气井井下压力适配气举工具和相关连续生产的方法与流程

本发明涉及采油采气，特别涉及一种气井井下压力适配气举工具和相关连续生产的方法。

背景技术：

1、随着气田开发规模的扩大和生产时间的延长,气田低压、低产气井逐年增多,部分区块地层压力水平仅为8-15mpa、日产量小于0.5万方/天的气井已占60％以上，低压、低产造成井筒携液困难、滑脱效应加剧，直接加快气井井筒积液，造成气井生产状况快速下降，限制单井eur，影响区块的整体开发效益。随着接替资源品质变差、储层含气饱和度下降、加密井区地层压力骤减、开发年限发展，苏里格地区低压低产气井比例不断提高，不能依靠天然能量实现井筒产液的有效携带，井筒积液逐级加剧，造成气井水淹甚至停产。因此如何保障低压低产气井的井筒积液举升，是实现低压低产气井持续稳产和深部挖潜的关键技术问题。针对低压低产井气井，现有的持续稳产工艺措施主要泡沫排水、柱塞气举、压缩机气举、电潜泵等。其中泡沫排水需要经常性的人工加注药剂和频繁调整生产制度，人力成本高、效果不理想；柱塞气举受动液面高度影响，工艺适用性局限，且间开生产，开井时效低；压缩机气举工艺需要现场连续作业，时间长、成本高，也存在井下积液压回地层，造成储层伤害风险；电潜泵需要配套地面施工装置和井下作业，一次投入高，成本回报周期长，以上低压低产气井持续稳产工艺均存在一定局限和弊端。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种气井井下压力适配气举工具和相关连续生产的方法。

2、第一方面，本发明实施例提供一种气井井下压力适配气举工具，包括：

3、从下至上依次连接的一级旋流雾化器、二级分流雾化器和三级喷射雾化器；

4、所述一级旋流雾化器、二级分流雾化器和三级喷射雾化器之间彼此相连通；

5、所述一级旋流雾化器内部具有第一空腔，且所述第一空腔的侧壁沿水平方向上开设有多个切向通道，以便气液通过所述切向通道进入二级分流雾化器内部；

6、所述二级分流雾化器具有内外两层空腔，以在所述二级分流雾化器内形成中心主流道和中心主流道外侧的环形副流道；所述中心主流道的出口处设置有第一雾化喷嘴；

7、所述三级喷射雾化器内具有第二空腔，所述第二空腔的出口处设置有第二雾化喷嘴，以便所述二级分流雾化器的第一雾化喷嘴喷出的气液进入所述三级喷射雾化器的第二空腔经由所述第二雾化喷嘴喷出。

8、在一个实施例中，所述一级旋流雾化器的第一空腔的内径、所述二级分流雾化器的外层空腔的内径和所述三级喷射雾化器的第二空腔的内径依次减小。

9、在一个实施例中，所述一级旋流雾化器的切向通道的宽度和高度、所述中心主流道和所述环形副流道的宽度、所述第一雾化喷嘴的喷嘴孔的数量和直径、所述第二雾化喷嘴的喷嘴孔的数量和直径，以及所述工具的下深位置，根据已获得的油管液面位置、流压和日产气量设定。

10、在一个实施例中，所述一级旋流雾化器的切向通道的宽度为5.0-7.5mm，高度为8.0-12.5mm。

11、在一个实施例中，第一雾化喷嘴包括6-12个均布的圆形喷嘴孔，单个喷嘴孔的直径为1.2-2.0mm。

12、在一个实施例中，所述环形副流道的宽度7.0-10.0mm。

13、在一个实施例中，第二雾化喷嘴呈圆锥状；所述第二雾化喷嘴上开始有4-10个均匀分布的喷嘴孔，单个喷嘴孔的直径为0.8-1.6mm。

14、在一个实施例中，所述第二雾化喷嘴的喷嘴孔相对于轴向的倾角范围为20-25°。

15、在一个实施例中，上述工具，还包括：卡封机构；

16、卡封机构包括：从上之下依次连接的底部封头、中心管、卡瓦和卡簧，以及套接于所述中心管外表面的定位环、第一密封胶筒、第二密封胶筒。

17、第二方面，本发明实施例提供一种使用如前述的气井井下压力适配气举工具进行低压低产气井的连续生产方法。

18、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

19、通过优化气液两相流道轨迹，使地层产气产液经过切向旋流分离使液膜被剪切破碎粒径较小的雾滴，再经过二级分流雾化、三级喷射雾化使流体加速、高度雾化，使液滴粒径更小，分散于气相形成悬浮态，将井筒液相由段塞流转化为雾化流，减少气体滑脱效益；

20、根据流压、日产气量等动态参数，通过理论计算确定最佳工具压降，匹配切向旋流分离和二、三级雾化喷嘴各项参数，从而达到最佳雾化效果，实现低压条件下的气井连续平稳生产实现一井一策。

21、本发明实施例提供的低压低产气井连续生产方法，通过进一步地限定旋流通道、雾化喷嘴的各项参数，进一步地强化了井筒中气液两相雾化流态，实验结果可知，低压低产气井日增产气量至少可以提高10％。

22、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

23、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种气井井下压力适配气举工具，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述一级旋流雾化器的第一空腔的内径、所述二级分流雾化器的外层空腔的内径和所述三级喷射雾化器的第二空腔的内径依次减小。

3.如权利要求1所述的工具，其特征在于，所述一级旋流雾化器的切向通道的宽度和高度、所述中心主流道和所述环形副流道的宽度、所述第一雾化喷嘴的喷嘴孔的数量和直径、所述第二雾化喷嘴的喷嘴孔的数量和直径，以及所述工具的下深位置，根据已获得的油管液面位置、流压和日产气量设定。

4.如权利要求3所述的工具，其特征在于，所述一级旋流雾化器的切向通道的宽度为5.0-7.5mm，高度为8.0-12.5mm。

5.如权利要求3所述的工具，其特征在于，第一雾化喷嘴包括6-12个均布的圆形喷嘴孔，单个喷嘴孔的直径为1.2-2.0mm。

6.如权利要求3所述的工具，其特征在于，所述环形副流道的宽度7.0-10.0mm。

7.如权利要求3所述的工具，其特征在于，第二雾化喷嘴呈圆锥状；所述第二雾化喷嘴上开始有4-10个均匀分布的喷嘴孔，单个喷嘴孔的直径为0.8-1.6mm。

8.如权利要求7所述的工具，其特征在于，所述第二雾化喷嘴的喷嘴孔相对于轴向的倾角范围为20-25°。

9.如权利要求1-8任一项所述的工具，其特征在于，还包括：卡封机构；

10.一种使用权利要求1-8任一项所述的气井井下压力适配气举工具进行低压低产气井的连续生产方法。

技术总结本发明公开了一种气井井下压力适配气举工具和相关连续生产的方法。所述方法包括：从下至上依次连接的一级旋流雾化器、二级分流雾化器和三级喷射雾化器；一级旋流雾化器内部具有第一空腔，第一空腔的侧壁沿水平方向上开设有多个切向通道，以便气液通过切向通道进入二级分流雾化器内部；二级分流雾化器具有内外两层空腔，以在二级分流雾化器内形成中心主流道和中心主流道外侧的环形副流道；中心主流道的出口处设置有第一雾化喷嘴；三级喷射雾化器内具有第二空腔，第二空腔的出口处设置有第二雾化喷嘴，以便二级分流雾化器的第一雾化喷嘴喷出的气液进入三级喷射雾化器的第二空腔经由第二雾化喷嘴喷出。本发明可实现低压低产气井的连续生产。技术研发人员：吴捷,孙少亮,夏泊洢,李建,施连海,李洋,冯汝强,王涛,曹蕾,李壮,刘国华,李光前,张昕冉,高清春,王西贵,戴运才,王源,李国强,蔡岳,陈昌永,田华,伍晓妮,董家峰,赵光华,宫鹏骐受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30