本發(fā)明涉及氣舉井排液模擬試驗裝置及試驗方法，屬于油氣田氣舉井排液技術領域。
背景技術：
目前油氣井生產管柱大部分采用27/8"光油管生產，部分油氣井已進入低壓開采階段，地層壓力與氣井產能逐漸降低，油氣井自身攜液生產能力差，出現井筒積液現象，積液嚴重時導致生產井停產。積液油氣井要及時進行排液生產，常用的氣舉井排液工藝流程為：通過地面增壓設備將天然氣、氮氣等氣體注入油套環(huán)空，高壓氣體將油套環(huán)空內的液體經過油管尾管驅替至油管內，并與油管內的液體充分混合從而降低油管中的流壓梯度，使油管內的液體排出至井口。氣舉閥氣舉排液是一種常用的氣舉井排液采氣工藝，將地面高壓氣體注入油套環(huán)空內，通過安裝在油管上的各級氣舉閥將高壓氣體和油套環(huán)空內的液體驅替至油管內，與油管內的液體充分混合，逐級降低油管內的液面，從而排出井筒積液，使油氣井恢復生產，該工藝技術不但適用于低壓油氣井的排液，而且還適用于各種類型積液停產井的誘噴排液復產。氣舉閥氣舉排液技術所需的井口注氣壓力較低，能最大限度減小注氣壓力對儲層的傷害，因此該技術在各油田得到廣泛應用。
氣舉閥氣舉排液通過安裝在下井管柱上的氣舉閥開啟和關閉來實現的，且氣舉閥的開啟和關閉壓力均是自上而下逐級減小，高壓氣體首先通過最上一級氣舉閥進氣，排出最上一級氣舉閥上部油管內的液體之后，本級氣舉閥關閉，下一級氣舉閥開始進氣，排出下一級氣舉閥上部油管內的液體，即上一級氣舉閥關閉是下一級氣舉閥進氣的前提，依次類推，逐級排出井筒中的液體。氣舉閥的這種特點是氣舉井排液采氣工藝設計的重要依據和基本原則，實際生產中氣舉閥的運行參數的設計主要依據氣舉閥所處氣舉井井筒位置的溫度、壓力，由于存在油管效應、液體滑脫損失等因素，易出現氣舉閥設定參數與實際井的運行情況有誤差，誤差超過10psi，會造成排液效率低，或井筒液體不能排出的現象，此時，需進行壓井作業(yè)并提出井內生產管柱，重新設定氣舉閥的運行參數，更換氣舉閥，將氣舉管柱重新下井后，進行氣舉閥氣舉排液施工，重復上述過程，直至氣舉閥處于最佳工況狀態(tài)，此過程會造成重復作業(yè)而增壓作業(yè)成本，反復壓井造成儲層傷害等問題。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的是解決氣舉排液管柱上氣舉閥的設定參數與實際井的運行參數不匹配，造成排液效率低，或井筒液體不能排出等問題，提供一種氣舉井排液模擬試驗裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種氣舉井排液模擬試驗方法。
一種氣舉井排液模擬試驗裝置由井筒模擬系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和溫度壓力控制裝置組成，其中：
井筒模擬系統(tǒng)由套管、油管、氣舉閥、篩管、封隔器、填砂管組成的井筒，填砂管為圓柱形管狀體，內部充填有模擬儲層的砂粒，填砂管安裝在排液模擬實驗裝置底座上，套管套裝在填砂管內，其底部管壁上開有與填砂管連通的通孔，油管安裝在套管內，油管自下而上依次安裝有封隔器、篩管和至少2級氣舉閥；
供液系統(tǒng)包括供液管線、返排管線和儲液罐，供液管線連接在儲液罐與填砂管之間，供液管線上安裝有離心泵和液體調節(jié)閥；返排管線連接在儲液罐與油管上端口之間，由供液管線、返排管線與井筒模擬系統(tǒng)形成一個密閉供排液循環(huán)系統(tǒng)；
供氣系統(tǒng)包括供氣裝置、供氣管線、氣舉管線和調壓管線，供氣裝置上連接有氣泵、儲氣罐、減壓閥，在供氣裝置的出口管線上并聯有供氣管線、氣舉管線、調壓管線，供氣管線連接有氣體調節(jié)閥，末端連接在填砂管上；氣舉管線連接有氣舉調節(jié)閥，氣舉管線連接至套管與油管的環(huán)形空間上端口；調壓管線連接有井口調壓閥，調壓管線連接油管的上端口；
溫度壓力控制裝置由壓力控制裝置、溫度控制裝置和溫度控制器組成，壓力控制裝置由氣瓶提供氣源，并通過管線分別與各級氣舉閥壓力控制元件連接，溫度控制裝置和溫度控制器分別通過導線與對應各級氣舉閥溫度控制元件連接。
一種氣舉井排液模擬試驗方法，依據實際生產井的井況，設定排液模擬試驗裝置的試驗參數，建立氣舉井排液模擬試驗裝置，依據排液模擬試驗裝置的運行狀況，調整排液模擬試驗裝置的試驗參數，確定實際生產井的實際運行參數，具體包括如下步驟：
1、依據實際生產井的井況，設定排液模擬試驗裝置的試驗參數，建立氣舉井排液模擬試驗裝置
依據實際生產井的生產數據，利用pipesim氣舉閥參數設計軟件，設定氣舉井排液模擬試驗裝置中氣舉閥的級數及下入深度，氣舉管柱及其封隔器、篩管的下入深度等參數，利用氣舉井排液模擬試驗裝置的溫度壓力控制裝置，分別設定氣舉閥所處位置的地層溫度和開啟壓力等參數，從而建立氣舉井排液模擬試驗裝置；
2、依據氣舉井排液模擬試驗裝置，模擬實際生產井的運行狀況
2.1依據實際生產井的產液情況，利用氣舉井排液模擬試驗裝置中供液管線上的液體調節(jié)閥模擬實際生產井儲層的滲透率從而模擬實際生產井儲層的產液量，由氣舉井排液模擬試驗裝置的供液系統(tǒng)模擬實際生產井的產液量；
2.2依據實際生產井的產氣情況，利用氣舉井排液模擬試驗裝置中供氣管線上的氣體調節(jié)閥模擬實際生產井儲層的滲透率從而模擬實際生產井儲層的產氣量，由氣舉井排液模擬試驗裝置的供氣系統(tǒng)模擬實際生產井的產氣量；
3、依據排液模擬試驗裝置的運行狀況，調整排液模擬試驗裝置的試驗參數，確定實際生產井的實際運行參數
利用氣舉井排液模擬試驗裝置的供氣系統(tǒng)對井筒模擬系統(tǒng)進行供氣，模擬實際生產井進行氣舉排液，當氣舉壓力達到最上一級氣舉閥的設定開啟壓力時，所有氣舉閥處于開啟狀態(tài)，供氣系統(tǒng)提供的高壓氣體通過最上一級氣舉閥進入油管內，并與油管內的液體充分混合，將油管內的液體向上舉升直至排出井口，最上一級氣舉閥所處位置以上的液體排出之后：
3.1若氣舉閥處于關閉狀態(tài)，則本級氣舉閥的設定開啟壓力設計合理，該級氣舉閥的設定開啟壓力即為本級氣舉閥在實際生產井中的實際運行參數；
3.2若氣舉閥處于開啟狀態(tài)，則本級氣舉閥的設定開啟壓力過低，通過氣舉井排液模擬試驗裝置的壓力控制裝置的氣瓶對該級氣舉閥進行充氣，直至該級氣舉閥關閉，該級氣舉閥關閉時的壓力即為本級氣舉閥在實際生產井中的運行參數；
3.3下一級氣舉閥開始進氣，排出本級氣舉閥上部油管內的液體，重復步驟3.1和3.2，直至最后一級氣舉閥調整完畢，從而確定實際生產井中所有氣舉閥的實際運行參數。
本發(fā)明的有益效果是：利用井筒模擬系統(tǒng)中氣舉閥開啟和關閉的工況，觀察井筒模擬系統(tǒng)中液面隨氣舉閥工況的逐級降低過程，確定井筒模擬系統(tǒng)中氣舉閥的運行參數，確保井筒積液的逐級排出。若氣舉閥不能按照設計壓力進行開啟和關閉，而造成氣舉井無法排出井筒積液，進而提供一種氣舉井排液模擬試驗裝置及試驗方法，調整井筒模擬系統(tǒng)中氣舉閥的運行參數，確定實際生產井中氣舉閥的運行參數，并可觀看液體介質在油管內的滑脫現象。
附圖說明
附圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖1對本發(fā)明作進一步的說明。
由圖1可知，氣舉井排液模擬試驗裝置由井筒模擬系統(tǒng)、供液系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和溫度壓力控制裝置組成；
井筒模擬系統(tǒng)是由套管1、油管2、氣舉閥、篩管3、封隔器4、填砂管5組成的井筒，填砂管5為圓柱形管狀體，內部充填有模擬儲層的砂粒，填砂管5安裝在排液模擬實驗裝置底座上，套管1套裝在填砂管5內，其底部管壁上開有與填砂管5連通的通孔，油管2安裝在套管1內，油管2的管柱上自下而上依次安裝有封隔器4、篩管3和3級氣舉閥；
供液系統(tǒng)包括供液管線21、返排管線10和儲液罐20，供液管線21連接在儲液罐20與填砂管5之間，供液管線21上安裝有離心泵22和液體調節(jié)閥23a；返排管線10連接在儲液罐20與油管2的上端口之間，由供液管線21、返排管線10與井筒模擬系統(tǒng)形成一個密閉供排液循環(huán)系統(tǒng)；
供氣系統(tǒng)包括供氣裝置、供氣管線25、氣舉管線11和調壓管線27，供氣裝置上連接有氣泵14、儲氣罐13、減壓閥12，在供氣裝置的出口管線上并聯有供氣管線25、氣舉管線11、調壓管線27，供氣管線25連接有氣體調節(jié)閥23b，末端連接在填砂管5上；氣舉管線11上安裝有氣舉調節(jié)閥24，氣舉管線11連接至套管1與油管2的環(huán)形空間上端口；調壓管線27上安裝有井口調壓閥9，調壓管線9連接至油管2的上端口；
溫度壓力控制裝置由壓力控制裝置15和溫度控制裝置16組成，壓力控制裝置15由氣瓶17提供氣源并通過管線分別與第一級氣舉閥7a、第二級氣舉閥7b和第三級氣舉閥7c的壓力控制元件連接；溫度控制裝置16經第一溫度控制器8a、第二溫度控制器8b、第三溫度控制器8c通過導線分別與第一級氣舉閥7a、第二級氣舉閥7b和第三級氣舉閥7c的溫度控制元件連接；
所述的供液系統(tǒng)的返排管線10上安裝有緩沖球18，起緩沖、氣液分離和儲存作用；
所述的儲液罐20上安裝有氣體放空閥19。
一種氣舉井排液模擬試驗方法，依據實際生產井的井況，設定排液模擬試驗裝置的試驗參數，建立氣舉井排液模擬試驗裝置，依據排液模擬試驗裝置的運行狀況，調整排液模擬試驗裝置的試驗參數，確定實際生產井的實際運行參數，具體包括如下步驟：
1、依據實際生產井的井況，設定排液模擬試驗裝置的試驗參數，建立氣舉井排液模擬試驗裝置
依據實際生產井的生產數據，利用pipesim氣舉閥參數設計軟件，設定氣舉井排液模擬試驗裝置中氣舉閥的級數、下入深度及氣舉管柱的下入深度等參數。以某氣井為例，該井日產水20m3，日產天然氣1000m3，井筒出現積液，無法進行自噴生產，采用氣舉閥氣舉排液生產，利用pipesim氣舉閥參數設計軟件，設定氣舉閥參數如表1所示，其中篩管下深2680，封隔器下深2690m，氣舉管柱下深2700m；
表1
利用氣舉井排液模擬試驗裝置的溫度壓力控制裝置中的壓力控制裝置15，由氣瓶17提供氣源并通過管線設定第一級氣舉閥7a的開啟壓力為1600psi、第二級氣舉閥7b的開啟壓力為1560psi和第三級氣舉閥7c的開啟壓力為1520psi，油管2管柱按比例模擬實際生產井下深2700m，該管柱上自下而上依次安裝有封隔器4下入深度為2690m、篩管3下入深度為2680m，氣舉閥下入深度分別為2380m、1840m、1180m，利用氣舉井排液模擬試驗裝置的溫度壓力控制裝置中的溫度控制裝置16經第三溫度控制器8c、第二溫度控制器8b、第一溫度控制器8a通過導線分別設定地層溫度為87℃、73℃、52℃，從而建立氣舉井排液模擬試驗裝置；
2、依據氣舉井排液模擬試驗裝置，模擬實際生產井的運行狀況
2.1依據實際生產井的產液情況，利用氣舉井排液模擬試驗裝置中供液管線上的液體調節(jié)閥23a模擬實際生產井儲層的滲透率從而模擬實際生產井儲層的產液量,由氣舉井排液模擬試驗裝置的供液系統(tǒng)模擬實際生產井的產液量為20m3；
2.2依據實際生產井的產氣情況，利用氣舉井排液模擬試驗裝置中供氣管線上的氣體調節(jié)閥23b模擬實際生產井儲層的滲透率從而模擬實際生產井儲層的產氣量，由氣舉井排液模擬試驗裝置的供氣系統(tǒng)模擬實際生產井的產氣量為1000m3；
3、依據排液模擬試驗裝置的運行狀況，調整排液模擬試驗裝置的試驗參數，確定實際生產井的實際運行參數
氣舉閥的設定開啟壓力自上而下遞減，開展氣舉閥氣舉排液模擬實驗時，打開氣舉管線上的氣舉調節(jié)閥24，啟動氣泵14，氣泵14將氣體進行增壓并儲存在儲氣罐13內，并將增壓氣體注入套管1與油管2形成的環(huán)形空間內；氣舉壓力達到氣舉閥7a的設定開啟壓力1600psi時，氣舉閥7a、氣舉閥7b和氣舉閥7c全部處于開啟狀態(tài)，高壓氣體通過氣舉閥7a進入油管2內，并與油管2內的地層水充分混合，將油管2內的地層水向上舉升并排出至井口，由調壓管線上的井口調節(jié)閥26控制井口壓力1.0MPa，并通過返排管線10依次進入緩沖球18和儲液罐20，儲液罐20內的氣體通過放空閥19排出；
3.1氣舉閥7a所處位置1180m以上液體排出之后，發(fā)現氣舉閥7a不能關閉，仍處于開啟狀態(tài)，則本級氣舉閥的設定開啟壓力1600psi過低，在氣舉閥7a所處位置1180m處出現生產管柱漏氣現象，井筒內的液體無法繼續(xù)排出，通過氣舉井排液模擬試驗裝置的壓力控制裝置15由氣瓶17提供氣體，對該級氣舉閥7a進行充氣，直至該級氣舉閥7a關閉，確定并讀取該級氣舉閥的壓力為1612psi，該壓力1612psi即為本級氣舉閥在實際生產井中的運行參數；
3.2氣舉閥7b開始進氣，高壓氣體通過氣舉閥7b進入油管2內，并與油管2內的地層水充分混合，將油管2內氣舉閥7b所處所位置1840m以上的液體排出至井口，氣舉閥7b能夠關閉，則本級氣舉閥壓力設計合理，通過氣舉井排液模擬試驗裝置中的壓力表，讀取該級氣舉閥的壓力為1560psi時，該壓力1560psi即為本級氣舉閥在實際生產井中的運行參數；
3.3氣舉閥7c所處位置2380m以上液體排出之后，發(fā)現氣舉閥7c不能關閉，表明設定的開啟壓力1520psi過低，在氣舉閥7c所處位置2380m處出現生產管柱漏氣現象，井筒內的液體無法繼續(xù)排出，通過氣舉井排液模擬試驗裝置的壓力控制裝置15由氣瓶17提供氣體，對該級氣舉閥7c進行充氣，直至該級氣舉閥7c關閉，確定并讀取該級氣舉閥的壓力為1539psi，該壓力1539psi即為本級氣舉閥在實際生產井中的運行參數；
3.4氣舉閥7c關閉之后，高壓氣體經過篩管3所處位置2680m處進入油管2內，將油管2內的全部液體驅替至井口，排出井筒液體，從而確定實際生產井氣舉閥運行參數，見表2所示；
表2
通過氣舉井排液模擬實驗方法，調整實際生產井的氣舉閥運行參數，依據調整后的運行參數下入實際生產井中，保證各級氣舉閥處于最佳工作狀態(tài)，確保井筒積液的逐級排出，提高排液采氣效率。