用能增加氣、液流速，提高氣井攜液能力，減少液體回落；而其窄斷面特點又有利于截獲回流液體。因此在截流裝置的設計中考慮節流結構，既能確保新思路的順利實施，還有助于輔助攜液。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種用于水平氣井排液采氣的裝置及方法，該裝置能夠充分利用被舉升液體的重力勢能和地層氣能量攜帶液體，并依靠井下節流輔助攜液及截獲回流液體，既減少舉升耗能，又有效防止井底積液；同時將水平井排液問題簡化為直井排液問題，減小下泵深度或氣舉深度。最終實現水平氣井的排液采氣。

本發明采用的技術方案是：

本發明一種用于水平氣井排液采氣的裝置，主要由排液細管、上部油管、地面注氣管、套管、截流裝置、特殊接頭、下部油管、封隔器、地面控制器、電纜、導線、氣舉閥、電泵機組、井下液位計組成。所述上部油管、截流裝置、特殊接頭、下部油管依次串接并與套管形成油套環空，油套環空上部與地面注氣管相通；所述封隔器將垂直段與水平段的油套環空隔開；所述截流裝置由外筒和節流部件構成；所述外筒與節流部件之間形成環空，環空下部通過單向閥與油套環空連通，只允許回流液體向油套環空流動；所述特殊接頭由采氣通孔、采液通孔組成，兩通孔之間不連通，所述采氣通孔上端與上部油管連接，采氣通孔下端與下部油管連接，提供采氣通道；所述采液通孔上部連接排液細管，下部懸掛電泵機組，提供泵抽排液通道；所述排液細管下部設置氣舉閥，連同地面注氣管構成氣舉排液通道；所述電泵機組通過電纜與地面控制器連接；所述井下液位計位于封隔器上方，通過導線與地面控制器連接。

本發明一種用于水平氣井排液采氣的方法，包括以下步驟：1.當產層能量不足時，所述上部油管中的液體無法被帶至井口高度而發生回流，所述截流裝置中含有節流部件，截獲回流液體并提高氣體流速，既防止液體回流到井底的水平井眼又輔助攜液；2.截獲的液體被排向油套環空中，并在封隔器上方越積越多，所述井下液位計實時記錄液位數據并將數據傳至地面控制器；3.地面控制器可根據液位高度智能控制電泵機組工況，將封隔器上方液體沿特殊接頭、排液細管泵抽出井口；或者通過地面注氣管向油套環空注氣，氣體通過氣舉閥進入排液細管，并將液體舉出井口；通過以上步驟實現水平氣井的排液采氣。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：1.通過截獲回流液，避免液體回落井底，保留液體所蘊藏的重力勢能，減少舉升耗能；2.確保井底一直處于不積液狀態，將地層回壓降到較低水平，讓地層氣充分產出，從而充分利用了地層氣的攜液能量；3.截流裝置設計中考慮節流結構，既能截獲回流液，又能提高氣流速度，輔助攜液；4.通過在水平井垂直段截獲和封存回流液體，將水平井排液問題簡化為直井排液問題，減小下泵深度或氣舉深度；5.具有較強的適應性，可根據氣井所具備的條件靈活選擇泵抽或氣舉方式排液。

附圖說明