[发明专利]一种水平井斜井段涡流排水采气装置及排水采气方法

说明书

本发明提供一种水平井斜井段涡流排水采气装置及排水采气方法，包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处。本发明通过在水平井斜井段携液困难管段优选安装具有涡流原理的排水采气工具，实现一级或多级涡流排水采气。利用涡流原理，实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力，解决水平井在斜井段易形成段塞流、气液滑脱严重、压降损失大、携液能力差的问题。该排水采气工艺水平井方法适应广泛、成本低，后期还可以同时搭配其他排水采气措施一起使用。

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，特别涉及一种水平井斜井段涡流排水采气装置及排水采气方法。

背景技术

受限于水平井特殊井身结构，水平井排水采气效果除受自身产能的限制外最大的困难就是斜井段液体滑脱损失严重、携液困难、所需临界携液流量高。目前水平井排水采气工艺主要为泡沫排水采气、柱塞排水采气、速度管柱排水采气，但不论哪种工艺均不能很好的解决水平井斜井段滑脱损失严重的问题。由于现有工艺措施在水平井中运用效果差，井筒一旦积液后更加难以排出，亟需针对水平井斜井段液体滑脱损失严重、携液难度大的问题寻求新工艺。经调查研究发现，目前在直井中有应用井下涡流排水采气工艺，通过实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力，提高了气井携液能力，已形成一系列的涡流工具，如DX系列涡流工具、井下自力式强制涡流排水采气装置、射流涡流排水采气装置、多螺线排水采气装置等，具有相对系统和明确的评价及设计方法，并且在诸多气井实例应用中取得良好成效，油气产量均有明显增加，但目前尚未有涡流工具应用到水平井斜井段的先例。

发明内容

为了解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题，本发明提供一种水平井斜井段涡流排水采气装置及排水采气方法，本发明在水平井斜井段安装一种具有涡流原理的排水采气工具，利用涡流运动原理实现气液两相分离运动，降低两相间摩擦力。同时针对该工艺形成了相应的工艺设计方法，根据水平井需要解决携液困难的管段位置及长度设计一级或多级涡流排水采气，实现接力式排水采气，将液体举升井口，解决水平井斜井段液体滑脱损失严重，携液困难的问题。

本发明采用的技术方案为：

一种水平井斜井段涡流排水采气装置，包括设在水平井内的油管和设在油管内的涡流工具，所述的涡流工具为多个，最下端的一个涡流工具位于水平井垂直段与水平段的拐角处。

相邻两个涡流工具之间的距离小于等于位于其下方的前一级涡流工具的有效作用距离，即d_n-1必须满足d_n-1≤L_n，其中，L_n为所选第n个工具在其安装位置下的有效作用距离，d_n-1为第n个所选工具与第n-1个所选工具之间的安装距离。

所述的涡流工具的前一级的螺旋角要大于后一级。

安装涡流工具的总作用距离不小于确定的水平井斜井段携液困难的管段长度。

所述的涡流工具选择梯形、矩形或圆形螺旋导流肋片形状涡流工具，涡流工具的螺旋纽带高度为10-15mm、翼宽10mm，螺旋角度为 45～65°。

所述的涡流工具为三个，包括一级涡流工具、二级涡流工具和三级涡流工具，所述的一级涡流工具、二级涡流工具和三级涡流工具从下到上依次布置。

所述的二级涡流工具位于水平井造斜点上方，一级涡流工具位于水平井造斜点下方。

一种水平井斜井段涡流排水采气装置的排水采气方法，具体步骤为：

步骤一，选择需要解决斜井段滑脱损失严重携液困难的水平井；

步骤二，确定斜井段携液最困难的管段长度及最深下入位置，确定安装涡流工具的管段；

步骤三，选择涡流工具；