油管尺寸对照

6. 256 油管尺寸

油管尺寸对循环压力恢复和最小气液比的要求极大的影响。图6 .22说明了油管尺寸（用柱状图表不）对使井中的柱塞举升所需的压力恢复的影响。注意，缩小接近产完井的油管尺寸，增加油管中的速度，以便使采出流体继续卸掉液体载荷，这与采用较大的油管尺寸，将段塞高度减至最小程度，从而使柱塞举升装置的压力恢复最小正相反。实际使用的柱塞可一直到适1.5英寸的油管，2.375英寸油管的柱塞是最常用的。

油管不能进行内加厚，并且如果下入间隙很小的柱塞，应该使用通井规通井，使其内径畅通。如果油管内结垢或积蜡，或者如果油管在卡瓦处有皱曲现象，柱塞便不能自由移动。

6.257 油管下入深度

如果需要将油管下到射孔眼以上部位，那么，最好是将油管下到靠近射孔并段的底部的位置。如果油田有盐层沉积，或有结垢沉积物，那么，油管下入的位置应在完井井段以上很短距离处。如果油管下到完井井段的底部，那么，在开采循环期间液位不能盖住完井井段，因沉积会很快将油层堵住。

有时对于液位高的井，油管下入较浅，所以就实际的井压来讲，段塞的体积并不大。虽然即使在柱塞以下的液柱不能过多地减少流量的情况下也能使井工作，但因为连续的循环，不能将井筒的液体驱到少量液体盖住完井区带的位置，因而不能充分地将液体卸掉。最好强将油管下到最佳深度，并进行抽吸作业，或者把液体采出，直到液位和产气量达到操作水平为止。

6.26 油井症状分析

在整个循环中，认真观察套管和油管压力能有助于鉴别和纠正柱塞工作过程中的故障。

（1）柱塞举不起来。这可在气体图上看:到出现气流受阻情况，在压力记录上看到随着间歇阀的打开，油管压力连续下降。这可能由于井下往塞遇卡，或气举能量不足造成的。如果在上述循环中套管和油管压差有所增大，或管线压力增大，那么，气举能量不足这一点值得商 图 6.22 Ⅰ桶液体相对液柱压力是油管尺寸的函数 榷。

（2）柱塞上升过快和/或采液量异常低。这种情况表明柱塞可能没有完全到达底部。不完全的柱塞行程表示关井时间太短，或油管中有过紧部位。 "

结合防喷管损坏和柱塞损的迹象看，这种情况还表明液体段塞太小，或在重复循环中压力恢复过高。由于液体载荷较轻，所以柱塞抵达地面速度过快。

（3）套压—油压压差大，再加上产气量非常低。这种情况在致密油层气井中似乎是典型的。在柱塞抵达之后的最高流量期间，气体速度和体积不足以卸掉柱塞下面的液体负载。由于液体段塞体积的不同，柱塞循环时间较长而且不规则，因此正常恢复的压力下柱塞都不能抵达地面。这时应考虑采用井底油管固定阀，或进行检查，确保油管下到接近射孔处。

用于这类井中的柱塞性能，也可通过将泡沫表面活性剂与柱塞一起注人的办法而得到 提高。根据水量约1%的泡沫表面活性剂注入环形空间(通常要稀释，以便配成较多的液体连续注入），在柱塞上升期间，紊流气体通过柱塞以上和以下的液体，从而产生了泡沫，这种泡沫在续流期间可被存在的气体较有效地卸掉泡沫负荷。在低渗透率油层中，通过降低并的回压这样一些小型的改进使井产量增加。但主要的效益是柱塞的连续一致的运转。在低产井中（30~40千英尺³)，注人表面活性剂的方法可暂缓或不再使用昂贵的脱液方法。

（4）压力恢复分析。参见图6.23，可概括套管和油管差恢复的特征來解释下面的例子：

实例1：恒定压差

恒定压差表示关井期间很少或几乎没有液体采出，油管中的液体继续保留在油管内。压力

图6.23 压力恢复分析 恢复率与进入井中的气体成正比，环形空间的液位在油管的底部，采出气进入油管和环形空间，压差ΔPB表示下一个循环被举升的液体段塞。

实例2 :压差减小

在压力恢复循环的后一段期间，套管一油管压差的减小表明油管失掉了液体。流体流回环形空间（由于环形空间的容量比油管的容量大，所以，环形空间的压力不会发生很大的变化)，或把液体挤回油层。这可采取下列补救措施：将油管下到接近射孔井段的底部，在油管

底部安装固定阀，或减少流动周期，加快循环。还可采用那些所有可减少环形空间积聚液体的技术。为确保在下一个循环时柱塞上升，应使恢复的压力把在压力恢复过程中看到的，由最大ΔP (ΔPA)表示的液柱举起。如果可能的话，产液量应经过几个循环进行测量，以准确地

确定典型的负荷大小。

如果液体被挤回油层，它将在下个循环中被采出，但不一定被作为下一个段塞采出。在开采循环中，挤回到油层的液体将流经地层的渗透通道，这样就可缓慢地进人井筒。当液体被压进井筒时，气相渗透率会降低，并且可能使气流减少。^

实例3 :压差增加

压差增加去明气体分离到环形空间，环形空间的气压迅速增大，而液体被排进油管。当油管下到完井井段的底部或以下时，会出现这种情况，即在油管上可能会造成液体密封，它会阻碍气体流量进入油管。一般来讲，油管下入完井井段的底部会使气体充分地分离，压力迫

使液体迸入油管。

6.3气井的泡沫卸载

6.31简介

泡沫在油田生产中冇几种用处。它可作为钻井和油井反排的循环介质，并且可用做压裂液。这些应用与利用泡沫从采气井中除液的方法稍有区别。前者应用包括在地面制造泡沫，并只能用水混配搅拌。在气井中除液时，液一气一丧面活性剂混合必须在井下完成一一经常是在水和液态烃存在的条件下完成。

用泡沫使气井脱液的方法的主要优点是液体被吸在气泡膜上，并暴露出更多的表面积，从而使气体滑脱量减少，混合物密度降低。在气流量很低的井中，当滞留液体量导致大量液体的积聚或多相流压差损失大时，泡沫可有效地将液体输送到地面。图6 . 24表示实验室试验

比较，即采用表面活性剂时，油管压力梯度与不采用表面活件剂时的流动梯度之比较。该图大致说明了由于使用泡沫而使压力梯度减小的可能性及适合于泡沫的开采条件的范围。

6. 32除液方法

泡沫是一种特殊类型的气液乳化液，通过液膜将气泡互相分离。表面活性剂-般用来减小液体的表面张力，从而使更多的气液分离。气泡之间的液膜有两层背对背的表面活性剂，气泡之间含有液体。这种将液体和气体结合到一起，是由低产气井中除液的一种有效方法。

水和液态烃对表谢活性剂的反应不同，液态烃起泡性能不好，尤其对轻凝析烃液更足如此。可将凝析烃液泡分散，但所得的泡沫不稳定，但易分离。必须对轻烃液体进行不断搅拌以保持发泡。烃类发泡不好的原因之一是由于烃类分子是非极性的，因此，分子之间的吸引力很小。另一方面，水分子是极性的，可与表面活性剂形成强度相当高的膜。当水和液态烃出现在井筒时，实际上主要在水相生成泡沫，水泡沫协助将液体烃携走。从实验室的观察表明，

442 当水和液态轻烃出现时，液态烃具有乳化倾向，在外部水相则产生泡沬。

在操作压力和温度下，气泡在泡沫混合物中的百分比称为泡沫纯度，即含有80%气体的泡沬称为80—纯度泡沫（参见图6. 25)。作为气液乳化液面出现的泡沫纯

度不到50%。这种类型的泡沫和气体分散楚不稳定的（重力将把液相和气相分开）。在泡沬纯度较高时，由于表面张力的作用，液膜变薄并且变形。当泡沫不流时，即出现稳定的泡沫形式，如图6 .25所示，是相当稳定的。如果要使泡沫流动，则需要一定最小的应力来克服气泡

结构之间的交联作用，这个

最小的应力称为屈服点。这

样，泡沫具有视粘度，这种

粘度取决于移动流体中的剪切速度。

使泡沫的表而破裂有几种方法。

如果泡沫未经表面活性剂过分处理，若静止保持一段时间，泡沫会自然破裂。液体从泡沫中排出，最后导致薄膜破裂使气体逸出，这是使泡沫扩散的最普通方法。该种方法还可用采出液或补充水进一步稀释表面活性剂的浓度。非离子表而活性剂可加热到高于其浊点，这表明表面活性剂溶解度降低，因而降低了表面活性剂的有效浓度，表面活性剂还可用与其特点相反的适当的破乳化学剂进行化学处理(见6 .

364节）。在气体分离器中将液体除掉。

6. 321卸载方法

井的卸载方法有两种，分批处理(单动作）或连续注人表面活性剂。

（1）分批处理。表面活性剂的数量取决于所估算的需进入卸载处理的液体量。通常是将油井关闭，液体负荷可根据套管一油管的压差决定。浓度为1%的适暈的表面活性剂与20加仑或更多一些的采出液或水混合，然后泵送或经防喷管打入油管。可用泡沫“肥皂”捧来代替液态表面活性剂，然后开井开采(见 6. 363 节)。

由于进行分批处理，要求操作者花费一定时间，所以，这种方法最适于那些不需频繁卸载的井。

(2 )连续泡沫卸载。采用适当的设备安置，如图6. 26所示，将一定量的表面活性剂不断地注入井筒，与采出液和气体混合并产生泡沫.表面活性剂可由套管一油管环形空间注入，或从油管注入，采出流体

从另一个通路采出。

443

图6. 25泡沫的屈服应力特性

图6.26注人液态表由活性剂的设备装置图 6 . 33泡沫应用选择

在低产气丼用泡沫卸载受到两种操作条件的制约。这两种制约是经济效益和采用泡沫表如活性剂是否能降低井底压力。两种制约是与其他卸载方法相比较而确定的。虽然没有气液比的上限，但开采气液比在1

000和8 000英尺³╱桶之间的低产气井可能是发泡的最好条件。对于高气液比的井，柱塞举升效果可能更好，即在低于采用泡沫时所需的井底压力条件下开采，丼下泵会更适于气液比较低的井。采用泡沫表面活性剂卸载所预计的开采梯度最终要受到开采董和井况的限制，也受到井内所用表

面活性剂性能的制约。实验室试验支持这种假设：即井筒中的液体在动态条件下会形成50

~ 80%纯度的稳定泡沫。泡沫纯度随出现液体的数量和类型变化而变化，如图6.27所示。泡沫的粘度随纯度及表面活性剂的数量和类型而变化。据报导，粘度是泡沫纯度高于52%时，泡沫相当于具有塑性粘度和屈服强度的塑性—屈服流体（见图6.25）。屈服强度是从气泡的交联和泡膜的强度推导出来的。 泡沫纯度和粘度可受注入到井筒的其他表面活性化学药剂的影响。例如，防腐剂和表面活性剂混在一起，使它们既属水溶性又具有不溶水性，还可能含有破乳剂。实验室的试验已测定出两层起膜胺防腐剂化合物对泡沫纯度的影响。这种试验表明，水分散的抑制剂与破乳剂化学剂混合会降低泡沫纯度（降低达10% )，而水溶性的抑制剂几乎对发泡不产生任何影 444 响，然而后者却有导致油水乳化问题的趋势。

经济限制参数是化学助剂成本和设备成本的函数。化学助剂成本与液体（水量 ）成正比。在某些产水的条件下，化学肋剂成本会接近乃至超过泵送成本。例如，一口用浓度0.1%，每加仑用8美元的表面活性剂处理的井，其化学助剂费用为34美分/桶，很明显低产液体井的日成本费用将是最低的。

在那些曾出现过泡沫溢流和液体乳化问题并难于解决的地方，应考虑削减使用泡沫发泡剂。虽然表面活性剂注入设备费用很低，但是劳动力、化学药剂，井的辅助设备以及为了处理泡沫携带和乳化问题而对现有设备的改造等费用会相当高。

泡沫可与柱塞举升结合起来使用，以便提高柱塞循环的性能和可靠性。用于柱塞装置的表面活性剂对产气量低（柱塞上升时间长），或者柱塞抵达后的气量和体积不足以清除井中的剩余液体是大有益处的，除非采用表面活性剂将气体滑脱降到最小程度。这种处理适用于

当柱塞抵达后油管—套管压差一直比较高的井，这表明在柱塞下面有液体。