本實用新型涉及油氣開采技術(shù)，尤其涉及一種排水采氣管柱。

背景技術(shù)：

在油氣開采領(lǐng)域，目前國內(nèi)外的油氣田大部分是邊、底水氣田。開發(fā)作業(yè)人員通過向鉆至氣層的井筒內(nèi)下入套管和油管，并進行套管射孔完井，以使氣層的氣體經(jīng)射孔進入套管和油管形成的通道，從而被開采出地面。隨著氣田的開發(fā)，尤其是到了開發(fā)中后期，地層水的大量侵入會造成井筒內(nèi)的油管積液甚至水淹，影響氣井的開采效率。同時地層水大量侵入氣層，造成氣體滲流通道被干擾、截斷，氣體無法進入井筒生產(chǎn)，嚴重影響氣田整體的采收率。

目前國內(nèi)外有水氣田開發(fā)過程中主要采取電潛泵、射流泵等排水技術(shù)，協(xié)助出水嚴重井排出井筒積液恢復(fù)生產(chǎn)，或作為排水井持續(xù)排水。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的這種方案僅適用于排出開發(fā)中后期井筒內(nèi)的積液，當在開發(fā)初期，井筒的油管內(nèi)具有氣液混合物時，利用現(xiàn)有技術(shù)的方案無法協(xié)助油管內(nèi)的液體排出，導(dǎo)致氣體產(chǎn)出效率不高，并且無法達到氣田早期治水的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種排水采氣管柱，用以解決現(xiàn)有技術(shù)在氣田開發(fā)初期，無法協(xié)助油管內(nèi)的液體排出，導(dǎo)致氣體產(chǎn)出效率不高的技術(shù)問題。

第一方面，本實用新型提供一種排水采氣管柱，包括：套管、油管、單流閥、封隔器、氣舉閥和采氣樹；

所述油管套設(shè)在所述套管中，所述單流閥安裝在所述油管的末端，所述氣舉閥固定在所述油管位于氣層的位置處，所述套管和所述油管之間的環(huán)形空間中設(shè)置有所述封隔器，且所述封隔器位于所述氣舉閥和所述單流閥之間；

所述套管的一端固定在水層，所述套管的另一端與所述采氣樹的第一閥門連通，所述油管的另一端與所述采氣樹的第二閥門連通，所述套管和所述油管之間的環(huán)形空間和所述第一閥門形成第一生產(chǎn)通道，所述單流閥、所述油管和所述第二閥門形成第二生產(chǎn)通道，所述套管、所述氣舉閥、所述油管和所述第二閥門形成第三生產(chǎn)通道。

進一步地，所述采氣樹還包括加注劑閥門，所述加注劑閥門與所述油管連通；

所述加注劑閥門用于提供發(fā)泡劑注入口，所述發(fā)泡劑經(jīng)所述加注劑閥門進入所述油管中。

可選的，所述氣舉閥為多個，自上而下間隔的設(shè)置在所述油管位于氣層的位置處，且最后一級氣舉閥位于所述封隔器的正上方。

進一步地，所述排水采氣管柱還包括：液控柜，所述液控柜通過線路與所述第一閥門電連接；

所述液控柜，用于監(jiān)測經(jīng)所述第一閥門排出的氣體的排氣量、以及控制所述第一閥門的開合度以調(diào)節(jié)所述第一閥門的排氣速度。

可選的，所述液控柜，還用于控制所述第二閥門的開合度以調(diào)節(jié)所述第二閥門的排水速度。

可選的，所述第一閥門還用于提供外部氣體注入口，所述外部氣體包括氮氣、惰性氣體或天然氣。

可選的，所述液控柜還用于控制所述第一閥門的開合度以控制所述外部氣體的注入量。

進一步地，所述液控柜包括控制面板，用于接收用戶的輸入指令，以控制所述第一閥門和所述第二閥門的開合度。

可選的，所述排水采氣管柱還包括：氣液分離器，所述氣液分離器與所述第二閥門連接，用于分離經(jīng)所述第二閥門流出的氣液混合物。

本實用新型提供的排水采氣管柱，油管套設(shè)在套管中，在油管的末端設(shè)置單流閥，在且油管和套管的環(huán)形空間中設(shè)置封隔器，并在油管位于氣層的位置處安裝氣舉閥，并保證該氣舉閥位于封隔器之上，這樣使得水層侵入的水不會進入到套管和油管之間的環(huán)形空間中，只能經(jīng)由單流閥進入油管，當氣層氣體在壓力作用下經(jīng)射孔進入上述環(huán)形空間后，一部分氣體通過壓差打開油管上的氣舉閥從而進入油管并攜帶油管中的液體從第二閥門排出，另一部分氣體進入套管后經(jīng)環(huán)形空間從第一閥門排出。因此，本實施例提供的排水采氣管柱，在氣田開采初期就可以實現(xiàn)氣田的主動排水，提高了氣田的氣體采收率。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

1：套管；

2：油管；

3：單流閥；

4：封隔器；

5：氣舉閥；

6：環(huán)形空間；

7：氣層；

8：水層；

9：采氣樹；

21：第一閥門；

22：第二閥門；

23：加注劑閥門

24：液控柜；

241：控制面板；

25：氣液分離器。

具體實施方式

本實用新型提供的排水采氣管柱，主要是針對有水氣田開發(fā)過程中的“防、治水”工藝，其目的在于能夠?qū)崿F(xiàn)氣田主動排水生產(chǎn)，且根據(jù)需求能夠監(jiān)測和控制排水量大小，減緩有水氣田開發(fā)過程中水侵速度，達到提高氣田采收率目的。

由于目前國內(nèi)外有水氣田開發(fā)過程中主要采取電潛泵、射流泵等排水技術(shù)，主要應(yīng)用于開發(fā)中后期井筒積液嚴重的氣井，但是其錯過了氣田的最佳排水期，使得生產(chǎn)井最終轉(zhuǎn)變?yōu)榕潘?，對整個氣田保護意義不大。另外，現(xiàn)有技術(shù)的這種方案僅適用于排出開發(fā)中后期井筒內(nèi)的積液，當在有水氣田開發(fā)初期，井筒的油管內(nèi)具有氣液混合物時，利用現(xiàn)有技術(shù)的方案無法將油管內(nèi)的液體排出，導(dǎo)致氣體產(chǎn)出效率不高。

故，本實用新型提供的排水采氣管柱，考慮了氣田開發(fā)初期氣、水協(xié)同開發(fā)的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)氣田主動排水生產(chǎn)，從而提高氣田的氣體采收率。

下面以具體地實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。下面這幾個具體的實施例可以相互結(jié)合，對于相同或相似的概念或過程可能在某些實施例不再贅述。

圖1為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該排水采氣管柱包括：套管1、油管2、單流閥3、封隔器4、氣舉閥5和采氣樹9；

所述油管2套設(shè)在所述套管1中，所述單流閥3安裝在所述油管2的末端，所述氣舉閥5固定在所述油管2位于氣層7的位置處，所述套管1和所述油管2之間的環(huán)形空間6中設(shè)置有所述封隔器4，且所述封隔器4位于所述氣舉閥5和所述單流閥3之間；

所述套管1的一端固定在水層8，所述套管1的另一端與所述采氣樹9的第一閥門21連通，所述油管2的另一端與所述采氣樹9的第二閥門22連通，所述套管1和所述油管2之間的環(huán)形空間6和所述第一閥門21形成第一生產(chǎn)通道，所述單流閥3、所述油管2和所述第二閥門22形成第二生產(chǎn)通道，所述套管1、所述氣舉閥5、所述油管2和所述第二閥門22形成第三生產(chǎn)通道。

具體的，本實施例中涉及的油管2和套管1，其可以為氣田邊部直井、斜井、水平井的完井管柱，還可以是氣田生產(chǎn)過程中出水井轉(zhuǎn)排水井中的管柱，本實施例對此并不做限定。參見圖1所示，上述套管1的一端固定在水層8，套管1的另一端位于井口處且與井口處的采氣樹9連通，油管2套設(shè)在套管1中，且該油管2和套管1之間具有環(huán)形間隙，封隔器4設(shè)置在該環(huán)形間隙中，以防止水層8侵入的水進入環(huán)形空間6中。油管2的末端位于該封隔器4的之下，且該油管2的末端設(shè)置有一個單流閥3，該單流閥3即單向閥，確保水層8侵入的水只能流向油管2，而不能回流。另外，在油管2位于氣層7的位置上設(shè)置有氣舉閥5(具體的安裝方式可以參見現(xiàn)有技術(shù)所示)，該氣舉閥5的安裝深度位于封隔器4之上，也就是說，自上而下，氣舉閥5位于最上面，其次是封隔器4，然后是油管2末端的單流閥3。

由于上述套管1與油管2均與采氣樹9連通，本實施例中的采氣樹9可以包括第一閥門21和第二閥門22，上述套管1與第一閥門21連通，油管2與第二閥門22連通，因此，本實施例涉及的排水采氣管柱，可以包括三條生產(chǎn)通道，分別是經(jīng)套管1和油管2之間的環(huán)形空間6、上述第一閥門21構(gòu)成的第一生產(chǎn)通道，經(jīng)單流閥3、油管2和第二閥門22構(gòu)成的第二生產(chǎn)通道，經(jīng)套管1、氣舉閥5、油管2和第二閥門22構(gòu)成的第三生產(chǎn)通道。

具體開采時，水層8侵入的水由于封隔器4的封堵作用，所侵入的水會經(jīng)過單流閥3進入油管2，氣層7的氣體在地層壓力作用下經(jīng)射孔進入套管1，這部分氣體一部分經(jīng)套管1和油管2的環(huán)形空間6從第一閥門21(即經(jīng)過第一生產(chǎn)通道)排出，另一部分氣體由于具有一定的壓力，該壓力大于設(shè)置在油管2上的氣舉閥5的設(shè)計壓差，因此這部分氣體可以打開氣舉閥5進入油管2中，由于氣體的壓力較大，因此這部分可以將進入油管2的水經(jīng)第二閥門22帶出(即經(jīng)第二生產(chǎn)通道和第三生產(chǎn)通道的是氣液混合物)，基于此，本實用新型提供的排水采氣管柱，就可以實現(xiàn)氣舉排液，即實現(xiàn)了氣田在開采初期的主動排水，從而提高氣田的氣體采收率。需要說明的是，上述經(jīng)第一生產(chǎn)通道排出的均是氣體。

本實用新型提供的排水采氣管柱，油管套設(shè)在套管中，在油管的末端設(shè)置單流閥，在且油管和套管的環(huán)形空間中設(shè)置封隔器，并在油管位于氣層的位置處安裝氣舉閥，并保證該氣舉閥位于封隔器之上，這樣使得水層侵入的水不會進入到套管和油管子還能的環(huán)形空間中，只能經(jīng)由單流閥進入油管，當氣層氣體在壓力作用下經(jīng)射孔進入上述環(huán)形空間后，一部分氣體通過壓差打開油管上的氣舉閥從而進入油管并攜帶油管中的液體從第二閥門排出，另一部分氣體進入套管后經(jīng)環(huán)形空間從第一閥門排出。因此，本實施例提供的排水采氣管柱，在氣田開采初期就可以實現(xiàn)氣田的主動排水，提高了氣田的氣體采收率。

圖2為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。在上述圖1所示實施例的基礎(chǔ)上，參見圖2所示，上述采氣樹9還可以包括加注劑閥門23，該加注劑閥門23與上述排水采氣管柱中的油管2連通。該加注劑閥門23用于提供發(fā)泡劑注入口，所述發(fā)泡劑經(jīng)所述加注劑閥門23進入所述油管2中。

具體的，隨著氣田的開采不斷進行，氣層7的壓力不斷下降，進入油管2的氣體的壓力也就相應(yīng)的減小，這樣導(dǎo)致這部分氣體的攜液能力不足，無法良好的排水。此時，可以通過打開采氣樹9上與油管2連通的加注劑閥門23，從而提供一個發(fā)泡劑入口，開采人員可以通過該加注劑閥門23向油管2中注入發(fā)泡劑，可選的，該發(fā)泡劑可以為泡沫棒、烴類等有機物，其加入水中可以產(chǎn)生大量的氣泡，從而減小油管2內(nèi)水的密度，進而使得經(jīng)過氣舉閥5進行油管2的氣體能夠攜帶大量的氣泡排出第二閥門22(該氣泡實際上為水的一種形態(tài))，從而提高氣體的攜液能力或者排水能力。

當然，在不需要加入發(fā)泡劑時，該加注劑閥門23關(guān)閉，確保油管2和套管1與外部環(huán)境的隔離。

本實用新型提供的排水采氣管柱，通過在采氣樹上假設(shè)一與油管連通的加注劑閥門，當后期排水采氣管柱攜液能力不足時，可以通過在加注劑閥門向油管內(nèi)注入發(fā)泡劑，以減小油管中水的密度，進而使得經(jīng)過氣舉閥進行油管的氣體能夠攜帶大量的氣泡排出第二閥門，從而提高氣體的攜液能力或者排水能力。

圖3為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。在上述圖2所示實施例的基礎(chǔ)上，參見圖3所示，所述氣舉閥5為多個，自上而下間隔的設(shè)置在所述油管2位于氣層7的位置處，且最后一級氣舉閥5位于所述封隔器4的正上方。

具體的，本實施例中，可以根據(jù)需要在油管2上布設(shè)多個不同參數(shù)規(guī)格的氣舉閥5，下設(shè)最深的氣舉閥5位于封隔器4之上，形成多級氣舉閥5，增強排水采氣管柱的氣舉排液能力，該氣舉閥5設(shè)計參數(shù)包括下深、啟動壓力、流量等。可選的，該排水采氣管柱，水層8流體(例如水層8侵入的水)經(jīng)單流閥3、油管2、第二閥門22排出地表，為了保障水層8流體按照設(shè)計需求持續(xù)排出，避免地層水侵入氣田的其它井，氣層7氣體通過下設(shè)的多級氣舉閥5進入油管2，從而攜帶液體從第二閥門22排出，實現(xiàn)氣田主動排水生產(chǎn)目的?？蛇x的，繼續(xù)參見圖3所示，上述排水采氣管柱還可以包括：與第二閥門22連接的氣液分離器25。由于經(jīng)第二閥門22排出的是氣液混合物，因此，該氣液分離器25可以分離經(jīng)第二閥門22排出的氣液混合物，將氣體分離出來，從而提高氣體的回收率。

本實用新型提供的排水采氣管柱，通過在油管上增設(shè)多個氣舉閥，形成多級氣舉閥，可以增大進入油管中的排氣量，進而增大排水采氣管柱的氣舉排液能力，進一步提高了氣田的采收率；另外，在第二閥門的端口設(shè)置氣液分離器，實現(xiàn)了氣體的回收，進一步提高了氣體的采收率。

圖4為本實用新型提供的排水采氣管柱實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。在上述圖3所示實施例的基礎(chǔ)上，進一步地，該排水采氣管柱還可以包括液控柜24，該液控柜24與所述第一閥門21電連接，可選的，該電連接可以是有線連接，還可以是無線連接；所述液控柜24，用于監(jiān)測經(jīng)所述第一閥門21排出的氣體的排氣量、以及控制所述第一閥門21的開合度以調(diào)節(jié)所述第一閥門21的排氣速度?？蛇x的，該液控柜24可以通過語音播放的方式向開發(fā)人員提供當前第一閥門21的排氣量或者排氣速度，開發(fā)人員可以通過語音指令控制液控柜24調(diào)節(jié)第一閥門21的開合度?？蛇x的，該液控柜24可以包括一控制面板241，通過將第一閥門21的排氣量或者排氣速度顯示在控制面板124上供用戶查看，用戶可以在該控制面板241上輸入相應(yīng)的控制指令，來控制第一閥門21的開合度。

可選的，上述液控柜24，還可以用于控制上述第二閥門22的開合度以調(diào)節(jié)第二閥門22的排水速度，從而控制第二閥門22的排水量，提高了用戶的可控性。

具體的，本實施例中，液控柜24可以監(jiān)控第一閥門21的排氣量、以及根據(jù)該排氣量來控制所述第一閥門21的開合度，進而調(diào)節(jié)第一閥門21的排氣速度。當后期排水采氣管柱的攜液能力不足時，用戶可以通過液控柜24調(diào)節(jié)第一閥門21的開合度來減小第一閥門21的排氣速度，進而減少經(jīng)上述環(huán)形空間6和第一閥門21排出的排氣量，從而使得大部分氣體可以通過氣舉閥5進入油管2中，增大排水采氣管柱的攜液能力，進而提高排水采氣管柱關(guān)注的排水能力。

可選的，上述第一閥門21還可以用于提供外部氣體入口，由于該第一閥門21與套管1連通，因此當氣層7后期壓力較低時，可以打開該第一閥門21，通過該第一閥門21可以向環(huán)形空間6中注入外部氣體，可選的，該外部氣體可以為氮氣、惰性氣體或者天然氣(當前氣田采出的實際上就是天然氣)，以確保井筒內(nèi)不會發(fā)生爆炸事故。當注入外部氣體后，由于外部氣體也是具有一定壓力的氣體，該外部氣體可以打開氣舉閥5，從而使得氣層7的氣體可以大量進入油管2中，從而增加排水能力?？蛇x的，上述液控柜24可以通過控制第一閥門21的開合度以控制該外部氣體的注入量，可選的，該外部氣體可以是連續(xù)注入，還可以是間歇性注入。

可選的，用戶可以通過上述液控柜24的控制面板241來設(shè)定第一閥門21、第二閥門22的開合度，從而控制第一閥門21的氣體流出量，協(xié)調(diào)經(jīng)氣舉閥5進入油管2的氣量，還可以通過控制第一閥門21的開合度，控制外部氣體的注入量，實現(xiàn)連續(xù)或者間歇性注氣，并且還可以通過控制第二閥門22的開合度來控制第二閥門22的排水量。

本實用新型提供的排水采氣管柱，通過控制線路與第一閥門連接的液控柜，可以實時監(jiān)測第一閥門的排氣量，并通過控制該第一閥門的開合度來協(xié)調(diào)經(jīng)氣舉閥進入油管的氣量，從而增加排水采氣管柱的攜液能力，同時該液控柜還可以通過控制第一閥門的開合度來調(diào)節(jié)外部氣體的注入量，從而進一步提高排水采氣管柱的排水能力。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。