SY T 5810-1993 连续气举采油井设计及施工作业.pdf

1、s 中华人民共和国石油天然气行业标准SY/ T 5810-93 连续气举采油井设计及施工作业1993-09-09发布1994 - 03- Q 1实施中国石油天然气总公司发布目次1 主题内容与适用范围.H. ( 1 ) 2 术语. . ( 1 ) 3 设计原则. . ( 1 ) 4气举井设计. . ( 1 ) 5 气举阀调试. . ( 6 ) 6 气举井管桂结构. ( 7 ) 7 气举井工艺流程. ( 8 ) 8 施工准备. . . . . ( 9 ) 9 作业程序. . . ( 9 ) 10 安全质量控制. . . . . . . . (10 ) 酣录A流动压力曲线图版补充件. . ( II

2、) 附录B油管内压力分布计算方法(参考件). . (1 8 ) 中华人民共和国石油矢然气行业标准SY/ T 58103 连续气举采油井设计及施工作业1 主题内容与适用范围本标准规定了气举采捕井设计原则、气举井设计.气举阀调试、管桂结构、气举井工艺流程、施工准备、作业程序及安全质量控制。本标准适用于油田连续气举采油井的设计和施工作业。2术语2.1 连续气举将地面高压天然气通过井下气举阀连续注人油井所产液体中去，由于气体?昆入使所产液体减小密度，从而降低整个液柱对井底的回压，在一定的地层压力下便更多的油层液体流人井底，并被举升到地面的连续开采方式。2.2 气举阑气举阀是气举采油的关键部件，它是一种

3、压力开关阀.当气举阀外界压力达到阀的启开压力值时气举阀被打开。通常井下套管的高压注入气扪开气举阀，并通过阀嘴注入油管内油井所产液体中去。2.3 气举工作简连接于油管柱中的、固定放置气举阀的专用短节-2.4 油管效应气举中气举阀嘴下游的油管压力对开启气举阀的套管压力值的影响。2.5 注入气液比每举升产出1m3液体所需消耗的在标准状态下的单位注入气量-3设计原则3.1 设计注入气被比.在油井生产条件许可的范围内要求最小。3.2 综合考虑洼气压力、井深、产量、作业周期及经济效益，下人气举阔6-9级为宣-3.3 井深在2500111内的井，最下一级的偏心气举工作筒下至油层顶上部100m内。3.4 流压

4、高于5MPa且日产液量高于30旷的油井适合连续气举。4 气举井设计4.1 设计依据设计依据的油井数据项包括;a，油井深度.01; b注入气相对密度;C.原油密度，kg/ m3; d.水的密度，kg/ mJ; e设计日产液量.m3/ d; i二油井含水率，%; 申国右油灵然气总公司1993-09-09批准1994-03-01实施SY/ T S8103 g.生产油压.MPa; h注气压力，MPa; i.压井液压力梯度，MPa l m; 1井口温度，t:; k.井底温度，t; 1.地层气被比.m3 1 1113; m.井底静压.MPa1.4.2.11 根据日注气量按式(5)计算气举阀嘴子直径D.(4

5、) - 3-SYI T 58103 D= J Q I 132.6Pk(J) (5) 式中:D一一向嘴直径.mm; Q一一日注气量.m3 I ; A(I)一一讲下气举阀启开压力值.MPa; (月一一为重复计算时相同项下标，依次取1.2. 3. 4. .。4.2.12 接式(6)计算第2级及以下各级阀深度.P. - 0.35-A厅、-PtnII( _ . F. L (f+l)= Vl + L tl-fi G . .(6) 式中:L(IJ一一第1级气举阀深度.m; L(1+1)一一嘿(1+1)级气举阀的深度.m; A一一寸也面注气压力，MPa; A(I)一-气附加油管效应(第三级开始有); Pmin

6、(I)一一第I级阔的最小油管压力(即阀位处生产流压.由必得出.MPa; 几一一注气压力梯度.由h得出.MPa/l口。4.2.13 接式(7)计算最大油管压力Pmall.(MPa. L (/)pz - 0.35- A (l1 + Fz X Lrl+ 11- P) P_刘h=IL+pj一(/+1) (7) 4.2.14 按式(8)计算总附2日油管敢应A仙1)A /A ) = (p maa(/) - P minl) X (1 _ z_ / D.& )+ A mll叫I1-dz / A b (8 ) 式中Az-第I级阀嘴子的有效面积，mm2;Ab一一气举阀波纹管的有效面积，md;4.2.15 接式(9

7、)计算第2级阀以下井下启开压力值.Pk(l+ 1) = PT(T+ 1) - A (1+ 1) (9) 式中A(l+l)一一各级阀井下启开压力值，MPa; Pr(l+ll一一各级闹闹位处套管压力值.MPa; lFT(JI=pz + Fr L (n 4.2.16 按式(10)计算气举阀波纹管腔室在井下位置时压力值J.，(刀，MPa, A A Pbj产PMJAi-f)+pminIJ-i) - b b 、，J) J，、l ( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.17 根据阀位处温度查表l确定氮气温度校正系数Cl(

8、20C)。一-4一SY / T 5810-93 表l以20t:为基础的氯气温度修正系数 C, C1 c C, 一一20 40 0.93 60 0.868 80 0.8 14 20.5 0.998 40.5 0.928 60.5 0.867 80.5 0.813 21 。.9964 1 。92661 0.865 81 O.l! 12 , 2 1.5 0.995 4 1.5 0.924 6 1.5 。.86481 .5 0.8 1 )., 0.993 42 0.923 62 0.863 82 0.809 22.5 0.99 1 42.5 0.921 62.5 0.861 82.5 0.808 23

9、 0.989 43 0.91 9 63 0.859 83 0.807 23. 5 0.987 43.5 0.91 8 63.5 0.858 83.5 0.806 24 0.986 44 0.916 64 0.857 84 0.805 24.5 0.984 44.5 0.914 64.5 0.855 &4. 5 0.804 25 0.982 45 0.913 65 0.853 85 0.801 25.5 0.98 45.5 0.9 11 65.5 0.852 85 .5 0.801 26 0.978 46 0.91 66 0.851 86 0.8 16.5 0. 976 46.5 0.909 6

10、6.5 0.85 86.5 0.799 27 。.97447 0.907 67 0.848 87 0.797 27.5 0.972 47.5 0.905 67.5 0.847 87.5 。79628 0.97 48 0.903 68 0.845 88 0.795 28.5 0.968 48.5 0.902 68.5 0.844 88.5 0.793 29 0.967 49 0.901 69 n.843 89 0.792 29.S 0.965 49.5 0.899 69.5 0.841 89.5 0.791 30 0.963 50 0.897 70 0.84 90 0.789 30.5 0.96

11、 1 50.5 0.896 70.5 0.839 90.5 0.788 31 0.959 51 0.895 71 0.837 91 0.787 31.5 0.957 51.5 0.893 7 1.5 0.836 91.5 (J 71$6 32 。.95652 0.892 72 0.83 5 92 o 7R5 32.5 0.955 52.5 0.89 72.5 0.834 92. S O.日433 0.953 53 0.888 73 0.832 93 0.783 33.5 0.952 53.5 。.88773.5 0.831 93 .5 0.782 34 0.95 54 0.886 74 0.8

12、3 94 0.78 34.5 0.948 54.5 0.884 74.5 0.828 94.S 。.77835 0.946 55 0.883 75 0.827 95 0.778 35.5 0.944 55.5 0.88 1 75.5 0.826 955 0.777 36 0.942 56 0.879 76 0.824 9 0.776 36. 5 0.94 56.5 0.878 76.5 0.823 % .5 0.775 37 0.939 57 0.877 77 。.82297 0.774 37.5 0.938 57.5 0.875 77. 5 0.82 Jj 0.773 .8 0.936 5&

13、 0.874 78 0.8 19 9S 0.771 38.5 0.934 5R. 5 0.87 78.5 0.8 X 98.5 D. 77 39 0.933 59 0.871 79 0.817 99 O.76!) 3C).5 0.931 59.5 0.87 79.5 0.816 , 99.5 。7t;4.2.18 按式(11)计算气举阀腔室压力，即地面充气压力值PCl)MPa. 一5一SY/ T 58103 PC(II = Pb!lJ X C t 、 F l -A ，.、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、. . . . 4.2.19 按式(12)计算气举阀地面打开压力值/)0(1)MPa. P，= 三!.!l。tnl-A/Ab (12) 4.2.20 接4.2.8-4.2.14条重复计算第3级及以下气举阀下人深度数据，使L(/)达注气点以下=井深在250001内的井、采用可投攒式偏心气举工艺，应便最末卢级气举阀下至油层顶上都100m内.4.2.21 按4.2.15-4.2.19条重复计算每级阀的地面打开压力值品价5 气举阀调试5.1 气举阀技术要求5.1.1 气举间外型光滑无斑点，直径为25mm.5.1.2 波纹管焊接接口光滑，耐内压15MPa.5.1.3 整体耐压40MPa.5.1.4 可投

15、捞式气举阀V型密封圈与工作筒密封段试压40MPa无渗漏。当.1.5波纹管气门芯在波纹管充压10MPa后，用泄压杆敲击泄压50次以上气门芯不渗不漏。5.1.6 疲纹管腔室充压lOMPa，经15kh以上压力不变。5.1.7 气举阀打开压力值在20t:、7MPa时，开关压力差小于O，05MPa。5.1.8 阀嘴具有系列通径。从3至7mm间可供选择.5.i.9 整体达到耐腐蚀的要求.5.1.10 闹关闭，阀嘴上游气压6MPa，阑嘴渗气量用肥皂水试每分钟应少于10个气油。5.1.11 可推荐采用投捞式气举阀、气举工作简.5.2 气举阀调试装置E 氯气.充气接头恒温水浴百tJi阀低压气泵死去曹图2调试装置

16、示意图气举阀词。i-，:民直(见图2)主要包括:a气泵一台:工作压力0.1-0.8MPa.具有定压停泵性能;一-6一-b.高压氯气摞:压力lOMPa以上;c.调试台:调试气举阀启开压力值;SY/ T 5810-93 d.耐压试验台:有1:100比例泵，用低压气可将高压管中清水加压到40MPa;e.恒温水浴;f.折装工作台;折装气举阀-5.3 调试程序5.3.1 打开恒温水活开关，启动水活搅拌器，把水温调在恒定20t:，并用标准温度计检测.5.3.2 做好各项准备工作.把高压氮气引到调试台供气控制阔前.并把耐压试验台高压管及水箱加满清lj(.5.3.3 取出气举间打开气门芯丝堵，放出波纹管腔室内

17、余气压力.5.3.4 拧开气举阀各部螺纹接头，从外观上检查各部零件应无变形，无损向.无锈蚀-5.3.5 按设计要求选用各级气举阀嘴径井上好螺丝.做好凋序号标记。5.3.6 把需调试的气举阀放人恒温水浴内，约lSmin.5.3.7 把气举阀从恒温水浴内取出，拧在调试台的充气接头上关闭调试阀，打开充气阔.缓慢打开供气阀门，注意观察标准压力表的宽气压力值，直至达到该级阀的地面充气压力值PC(lJ然后关闭供气阎喃打开放空阀.使压力归零，取下气举阀放回71j d % 、318 。Al 3 18 65 A2 159 。A3 159 65 A4 . 一127 。A5 127 65 A -一95 。A7 95

18、 65 A8 _._-64 。A9 -一64 65 A l 0 ._ 32 。A川 A I2 65 32 - - 11 -SY/ T 5810-93 20 20 流动压力曲线流动温度71 c 16 水的稽对密度1.08 原油相对密度。.8514t 气的相对密度。.65油管尺寸，7.1mml H 日-流量.:llam12 合水iJ:u . 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 MPa 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 m 图Al20 1 流动压力曲线20 滚动温度7,( c 16 t 水的相对德度1.

19、 08 原油相对密度。.85气的精对密度。.65汹管尺寸:73mm12 目流量，318m2 含水率，65%i 10 8 8 6 6 4 4 z 2 MPa 面00百o-rOOO 12: T400 16而丁百002000 2200 2400 2600 2800 m 图A2一-l2一-SY/ T 5810-93 2 。流动压力曲线流动温度74 C 16且水的相对吉野度1. 08 且巨浪相对密度。.85气的相对警度。.6514 油管尺寸;73mmL2 日流量，159m.金水率=。LOI 8 6 4 2 400 600 800 1丽。TI丽I面。16丽8002o 2200 2400 262800 图A

20、320 。E 18 流动压力曲线18 流动温度74 c 16 水的相对密度1. 08 16 jf.油相对密度0. 85 气的相对密度0. 65 14 汹管尺寸，73mm日流量，159田12 食*. , 65% 8 8 6 6 4 4 2 2 40百60百一8001否否百1200 1400 1600 1800 2000 2200 24 00 2600 25(10 图A4一-13一SY / T 5810-93 20 20 流动压力曲线流动温度74 c 161-水的相对密度1. 08 16 原油相对密度。.85气的相对密度。.6514 12J_ 油管尺寸:7讪nn日流量:127旷含水车:08 4 4

21、 2 2 800丁丽0丁亘古1400 1丽。T820面2200 2400 2600 . 8而图A520 20 流动压力曲线18 18 流动温度74 c 16 水的相对密度1. 08 16 原油相对密度。.85气的相对禽度。.65油管尺寸:73mmlzL 日流量:127m 含水.:65%. 10 8 6 6 4 4 2 2 、d产、400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 24 00 26 00 2800 图A6一-14一-SY/ T 5810-93 20 . 流动压力曲线流动凰度74 c 161-水的街对密度1.08 原泊搁置1!瞥度。.85

22、气的相对密度。.6514 油管尺寸，73mm日t量，95m12 101 含水事:0 8 6 4 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2690 2800 图A7流动压力曲线777 才2018 流动温度74C 水的相对司密度.08 / / / / -116 原油相对密度。.85气的相对密度。.65j3%/ / / 油管尺寸，73mm日量，95m含水事.65%. 8 6 4 主兰艺600 800 1000 1200 1400 1600 18 2000 2200 242600 2800 图A8一-15- -SY / T 5810-93 114

23、 同2。6 4 2 600 800 10玩200 1416u商面主药o2400 2600 2800 图A920 ,20 流动压力曲线流动温度74(: 18 水的相对密度1.08 16 原商量相xt1!.度。.8516 气的相对密度。.6514L 泊1f尺寸，73mm14 日流，量，1)4旷合水.:65%10 s 6 4 4 2 2 m 200 4白o600 800 100C i 200 J 400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 图AIO一-16一-SY/ T 5810-93 20 ,20 流动压力曲线流动温度74C 水的相对!度1.08 16 原油相对密

24、度。.85气的相对Il!度。.654 油管尺寸，73田a自由E量，.3时合水且事，08 6 4 z 2 MP.! m 200. 400 600 800 1000 12创1400 1600 1800 .20 2200 磊丽2600 28 00 图Al1,20 流动压力曲线8 滚动温度74(: 16 水的相对密度1. 08 16 原油相对密度0.85 ld 气的相x.t8度。.6514 12 油管尺寸，73mm日流.32m10L 含水事，65Yo8 6 4 2 400 600 600 101200 1400 16182000 -22而否4002600 28而图A12一-17-SY/ T 5810-

25、93 附录B油管内压力分布计算方法(参考件)对油管内压力分布的计算推荐以下两种方法-81 奥齐思择斯基方法8.1.1 气液混合物沿垂直管流在某一管段内的总压差.位置高差和总压力梯度分别接式(B1)、式(B2)和式(B3)计算.某一管段的总压差为:或者.i宴管段的位置离差;该管段总压力梯度:.D= g+).Z r l一豆豆LA-p Ap(l -G乒).Z= Ap (pg+) 生I!.=鱼丘土二iz _豆豆A -p 式中:.JT一一管段的总压差.Pa (nkg/m S2); Z-管段的位置高差，m; p 一寸主管段内，气液混合物密度.kg/ m3; f一一重力加速度，m / S2; 一一管段的摩阻

26、压力梯度.Pa / m(即kg/m2s2);G-一气液混合物的质量流量.kg/ s; Q一一古该管段的平均压力和平均温度下气相的体积流量，JUl/ s; A一一管子的截面积，lt;f一一管段的平均压力，Pa. (B 1) (B2) (B3) 81.2 在以上三式，中，因p、和Q都是压力和温度的函数，计算时必须将井筒分成若干管段，使每个管段中的流体物理性质及流动特性没有明显的变化，每个管段的压差应在全井压差的10%以内且每个管段的压差不liZ.大于lMPa.对每个管段进行计算时，可定.Z求.p.也可定D.p二R62.但因压力较大地影响着流体的物理性质和流动特性，故一般采用定.p求.Z的办法a该法

27、适用于1匠、中、高气?;2比及含水率的井。一18一SY/ T 5810-93 82 阻力系黯法82.1 油、气、水混合物沿垂直管流在某管段内的平均压力梯度按式(B4)计算。主丘QI =pg+ -T- . .(B4) AZ1.234Dep 式中:Q。一一气举井产油量，旷/s; Gl一一样随每生产1m3地面脱气原泊的油.气、水的总质量，kg /111气D一一气举油管直径.m; 一一气举管中的油、气、;，1(棍和物的阻力系数，无国次A值在0.1-10之间取值.其余符号同前-82.2 该法适用于低、中气液比及含水率的井.附加说B月:本标准由来油果气专业标准化委员会提出并归口.本标准由辽河石油勘探局茨榆培采油厂负责起草。本标准主要起草人陈伟良.- 19