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第一章 概论1

一、气举1

1.连续气举1

2.间歇气举1

3.闭式及半闭式气举装置1

4.开式气举装置1

二、气举应用的优点和局限性1

1.气举工艺的主要应用1

2.气举的优点2

3.局限性3

三、气举阀3

1.优点3

2.卸裁阀和工作阀3

1.人工举升方法的选择4

四、人工举升方法的选择4

2.气举生产方式的选择5

五、提高举升效率的方法7

1.井口7

2.出油管线7

3.分离器压力7

4.双针压力记录议7

5.气举前必须先洗井7

6.排积液阶段的注意事项7

7.利用注气气柱的重量8

六、气举装置的设计8

七、常用术语8

第二章 油藏基础11

一、油藏类型11

1.溶解气驱油藏11

4.综合驱动油藏12

主要参考文献12

2.气顶驱动油藏12

3.水驱油藏12

三、产液指数和流动效率13

二、油藏流入动态13

四、流入动态关系14

五、伤害井的流入动态关系曲线18

六、平均油层压力小于原始饱和压力的IPR曲线23

七、油井的绝对无限流量23

八、IPR曲线的应用举例24

1.表压、绝对压力及大气压29

一、引言29

第三章 天然气的物理性质及其在气举设计中的应用29

2.华氏温度、摄氏温度和绝对温度30

3.气体基本定律30

二、分子量、摩尔、摩尔体积及气体常数31

1.分子量31

2.气体的摩尔分子量32

3.摩尔体积32

4.气体常数(R)32

三、气体的密度、梯度和比重33

1.气体的密度33

2.气体密度的计算33

3.气体压力梯度34

4.气体的比重35

四、气体的压缩系数35

1.简化的天然气压缩系数图35

2.氮气的压缩系数35

五、随深度的气体压力的计算36

1.计算随深度变化的气体压力公式36

2.随深度变化的气体压力图36

3.图表依据的重要性37

4.计算随深度变化的气体压力的近似方法38

六、绘制随深度变化的气体压力曲线的简易方法38

七、气体体积的计算41

1.在间歇气举装置中用以充满液体段塞下面的油管容积所需的注气量41

2.套管压力变化一定数值时所需的气量42

八、井温对气举阀的影响44

1.奥蒂斯公司绘制的节流嘴的气体流通能力图46

九、气举阀喷嘴流量图表46

2.卡姆科公司绘制的节流嘴的气体流通能力图47

3.由伊兹绘制的气体流量图48

第四章 气举阀51

一、引言51

1.波纹管的行程及保护51

2.标准式和可投捞式压力操作气举阀的结构54

3.力和压力的区别55

4.波纹管有效面积、阀座孔眼面积和弹簧效应55

5.压力操作气举阀的技术规范及力平衡公式的重要性57

二、非平衡式套管压力操作阀的基本力平衡公式57

1.非平衡式套管压力操作阀打开瞬间的一般力平衡公式58

2.在阀关闭的瞬间保持非平衡式套压操作气举阀打开的力59

5.嘴子面积和波纹管有效面积之比60

三、用于连续流动气举的套管压力操作气举阀60

4.油压为零时阀的打开压力与关闭压力的关系60

3.关于压力操作气举阀力平衡公式的假设60

2.在连续流动气举情况下，带或不带弹簧的非平衡式套管压力操作阀打开力的一般力平衡公式61

1.波纹管型气举阀的加载率61

3.非平衡式弹簧加载的(无波纹管充气压力)套压操作阀64

4.连续流动气举阀阀座孔眼的上部带有节流嘴的套管压力操作阀65

5.同心平衡式套管压力操作阀66

四、用于间歇气举的套管压力操作气举阀68

1.带或不带弹簧的非平衡式套管压力操作阀68

2.套管压力操作继动阀69

3.平衡式或部分平衡式套管压力操作阀70

4.双阀座套管压力操作阀72

五、套管压力操作阀的油管效应、油管效应系数及阀的扩展压力73

1.油管效应的定义73

2.油管效应系数的定义74

3.非平衡式套管压力操作阀的油管效应的图解及计算说明74

4.根据阀的实际打开压力和油管效应系数确定阀深度处的油管压力74

5.油管效应的重要性74

6.阀的扩展压力(SP)的定义75

7.非平衡式套管压力操作阀扩展压力的图解及数学解举例76

8.阀的扩展压力的对间歇气举的影响77

六、油管压力操作气举阀78

1.非平衡式油管压力操作阀在打开瞬间的力平衡公式78

2.部分平衡式或平衡式油管压力操作阀在打开瞬间的力平衡公式79

3.两种(组合式)非平衡式油管压力操作阀80

4.同心平衡式油管压力操作阀82

八、压力操作阀的波纹管及其保护84

七、单流阀84

1.气举阀的温度85

2.充入波纹管内的氮气85

3.气举阀的调试及调试老化处理85

九、压力操作阀的调试装置及调试中应考虑的影响因素85

十、压差式气举阀87

1.压差式气举阀打开瞬间的力平衡公式87

2.压差式气举阀关闭前瞬间的力平衡公式88

3.压差式气举阀的调试89

4.压差式气举阀的反向单流阀90

(一)影响流动压力梯度曲线的因素91

一、引言91

二、多相流动压力梯度曲线91

第五章 流动压力梯度曲线及其应用91

1.油管尺寸的影响92

2.流量的影响93

3.气液比的影响93

4.油和水的比重的影响93

5.气体比重的影响93

6.井温的影响95

7.溶解油气比的影响95

8.地层原油体积系数的影响97

9.地面压力的影响及曲线分析98

10.梯度曲线的假设条件98

11.多变量因素的影响99

(二)最小的流体梯度曲线99

(三)水平管道流动中的压力损失100

(四)几种流动压力梯度曲线的比较102

(三)建立流动压力分布线106

三、梯度曲线的应用106

(一)梯度曲线的校正106

(二)所需资料106

4.标绘注气点以下的油管流动压力分布线107

1.映描注气点以上的油管流动压力分布线107

3.映描注气点以下的油管流动压力分布线107

2.标绘注气点以上的油管流动压力分布线107

四、举例说明流压梯度曲线的应用108

(一)确定连续气举装置的注气点和流入气需用量108

1.映描和标绘注气点以下的流压分布线，确定注气点109

2.映描注气点以上的流压分布线，确定流入气需用量110

3.用标出的数据确定注入气需用量110

(二)确定井口油管流动压力及注气压力对连续流动气举装置的注入气液比的影响111

(三)单点注气和多点注气的用气量比较113

(四)利用流动压力梯度曲线确定油井的近似产液指数115

(五)确定连续气举装置的最大产率116

(六)高气液比低产率井的气举估算120

(七)低气液比低生产能力井通过气举所能得到的最大产量121

(八)预测自喷井的最大产液量(交叉图解法)122

(九)产层流入动态关系曲线及垂管流动压力特性曲线分析126

(一)波特曼和卡彭特校正值126

五、体积平衡法计算流动压力梯度曲线126

(二)计算的油管流动压力分布线的应用128

(三)采用体积平衡计算法建立流动压力分布线应考虑的因素129

1.体积平衡法129

2.确定低密度压力点之间的距离129

3.计算注气点以下的流动压力分布线应考虑的因素129

4.计算注气点以上的流压分布线应考虑的因素129

5.注气点以上和以下的流压分线的平均温度129

(四)利用PVT数据的体积平衡计算129

(五)利用斯坦丁的混合体积系数图表进行体积平衡计算132

第六章 连续流动气举装置设计139

一、引言139

1.连续流动气举工作原理139

2.连续流动气举的应用140

2.顶阀的深度141

4.连续流动气举的局限性141

3.连续流动气举的优点141

二、气举阀的间距公式141

1.气举阀间距公式中静液梯度(Gs)的应用141

3.其余气举阀的深度142

4.在阀的间距公式中采用流动油压梯度144

三、连续流动气举装置的卸载144

1.连续流动气举装置的间歇卸载144

2.连续流动卸载程序144

四、装备设计考虑因素146

1.开式或半闭式气举装置146

2.油管尺寸的选择146

3.封隔式气举阀装置147

4.节流嘴在气举阀中的正确应用和错误使用147

3.卸载和举升需用的注气量148

1.启动压力与工作压力对阀间距的影响148

4.井底流压对装置设计的影响148

2.工作注气压力的选择148

五、装置设计考虑的安全因素148

5.孔口单流阀148

5.对有的装置中工作阀以下安装气举阀的必要性149

6.单点注气的重要性149

7.注气点深度在产液指数高的井中的重要性149

8.正确选择地面流动温度149

9.保证卸载和工作的阀的打开压力150

10.连续流动装置的重新设计150

11.边井或偶尔必须采用间歇气举生产的连续流动气举装置151

12.有争议的假设和气举阀的现场调试151

六、装置设计的详细步骤151

1.连续流动气举装置的详细图解设计法的原理151

2.阀座孔径或节流嘴尺寸的选择152

3.确定非平衡式套压操作阀安置深度的图解法详细步骤153

4.气举阀打开压力的计算程序157

1.〔例6-1〕--注气点未知158

七、非平衡式套管压力操作阀的连续流动气举装置设计举例158

2.〔例6-2〕--知道注气点161

3.〔例6-3〕--用设计梯度曲线设计165

4.〔例6-4〕--阀的标准间距设计167

八、非平衡式套管压力操作阀的重新打开压力分析171

九、平衡式套管压力操作阀的连续流动气举装置设计173

1.〔例6-5〕--使用流动压力梯度曲线174

2.〔例6-6〕--不用流动压力梯度曲线177

十、套管连续流动气举装置181

1.套管流动气举装置的卸载181

2.套管流动气举装置的流动压力分布线181

3.套管流动气举装置的设计182

十一、注入气的地面控制183

2.间歇气举工作周期的定义184

4.间歇气举的局限性184

3.间歇气举应用及其优点184

一、引言184

第七章 常规间歇气举装置设计184

1.间歇气举的定义184

二、间歇气举的间歇卸载程序185

1.间歇卸载程序的图解说明185

2.影响注入气窜流和液体回落的因素187

3.注入气窜流的三个阶段187

1.定义187

三、油管内注入气体的窜流和液体的回落187

2.时间周期控制器的调节187

4.液体回落的危害188

5.减少液体回落的方法188

6.液体回落百分数的估算188

四、间歇气举装置最大产率的估算188

1.影响产率的因素188

2.井口油管压力的影响189

3.〔例7-1〕189

1.注入气需用量的近似值190

4.〔例7-2〕190

五、间歇气举所需的注入气需用量190

3.〔例7-3〕191

2.根据需要注入气充满液体段塞下面的油管容积来确定注入气体需用量191

4.间歇气举所需的气体注入速度192

4.柱塞的应用193

7.用继动阀控制阀的扩展压力时继动阀段阀座孔径的选择193

6.可投捞式沉浸管193

5.井底油嘴193

3.气举阀阀座孔径的选择193

2.上部卸载阀上的阻流器193

1.半闭式或闭式装置193

六、装置设计中应考虑的因素193

七、装置设计参数及其考虑的因素194

1.低产率井间歇气举装置的间距系数(SF)194

2.高产率高注气频率间歇气举装置的间距系数(SF)194

3.注气管线压力194

8.气举阀阀座孔眼面积与波纹管有效面积之比的重要性195

7.注气点是未知的或是变化的195

4.通过打开的工作阀的压力差195

6.温度梯度的选择195

5.工作阀的地面关阀压力的选择195

9.阀的扩展压力196

10.举升时的乳化问题196

11.装置设计中应防止过大的压力降196

12.井底压力恢复曲线196

八、多点注气间歇气举装置的设计原理196

1.多点注气间歇气举装置的应用196

2.工作原理198

九、平衡式套管压力操作阀的间歇气举装置设计199

1.计算法设计及举例199

1.计算法设计及举例202

2.图解法设计及举例202

十、非平衡式套压操作阀的间歇气举装置设计202

2.图解法设计及举例(方法1)204

3.图解法设计及举例(方法2)207

4.图解法设计及举例(方法3)207

5.图解法设计及举例(方法4)211

6.图解法设计及举例(方法5)215

7.图解法设计及举例(方法6)217

十一、间歇气举装置注入气量的确定218

十二、阀的地面关闭压力的分析220

1.已知阀的调试温度及阀的调试打开压力计算阀的地面关闭压力220

2.间歇气举装置的地面关闭压力分析221

3.阀的调试温度不是60°F的情况下计算阀的地面关闭压力的程序221

十三、注入气的地面控制222

1.调节时间周期控制器222

2.对一定注气频率的时钟选择223

5.具有油管压力断开的时间周期继动装置226

6.注气管线上带节流嘴的时间周期控制器226

4.具有最大压力控制器的时间周期继动装置226

3.时间控制打开和压力控制关闭继动阀的组合控制装置226

8.压降调节器和节流嘴共同控制227

十四、间歇举升工作分析227

1.井口的套管压力和油管压力227

7.节流嘴控制227

2.井底流动压力的测量228

3.液体段塞运行速度的估算228

1.腔室气举装置与常规间歇气举装置的相同点229

2.用于腔室气举装置中通用术语的定义229

3.腔室气举装置工作周期的说明229

一、引言229

4.腔室气举装置的应用230

第八章 腔室气举装置设计231

5.腔室气举的优点231

6.腔室气举的局限性231

二、腔室气举装置的类型232

三、腔室气举装置的设备234

1.封隔器234

3.腔室气举阀235

4.固定阀235

5.筛管235

6.放泄孔235

四、装备设计应考虑的因素235

1.钢丝可投捞式设备235

2.腔室阀心管235

2.底部卸载气举阀236

1.插入式或双封隔器腔室的选择237

3.腔室气举装置的注入气需用量237

2.段塞上下具有足够压差的重要性237

4.腔室深度与注气间歇的最大工作液面的关系237

5.选择沉浸管237

4.放泄孔或压差阀的位置237

五、装置设计注意事项237

3.选择放泄孔237

5.底部卸载阀和腔室阀的地面关闭压力间的差值238

6.底部卸载阀的位置238

六、腔室长度的计算原理238

七、腔室气举装置设计的详细步骤240

1.卸载阀深度的计算240

2.腔室设计计算240

1.油井数据241

3.计算阀的打开压力241

八、腔室气举装置设计计算的实例说明241

2.解242

3.对注入气实行节流控制的设计计算244

九、腔室装置压力测量的分析246

1.对腔室气举装置所记录的井底流动压力的分析246

2.解释测得井底流压曲线以建立最佳注气周期247

1.油管压力操作阀的应用249

2.油管压力操作阀气举装置的工作周期说明249

第九章 油管压力操作阀的气举装置设计249

一、引言249

1.油管压力操作阀设计的优点251

2.油管压力操作阀设计的局限性251

二、油管压力操作阀设计的优缺点251

三、油管压力操作阀气举装置设计参数的确定254

1.安置阀间距的注入气压力的确定254

2.油管压力操作阀的触发压力的选择254

3.在井底压力低的油管压力操作阀气举装置中，用套管压力操作阀作底阀255

2.套管压力操作阀作卸载阀255

1.油管压力操作阀阀座孔径或节流嘴孔径的选择255

四、井下设备设计的依据255

4.卸载时阀的温度255

3.油管压力操作阀气举装置最少注入气需用量的估算255

4.油管尺寸对油管压力操作阀气举装置的影响256

五、非平衡式油管压力操作阀气举装置的设计原理256

1.计算阀间距的数学法原理256

3.液面以下安置油管压力操作阀259

1.设计好油管压力操作阀气举装置所需的油井数据259

六、非平衡式油管压力操作阀气举装置的设计259

2.用(英尺)/(磅/英寸2)法确定阀的间距259

2.确定油管压力操作阀气举装置中阀的安置深度的详细步骤260

3.数学法260

4.(英尺)/(磅/英寸2)法261

5.油管压力操作阀的打开压力的计算261

七、非平衡式油管压力操作阀气举装置的计算设计举例262

1.［例9-1］数学法--工作条件下所有阀的触发压力相同262

2.［例9-2］数学法--工作条件下通过所有阀的压力差相同264

3.［例9-3］(英尺)/(磅/英寸2)法--工作条件下所有阀的触发压力相同266

八、非平衡式油管压力操作阀连续流动气举装置的图解设计266

1.油管压力操作阀的连续流动气举装置的图解设计步骤267

2.连续流动气举装置的图解设计举例［例9-4］269

九、同心式油管压力操作(组合)阀的气举装置设计273

1.同心平衡式油管压力操作阀安置深度的确定273

2.设计步骤273

3.间歇气举装置设计举例--用节流嘴控制注气［例9-5］274

十、非平衡油管压力操作(组合式)阀的气举装置设计276

1.间歇气举装置的图解设计［例9-6］276

(1)油井数据276

(2)装置的详细设计步骤276

4.同心平衡式油压操作(组合式)阀的连续流动气举装置设计276

(3)简化的装置设计步骤278

2.连续流动气举装置的图解设计［例9-7］279

十一、根据压力恢复曲线确定阀的触发压力280

1.注入气的控制281

十二、地面设备281

2.井口和出油管线282

十三、用小孔径节流嘴控制注入气的油管压力操作阀气举装置分析282

1.确定使用的注气量是否过量282

2.确定每个注气周期打开的最深的油管压力操作阀283

3.确定每周期仅一只阀打开还是多只阀打开283

4.根据油管压力操作阀的触发压力确定油管压力操作阀的地面关闭套管压力283

2.高气液比的油井采油284

1.气井排液284

一、概述284

二、柱塞气举的应用284

第十章 柱塞气举系统284

3.油井防蜡287

4.提高间歇气举井的举升效率287

三、柱塞气举的主要影响因素及其相互关系288

1.柱塞气举的主要影响因素288

2.影响柱塞气举的几个因素间的相互关系288

四、柱塞气举工作参数的确定290

1.确定平均工作套管压力290

2.确定气体需用量292

3.确定每日的最大工作周期数292

五、柱塞气举工作特性曲线及其应用293

［例10-1］293

1.控制器294

六、柱塞气举装置294

［例10-2］294

4.三通总成295

2.柱塞295

3.防喷管总成295

5.油管底部总成296

七、施工步骤及注意事项296

八、柱塞气举的启动及周期调节297

第十一章 多层气举装置299

一、引言299

二、分层气举装置的类型299

1.双管分层气举装置299

2.三管分层气举装置304

3.四层和四层以上的分层气举装置304

三、同一环空的双层气举装置的设计304

1.两层都采用连续气举304

2.两层都采用间歇气举306

3.一层间歇气举另一层连续气举308

四、［例11-1］间歇气举和连续气举组合双管分层气举装置设计312

1.油井数据312

2.讨论313

3.对油层Ⅱ的连续气举图解设计313

4.对油层Ⅰ的间歇气举图解设计315

五、［例11-2］间歇气举和连续气举组合双管分层气举装置的图解设计317

1.油井数据317

2.讨论318

3.对油层Ⅱ的连续气举图解设计318

4.对油层Ⅰ的间歇气法图解设计319

六、［例11-3］间歇气举和连续气举组合式双管分层气举装置的计算设计319

1.油井数据320

2.讨论320

3.对油层Ⅱ的间歇气举分析计算设计321

4.对油层Ⅰ的连续气举分析设计计算322

2.油井数据324

七、［例11-4］双管分层间歇气举装置的分析计算设计324

1.讨论324

3.设计程序325

八、结论325

2.优点328

3.局限性328

4.小油管气举装置设计与常规油管气举装置设计的相似性328

1.应用328

一、引言328

第十二章 小油管气举装置设计328

二、小油管气举装备的设计依据329

1.小油管尺寸的选择329

2.用于小油管气举装置的阀329

3.阀孔尺寸的选择329

4.用于小油管装置的气举阀心管329

5.平式小油管的最大下入深度330

6.注入气的地面控制330

四、用于低产液浅井的特殊小油管气举装置332

3.间歇气举装置332

1.通过小油管或通过油管环空流动气举方式的选择332

2.连续流动气举设计332

三、小油管气举装置的设计依据332

1.射孔井段长、大尺寸套管井的腔室气举装置333

2.单井循环系统的腔室气举装置333

3.小井眼完井的腔室气举装置333

五、气井排水334

1.虹吸管柱334

2.小循环气举系统335

第十三章 闭式循环气举系统设计336

一、引言336

二、装置的设计和设备的选用337

1.压缩机的选择、安放场地的确定及安全管理337

2.高压注气系统339

3.低压集气系统340

1.根据假设的注气压力估算日产气量341

三、闭式循环气举系统设计的详细步骤341

4.流程图说明及系统中的气量调节341

2.计算压缩机的近似驱动功率342

3.采用时间周期控制注气的高压注气系统的设计342

4.计算剩余或补充气量342

5.采用时间周期控制注气的低压集气系统的设计342

四、闭式循环气举系统的设计计算举例343

1.设计举例343

2.在系统中增加井的效果346

3.两口井或多口井同时举升的影响348

第十四章 气举装置的故障分析及排除350

一、引言350

1.用地面得到资料分析故障的方法350

2.通过钢丝作业所得资料的分析方法350

3.压力记录元件和钟表旋转速度的选择351

2.三针孔板流量计351

1.油管压力和套管压力取压的位置351

二、压力记录仪和孔板流量计记录卡片351

3.应考虑的其它因素351

三、连续流动气举井的压力记录卡片352

四、间歇气举井的压力记录卡片352

1.记录套管压力的重要性352

2.记录油管压力的重要性355

3.记录卡片的解释355

五、套管和油管压力的视力观测355

六、井筒环空液面的测量365

七、井下测量方法的选择366

1.井下压力测量的应用367

2.井下温度测量的应用367

3.压力和温度同时测量367

八、井下测量的设备及下井时应考虑的因素367

5.与压力计测量曲线有关的其他资料368

4.不关井测量的预防措施368

2.选择时钟的快慢及各测点停留的时间368

3.关井测量368

1.压力元件和温度元件的选择368

九、为了设计气举装置需要确定静液面、静液梯度和井底静压369

十、为了设计连续流动气举装置需要确定流动压力梯度、井底流压和井底静压369

十一、用压力测量的方法确定连续流动气举装置中的注气点370

1.测量时注意的问题370

2.对注气量显著增加的连续流动气举装置的分析370

十二、用井下气体流量计测量370

十四、关井后测压确定间歇气举装置的工作阀372

十三、间歇气举装置中的压力恢复曲线372

2.间歇气举装置的压力恢复曲线372

1.井下测量应注意的问题372

1.测量时应注意的问题373

2.用压力测量确定间歇气举装置中的工作阀位置373

4.用压力测量确定间歇气举装置的工作阀374

3.用温度测量确定间歇气举装置的工作阀374

2.采用压力测量和温度测量确定间歇气举装置中的工作阀374

1.测量时应注意的问题374

十五、气举时测量压力及温度以确定间歇气举装置中的工作阀深度374

十六、确定气举阀的漏失377

1.测量时应注意的问题377

2.用温度测量找出阀的漏失377

十七、用井底流动压力测量分析间歇气举装置377

1.测量时应注意的问题377

2.压力测量资料的整理、曲线绘制和解释377

3.间歇气举装置中的流动压力测量378

4.计算液体回落的百分数379

十八、起油管前的其他补救措施380

1.装置本身的故障和油井不能卸载380

2.阀被卡未关380

3.乳化现象380

4.产出小的液体段塞380

勘误表381