NP1-3人工岛气举井优化配气技术

梅万会 张锋刚 刘鑫

1北京大学地球与空间科学学院； 2中国石油冀东油田分公司南堡作业区

在现有压缩机供气有限的状况下，人工岛气举采油技术能实现高压气量在各连续气举井之间的合理分配，以得到最大的油田气举产量，这对实现NP1-3人工岛原油配产任务有着非常重要的影响。而目前通用的现场单井配气量只能依靠经验而定，即不能充分发挥高压气的举升能力；同时由于部分井存在注气与产液不匹配现象，造成油井生产不稳定，影响提液效果。所以必须开展气举井优化配气技术，从而实现气举井产量与注气量的优化。

1 优化配气原理

单井连续气举注气、生产过程是把高压气体从油套环空注入，经气举阀进入油管，并与油层产液混合后喷到地面的流动过程[1]。在其他参数不变的情况下，连续气举井注入不同的气量，油井产油量、产水量和产气量不同[2]。采用节点系统分析法对连续气举整个流动过程中选定的节点求解，可求出注气量qg下油井产油量、产水量和产气量[3]，即

式中Q为井口产量（m3/d）；Qo为井口产油量（m3/d）； Qg′为产气量 （m3/d）； Qw为产水量（m3/d）； Qg为注气量（m3/d）。

根据水油比、气油比的定义，可将式（1）改写成

式中Rqo为地层气油比(m3/m3)；Rwo为水油比（m3/m3）。

在其他参数不变的情况下，Qo是Qg的函数，记为

通过上述方法可以求得不同注气量Qg下的井口产量Q值。Qg与Q之间的关系即为连续气举井产量动态。式（2）与式（3）组成连续气举井生产动态模型。Q与Qo之间形成的关系曲线即为气举井生产动态曲线。

2 测试方法

（1）单井的分类。为了确定注气量调整变化范围，根据工作阀的位置和油层中部流压，将单井分成地层能量充足的高产自喷井，产液＜35t但油压＞5MPa，产液＜35t且油压＜5MPa，和产液＜15 t且油压＜2MPa四类井，对四种不同类型的井分别进行测试分析。

（2）注气量的调整原则。为测试出不同单井的合理注气范围，需要定时调整单井的注气量。根据3号岛现场的测试能力，将调整周期定为24～48h。

（3）需录取的资料数据。资料数据主要包括：①连续同步记录套压和油压的变化；②在各个配气橇记录单井注气量的大小；③注气参数变化5h量油一次，一天量油3次，取平均值；④取样化验与测量产液量同步；⑤总产气量与产液量记录同步；⑥在工作阀以下20m处用电子压力计测试流压、流温。

3 实例分析

对不同注气量下测试的油井产量、油压、井口套压、井下流压和流温等各项实测数据进行整理，绘制出测试曲线，同时做出产液量随注气量的变化曲线。经综合分析获得油井最大产量下的最佳注气量，即可实现优化配气。

NP13-X1055井是一口日产液<35t、油压>5MPa的高产井，于2009年12月5日进行气举阀工况测试。根据测试数据，结合压力、温度曲线进行综合分析，判断该井为第四级阀注气生产，折算油层中部压力为14.24MPa。该井测试前，套压11MPa，油压8MPa，日产液量32.2m3，含水0，日注气量9.078m3，日产气量 32.033m3。

2009年12月13日开始记录井口套压、油压、总产气量和含水等各项数据，并进行整理，绘制成随时间变化的曲线，见图1。

图1 井口套压、油压、含水和总产气量随时间的变化

同步做出产液量随注气量的变化曲线，在综合分析的基础上，获得油井最大产量下的最佳注气量，见图2。

图2 NP13-X1055井产液量随注气量的变化

结合以上分析可以看出，通过调整注气量，井口的产量变化比较明显。当注气量在7100m3/d时，产液量为31.9t/d；随着注气量增大，产液量开始逐渐上升；当注气量增大到8000m3/d时，产液量达到了最大值38.6t/d。因此通过优化注气，确定该井的最佳注气范围为7800～8300m3/d，此时产液量最高。

4 结语

（1）连续气举井的注气量与产液量不是线性关系，只有最佳的注气量，才可以保证井口产量最大化。

（2）通过气举井优化配气测试技术，可以确定气举井的最佳注气点，达到充分利用地面供气系统能量，有效提高气举系统效率的目的。

[1]刘建亮，王小彩，杨丽娜，等.气田气举管网系统优化设计[J]．油气田地面工程，2008，27（7）：38-39．

[2]刘想平，汪崎生．优化理论在连续气举系统配气中的应用[J]．江汉石油学院院报，1997，15（6）：52-56．

[3]孟韶彬，刘光蕊，包富鹏．连续气举优化配气数学模型的建立及应用[J]．油气田地面工程，2005，24（7）：3-4．