氣舉采油工程施工方案一、施工工藝設(shè)計（一）工藝原理氣舉采油基于U型管原理，通過向井筒注入高壓氣體（天然氣或氮?dú)猓┙档途惨后w密度，利用氣體膨脹能量將原油舉升至地面。該工藝分為連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e兩種方式：連續(xù)氣舉適用于供液能力較好、產(chǎn)量較高的油井，通過持續(xù)注氣實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)；間歇?dú)馀e則通過周期性注氣推動液段塞上升，適用于低產(chǎn)井和供液能力較差的油藏。氣舉閥的安裝可有效降低啟動壓力，通過多級氣舉閥組合實(shí)現(xiàn)井筒積液的分段排出，舉升深度可達(dá)3600米以上，適應(yīng)高氣油比井、出砂井及斜井的復(fù)雜開采條件。（二）工藝選擇標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)氣舉適用條件油井日產(chǎn)液量＞50m3井底流壓＞15MPa含砂量＜0.5%井口回壓穩(wěn)定且＜8MPa間歇?dú)馀e適用條件油井日產(chǎn)液量＜50m3地層滲透率＜50mD井底流壓＜10MPa存在明顯井筒積液現(xiàn)象氣舉方式選擇流程施工前需進(jìn)行產(chǎn)能測試，通過IPR曲線與VLP曲線交匯分析確定最優(yōu)舉升方式。當(dāng)預(yù)測產(chǎn)量波動系數(shù)＞30%時，推薦采用間歇?dú)馀e+智能控制系統(tǒng)組合工藝。二、設(shè)備選型與配置（一）地面設(shè)備系統(tǒng)高壓注氣系統(tǒng)天然氣壓縮機(jī)：選用3臺ZW-3/250型往復(fù)式壓縮機(jī)（單臺排量3m3/min，額定壓力25MPa），采用三機(jī)兩備運(yùn)行模式氮?dú)獍l(fā)生裝置：配置1套PSA制氮設(shè)備（產(chǎn)氮量500Nm3/h，純度≥99.9%），滿足無天然氣氣源井需求干燥凈化設(shè)備：三級過濾+分子篩脫水裝置，確保注入氣露點(diǎn)≤-40℃井口裝置采氣樹：250型整體式采氣樹（工作壓力35MPa），配備手動/液動雙作用節(jié)流閥防噴系統(tǒng)：組合式防噴器組（剪切+閘板），額定工作壓力35MPa計量裝置：雙容積式流量計（量程0-500m3/d），精度±0.5%（二）井下工具組合氣舉管柱結(jié)構(gòu)油管：Φ73mmN80油管，螺紋采用VAMTOP特殊扣，抗硫等級H2S≤10000ppm氣舉閥：Y445-114型投撈式氣舉閥，工作溫度-20~150℃，耐壓等級21MPa卸載閥：安裝于射孔段以上300m、600m處，開啟壓力梯度0.07MPa/m工作閥：安裝于設(shè)計沉沒度對應(yīng)深度，采用波紋管式壓力控制底部球座：Φ56mm可鉆式球座，配套丟手工具智能監(jiān)測系統(tǒng)井下傳感器：壓力（精度±0.1%FS）、溫度（±0.5℃）、流量（±2%）三合一光纖傳感器地面控制器：PLC控制柜（西門子S7-1200系列），支持4G/北斗雙模數(shù)據(jù)傳輸診斷軟件：氣舉遠(yuǎn)程診斷及優(yōu)化系統(tǒng)V1.0，具備工況診斷、參數(shù)優(yōu)化、預(yù)警報警功能（三）輔助設(shè)備設(shè)備類型規(guī)格型號數(shù)量主要參數(shù)水套加熱爐YL-1.5-0.8-Q2臺熱功率1.5MW，工作壓力0.8MPa三相分離器FG-1000×30001臺處理量1000m3/d儲油罐50m3立式儲罐2座材質(zhì)Q235-B，防腐等級Sa2.5防爆配電箱BXMD-6K3臺防護(hù)等級IP65三、施工工藝流程（一）施工準(zhǔn)備階段井筒預(yù)處理通井：采用Φ118mm通井規(guī)+刮管器組合，通井至人工井底以上2m，確保井筒暢通洗井：使用1.2%KCl溶液正循環(huán)洗井，排量30m3/h，洗井液返出含砂量＜0.2%為合格試壓：油管柱清水試壓30MPa/30min，壓降≤0.5MPa為合格設(shè)備安裝調(diào)試壓縮機(jī)基礎(chǔ)：C30混凝土澆筑（長×寬×高=4m×3m×0.8m），預(yù)埋Φ20mm地腳螺栓管線連接：高壓管線采用Φ89mm×12mm20G無縫鋼管，焊接后進(jìn)行100%射線探傷控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)：模擬注氣壓力25MPa、排量5000Nm3/d工況，驗(yàn)證壓力、流量閉環(huán)控制精度（二）氣舉閥投撈作業(yè)工具串組合（自上而下）防噴管→捕集器→加重桿（30kg）→投撈器→氣舉閥投閥操作步驟①防噴管組安裝后試壓25MPa/15min②氣舉閥按設(shè)計深度編號（誤差≤0.5m），采用鋼絲絞車下入③投撈器與氣舉閥對接后，液壓釋放工具實(shí)現(xiàn)坐封④上提鋼絲驗(yàn)證懸重變化（正常為1.2-1.5kN）⑤每完成3級氣舉閥投放，進(jìn)行一次管柱壓力測試深度校正方法機(jī)械深度計與電磁定位儀雙系統(tǒng)校準(zhǔn)關(guān)鍵井段（射孔段、氣舉閥位置）采用磁性定位+伽馬測井組合驗(yàn)證（三）注氣參數(shù)優(yōu)化啟動階段參數(shù)初始注氣壓力：設(shè)計工作壓力的60%（階梯升壓，每級間隔3MPa）注氣流量：連續(xù)氣舉初始排量500Nm3/h，間歇?dú)馀e單次注氣量1200Nm3開井程序：采用"小油嘴、低回壓"原則，初始油嘴直徑3mm，逐步過渡至設(shè)計值穩(wěn)定生產(chǎn)參數(shù)|生產(chǎn)階段|注氣壓力(MPa)|注氣量(Nm3/d)|套壓控制(MPa)|油壓控制(MPa)||----------|---------------|---------------|---------------|---------------||啟動期|18-22|3000-5000|8-10|12-15||穩(wěn)定期|15-18|2000-3000|6-8|8-12||調(diào)整期|12-15|1500-2000|4-6|6-8|智能優(yōu)化策略基于實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過多相流模擬算法動態(tài)調(diào)整注氣參數(shù)：當(dāng)含水率上升＞5%時，注氣量自動增加15%套壓波動幅度＞2MPa時，觸發(fā)間歇周期調(diào)整程序井底流壓低于泡點(diǎn)壓力時，啟動防結(jié)蠟注氣模式四、安全控制措施（一）高壓作業(yè)安全區(qū)域劃分注氣區(qū)設(shè)置實(shí)體圍墻（高度2.2m），劃分紅（禁入?yún)^(qū)）、黃（限制區(qū)）、藍(lán)（操作區(qū)）三色區(qū)域高壓管匯區(qū)安裝聲光報警裝置，壓力超28MPa時自動切斷氣源操作規(guī)范壓縮機(jī)啟動前執(zhí)行"盤車3圈、點(diǎn)動2次"程序，空載運(yùn)行5min后方可升壓帶壓作業(yè)時使用防爆工具，人員站位與管線走向呈90°夾角定期進(jìn)行安全閥校驗(yàn)（每季度1次），起跳壓力設(shè)定為額定壓力的1.05倍（二）HSE管理體系風(fēng)險管控矩陣|風(fēng)險等級|控制措施|應(yīng)急響應(yīng)||----------|-----------------------------------|----------||高（Ⅰ級）|作業(yè)許可+雙人監(jiān)護(hù)+實(shí)時監(jiān)測|15min內(nèi)||中（Ⅱ級）|作業(yè)許可+視頻監(jiān)控|30min內(nèi)||低（Ⅲ級）|班前安全交底|1h內(nèi)|應(yīng)急物資配置呼吸防護(hù)：4套正壓式呼吸器（備用氣瓶8個）泄漏控制：防爆堵漏工具箱（適配Φ50-150mm管徑）消防系統(tǒng)：2套泡沫-干粉聯(lián)用裝置（30m射程）（三）環(huán)保要求廢氣處理壓縮機(jī)放空尾氣經(jīng)燃燒火炬（高度25m）充分燃燒，SO?排放濃度≤50mg/m3分離器排污氣接入回收系統(tǒng)，回收率≥95%廢液處理洗井廢水采用"隔油+氣浮+過濾"工藝處理，回用率≥80%含油污泥委托有資質(zhì)單位處置，轉(zhuǎn)移聯(lián)單保存3年以上五、施工質(zhì)量控制（一）關(guān)鍵工序控制點(diǎn)管柱下入質(zhì)量油管扭矩：Φ73mm油管上扣扭矩控制在2200-2400N·m，每10根復(fù)測1次居中器安裝：射孔段上下30m范圍內(nèi)每50m加裝1個彈性扶正器深度誤差：氣舉閥實(shí)際安裝深度與設(shè)計偏差≤±0.3m注氣系統(tǒng)調(diào)試壓力控制系統(tǒng)：階躍響應(yīng)時間＜5s，超調(diào)量≤5%流量調(diào)節(jié)精度：±3%（在30%-100%量程范圍內(nèi)）聯(lián)鎖保護(hù)：觸發(fā)停機(jī)信號后，切斷時間＜2s（二）質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)施工過程驗(yàn)收工序驗(yàn)收：實(shí)行"三檢制"（自檢、互檢、專檢），關(guān)鍵工序留存影像資料隱蔽工程：管柱螺紋密封、氣舉閥安裝等項目需監(jiān)理簽字確認(rèn)最終驗(yàn)收指標(biāo)系統(tǒng)效率：≥35%（穩(wěn)定生產(chǎn)72h后測試）井口壓力波動：≤±0.5MPa/24h氣油比：≤設(shè)計值的120%六、生產(chǎn)運(yùn)行管理（一）日常操作規(guī)范參數(shù)監(jiān)測頻次壓力/溫度：每小時自動記錄，人工復(fù)核2次/d產(chǎn)液量：計量分離器量油1次/4h，誤差超5%時啟動校驗(yàn)程序氣舉閥狀態(tài)：每周進(jìn)行1次聲波探傷檢測維護(hù)保養(yǎng)計劃壓縮機(jī)：每運(yùn)行500h更換潤滑油（N320號壓縮機(jī)油），每2000h進(jìn)行氣閥組件檢修井下工具：氣舉閥每6個月投撈檢查1次，更換失效彈簧組件控制系統(tǒng)：每月進(jìn)行1次全功能測試，備份關(guān)鍵參數(shù)（二）智能診斷系統(tǒng)應(yīng)用工況識別模型基于多相流理論構(gòu)建12種典型工況識別算法：氣鎖判別：特征值為油壓波動頻率＞0.5Hz且套壓突降＞3MPa積液預(yù)警：當(dāng)計算井筒持液率＞40%時觸發(fā)預(yù)警氣舉閥失效：注氣量不變情況下產(chǎn)液量下降＞15%/d遠(yuǎn)程優(yōu)化功能自動調(diào)參：系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)每2h進(jìn)行1次參數(shù)尋優(yōu)專家支持：內(nèi)置200+典型井例診斷庫，提供解決方案推薦能耗監(jiān)控：壓縮機(jī)單耗實(shí)時計算，優(yōu)化區(qū)間控制在8-10kWh/1000Nm3七、故障處理預(yù)案（一）常見故障處理氣舉閥堵塞現(xiàn)象：注氣量不變，產(chǎn)液量驟降＞30%處理：①反循環(huán)洗井（排量20m3/h，持續(xù)2h）②投撈更換氣舉閥，檢查閥座磨損情況③分析堵塞物成分，調(diào)整過濾精度壓縮機(jī)喘振現(xiàn)象：出口壓力劇烈波動，機(jī)體振動＞6.3mm/s處理：①立即打開旁通閥，降低出口壓力至15MPa②檢查入口過濾器壓差（＞15kPa時更換濾芯）③重新整定防喘振曲線，最小流量限制≥30%額定值（二）應(yīng)急處置流程井口失控一級響應(yīng)：立即啟動ESD系統(tǒng)，切斷所有氣源關(guān)斷程序：遠(yuǎn)程關(guān)井→現(xiàn)場手動關(guān)斷→壓井作業(yè)壓井液：采用1.25g/cm3鹵水泥漿，排量5m3/min火災(zāi)爆炸初期控制：啟動固定式泡沫系統(tǒng)（30s內(nèi)覆蓋著火區(qū)域）人員疏散：向上風(fēng)向500m范圍警戒工藝處置：關(guān)閉井口總閘，實(shí)施氮?dú)庵脫Q（氧含量＜2%）八、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（一）施工周期施工階段工期（d）關(guān)鍵路徑設(shè)備安裝15壓縮機(jī)吊裝→管線焊接井筒準(zhǔn)備8通井→試壓氣舉閥投撈5多級氣舉閥調(diào)試系統(tǒng)聯(lián)調(diào)3智能控制系統(tǒng)參數(shù)整定試生產(chǎn)7注氣參數(shù)優(yōu)化總工期38（二）投資收益分析建設(shè)投資總投資：2850萬元（其中設(shè)備購置費(fèi)1980萬元，安裝工程費(fèi)520萬元）單位產(chǎn)能投資：35625元/(m3·d)運(yùn)營成本年能耗：320萬kWh（折合電