一种高产水井自动气举排液系统和方法

技术领域

本发明涉及一种高产水井自动气举排液系统和方法，属于石油天然气开采领域。

背景技术

高产水井井筒压损大、生产困难是边底水油气藏开发面临的一大难题，而连续气举工艺是实现高产水井连续排液、持续稳产的重要手段。它利用注气设备向井筒油套环空连续注气，气体进入油管降低液柱密度，从而实现连续排液。

但该工艺目前应用于高产水井仍面临着两个难题：一是高产水井由于井筒液柱高，要求地面气举启动压力高、注气量大，而高压力排量级别的气举设备投资大，运行费用高，效益差；二是气举阀虽然能够降低气举启动压力，但需要在油管提前预置工作筒，许多老井不适用，同时气举阀长期运行存在阀芯泄漏、管串短路的风险。需要寻求一种投资小、运行可靠、甚至自动化作业的气举新做法。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种高产水井自动气举排液系统和方法，不再采用传统的单一注气模式，而是变为气/液混注模式，利用液柱压力增大注入通道压力，从而降低地面气举启动压力，降低设备投资；同时注入液直接利用气井自身产液，解决了液体来源问题，控制了液体成本；另外全套系统利用自动化控制，实现无人值守作业。

本发明的一个方面，提出了一种高产水井自动气举排液系统，包括：

井下部分，所述井下部分包括套管和设置在所述套管内的油管，所述油管与所述套管的下部设置有油套连通点；

采气树，所述采气树设置在井口，并连接所述油管和所述套管；以及

连接所述采气树的气液混注装置，所述气液混注装置通过采气树向套管和油管的环空中注入气液混合流体；

其中，环空中的气液混合流体通过油套连通点位置进入油管，降低油管内液柱密度，从而实现连续排液。

本发明的进一步改进在于，所述气液混注装置包括注气设备，所述注气设备提供高压气，所述高压气在混合管内与高压液混合成为气液混合流体。

本发明的进一步改进在于，所述气液混注装置还包括储液罐，所述储液罐内装有液体，并通过泵送装置泵出高压液，并连接所述混合管。

本发明的进一步改进在于，所述储液罐的入口通过管线连接所述采气树，所述油管内流出的流体通过所述采气树和管线进入所述储液罐。

本发明的进一步改进在于，所述储液罐与所述采气树相连的管线上设置有分离器，所述分离器对油管内流出的液体进行气液分离，并将分离出的液体输送到储液罐中。

本发明的进一步改进在于，所述储液罐的出口端设置有过滤器，所述过滤器过滤所述储液罐输出的液体。

本发明的进一步改进在于，所述气液混注装置还包括控制器，所述控制器分别连接所述注气设备和所述泵送装置；所述控制器控制所述注气设备和所述泵送设备，从而控制注水速度和注气速度。

本发明的进一步改进在于，所述分离器与所述储液罐之间设置有分支管，所述分离器分离的液体输送到所述储液罐后剩余的液体通过所述分支管排出。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种高产水井自动气举排液方法，使用根据所述的高产水井自动气举排液系统实现，其包括：

在储液罐中装满液体，

注气设备自动增压注气，泵送装置自动启动注液，气液混注装置进入油套环空中；

并通过油套连通点位置进入油管，实现自动气举排液。

本发明的进一步改进在于，通过控制器设置自动注水速度、自动注气速度，随后触发自动模式。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所述一种高产水井自动气举排液系统和方法，不再采用传统的单一注气模式，而是变为气/液混注模式，利用液柱压力增大注入通道压力，从而降低地面气举启动压力，降低设备投资；同时注入液直接利用气井自身产液，解决了液体来源问题，控制了液体成本；另外全套系统利用自动化控制，实现无人值守作业。

本发明气液混注显著降低注气压力，解决大水量井气举启动难的问题。降低气举设备压力、排量级别，大幅节省投资。利用气井自身产液作为注入液，解决了系统液体来源问题。其主体设备少、管理方便、自动化程度高，可靠性好。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1所示为本发明的一个实施例的高产水井自动气举排液系统的结构示意图；

在附图中各附图标记的含义如下：

1、油管，2、套管，3、采气树，4、注气设备，5、泵送装置，6、储液罐，7、过滤器，8、分离器，9、混合管。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一种高产水井自动气举排液系统，包括井下部分，所述井下部分包括套管2和设置在所述套管2内的油管1，所述油管1与所述套管2的下部设置有油套连通点。本实施例所述的高产水井自动气举排液系统还包括采气树3，所述采气树3设置在井口，连接套管2和油管1。所述采气树3上设置有气液混注装置，所述气液混注装置通过采气树3向套管2和油管1的环空中注入气液混合流体。其中，环空中的气液混合流体通过油套连通点位置进入油管1，降低油管1内液柱密度，从而实现连续排液。

在一个实施例中，所述气液混注装置包括注气设备4。注气设备4能够提供高压气，并且注气设备4通过管线连接采气树3，该管线连接采气树3的套管闸门。在注气设备4和采气树3之间的管线上有一段混合管9，在混合管9内高压气和高压液混合，形成气液混合流体。

在根据本实施例所述的高产水井自动气举排液系统中，通过气液混合流体代替现有的单一注气模式，利用液柱压力增大注入通道压力，从而降低地面气举启动压力，降低设备投资。

在一个实施例中，所述气液混注装置还包括储液罐6，储液罐6内盛放有液体，并且通过管线连接混合管9，为混合管9内气液混合流体混合提供高压液。在储液罐6的出口与混合管9连接的管线上设置有泵送装置5，泵送装置5为储液罐6内的液体向混合管9内泵送提供动力，并且泵送装置5还为气液混合流体进入采气树3提供动力，使气液混合流体顺利进入油管1、套管2的环空。

在一个优选的实施例中，所述储液罐6的入口通过管线连接所述采气树3，该管线连接采气树3的连通油管1的生产闸门，所述油管1内流出的流体通过所述采气树3和管线进入所述储液罐6。

油管1内的液体被排出井口，气井成功复活，排出的液体进入储液罐6中重新利用。本实施例中，气液混合流体中的注入液直接利用气井自身产液，解决了液体来源问题，控制了液体成本。

在一个实施例中，所述储液罐6与所述采气树3相连的管线上设置有分离器8，所述分离器8为气液分离器8，从采气树3输出的流体通过分离器8进行气液分离，分离的气体经过处理后排到空气中，分离的液体输送到储液罐6内。

在一个优选的实施例中，所述储液罐6的出口端设置有过滤器7，所述过滤器7过滤所述储液罐6输出的液体。经过过滤器7能够过滤液体中的颗粒、杂质。

在一个实施例中，所述气液混注装置还包括控制器，所述控制器分别连接所述注气设备4和所述泵送装置5；所述控制器控制所述注气设备4和所述泵送设备，从而控制注水速度和注气速度。控制器设定自动注气速度和自动注水速度，随后可以开启自动模式。本实施例通过控制器实现全套系统的自动化控制，实现无人值守作业。

在一个实施例中，所述分离器8与所述储液罐6之间设置有分支管，所述分离器8分离的液体输送到所述储液罐6后剩余的液体通过所述分支管排出。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种高产水井自动气举排液方法，在油气井处于水淹停产的状态时，使用根据上述实施例所述的高产水井自动气举排液系统进行气举排液，所述方法包括：

在储液罐6中装满液体，

通过控制器设置自动注水速度QL、自动注气速度Qg，随后触发自动模式。

注气设备4自动增压注气，泵自动启动注液，高压气、液汇合进入油套环空中，并通过油套连通点位置进入油管1。此时由于注入流体密度远高于气体，因此在较低的地面注入压力下即可实现启动。

在一个实施例中，油管1中的液体被排出井口，气井成功复活，气、液通过采气管线持续进入气液分离器8，液体被分离至储液罐6，多余的液体被拉运外送，剩余的液体用于持续增压回注。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。