的点与注气点处的油压连成直线，作为阀设计油压线D。该设计油压线代表每个气举阀深度处的转移流动油压；
（4）为确定顶阀位置，作一条井内液体的静压梯度线E,此线从井口压力pwh开始，交于注气启动压力的pko分布线，则此交点处的深度即为顶部阀的深度，该处的压力为顶阀的注气压力，该处温度即为顶部阀的温度；
（5）由上述交点处向左作水平线，并与设计油压线相交，此交点处的压力即为顶阀的设计油压；
从此交点起作一条与井内流体静压梯度线平行的直线F，并与注气工作压力pso分布线相交。此交点处的深度、压力和温度即分别为第二级阀的深度、注气压力和井内温度。 （6）重复第（5）步，即可取得第二级阀的设计油压值和其余阀的深度、注气压力和井内温度；
（7）归并与底阀。
若注气点以下仍打算布一备用阀，则备用阀的位置应在注气点处的工作阀以下。为了保证有一个阀位于注气点以下，必要时需要将阀的分布进行调整分布归并。归并时应以气举阀的工作特性参数阀距Δpv或阀的工作压差△p为依据。
(2-19)
6. 确定气举阀相关参数
（1）确定各阀的注气压力（打开压力）pvo和流压pt及对应温度。 （2）阀尺寸的选择。
在许多采用气举的油田，都有一套实用于油井的标准化阀孔确定方法（如图版法）。一般是采用梯度曲线确定各个阀的气液比和注气量，根据阀上、下游压力按气体嘴流公式计算阀的孔径。
若用查图法求阀孔直径，需对注气量进行校正，气体流量修正系数可查图或按井下温度T和气体相对密度rg用下式计算：
g gT (2-20)
根据嘴流公式或相应图版选择气举阀尺寸，阀尺寸不可太小，否则不能通过足够的气量，使高产的气举装置无法卸载。一般工作阀的尺寸通常应比最后一级卸载阀大一个尺寸，以保证井卸载后的正常作业。
（3）确定各阀的关闭压力pvc和最小流压以及充气压力和地面调试压力。
【例2-1】 油层中部深度2438.4m处温度66.8?C，井口流压0.68MPa，地层平均压力17.24MPa，油井无水产油量159m3/d，地温梯度2.74?C/100m，启动压力8.28MPa，原油相对密度0.85，地层气油比35.6m3/m3，注入气和产出气的相对密度均为0.65，压井液梯度9.04kPa/m，采油指数23m3/（d·MPa），油管直径50.3mm，注气量无限制。试用变地面注气压力设计法进行连续气举设计。
解：选用气压阀，阀间压降取为0.138MPa。 1）确定注气点
（1）作压力一深度图，纵坐标为深度，横坐标为压力。
h??p/GsC?0.0544rT（2）在井底深度2438.4m处标出地层平均压力pr?17.24MPa。 （3）计算井底流压，并在井底深度标出pwf
pr?pwf?qLJo?159/23?6.91MPa
（4）从井底静压处向上延伸作井底静压梯度曲线9.04?10-3MPa/m，直到与纵轴相交，交点即井口流压pwh=0的静液面深度，该深度Ls为
pwf?pr?(pr?pwf)?17.24?6.91?10.33MPa
Ls?L?pr/Gs?2438.4?17.24/9.04?10?3?531.3m
（5）从井底流压pwf =10.33MPa处向上延伸作注气点以下的油管流压梯度曲线，即地
层气液比下的梯度曲线。
（6）在地面深度为0处，标出地面注气工作压力(启动压力-0.689MPa),即pso=7.59MPa，并向下延伸作考虑气柱压力梯度曲线至井底。由气举手册气柱重量图版查得地面注气工作压
-4
力为7.59MPa时，压力梯度为5.84?10MPa/m。
（7）标出工作套压与流压梯度线相交的平衡点位置（2263m）。
（8）从平衡点压力减去过阀压差?p =1.38MPa，并延长地层气液比压力梯度曲线，得到注气点位置为2103.0m。
（9）从井口流压pwh=0.68MPa处起，向注气点作直线，即油压梯度线。
（10）由图1-26查得注气点以上的总气液比GLRT=267m3/m3，则注入气液比：GLRinj=GLRT-GLRs=231m3/m3 因此，注气量为 2）气举生产动态分析
由确定的注气点深度，油管尺寸等参数，假设一组产液量，以注气点为节点，从井底往注气点计算，计算出注气点的流入曲线。给定一注气量，由假设的一组产液量从井口往注气点计算，计算出注气点的流出曲线，流入曲线与流出曲线的交点即为协调点，协调点对应的产液量即为给定注气量下的产液量，改变注气量得到对应的产液量，将产液量与注气量关系作图即得到气举生产动态曲线，见图2-24。从图可知，注气量3.67×104m3/d对应产液量最大159m3/d，故该注气量为对应注气点的最优注气量。
3）确定阀位置
（1）从井口流压pwh=0.68MPa处起，向下作9.04?10-3MPa/m的静液梯度线，与启动压力线相交，交点深度为899m，该深度即顶部阀位置，对应压力为工作套压8.825MPa。
（2）由上述交点向左作水平线与油压梯度线相交，得顶部阀处流动油压为4.344MPa。
-3
（3）由4.344MPa的油压线处起，向下作9.04?10MPa/m的静液梯度线，与平行于启动压力线的8.28-0.138=8.14MPa的注气压力线相交，交点位置为第二级阀深度1508m，工作套压为9.1MPa。
（4）由第（3）步所得交点向左作水平线与油压梯度线相交，交点压力为5.585MPa，即第二级阀的流动油压。
（5）重复以上步骤，分别得到以下各级阀的深度及压力：
第三级阀深度1905m；工作套压9.24MPa；流动油压6.89MPa； 第四级阀深度2164m；工作套压9.30MPa；流动油压8.13MPa； 第四级阀深度已达到注气点以下，故不再布阀。
由以上各结果可看出，注气点位于第三、四级阀之间，为使有一个阀位于注气点，同时有一个位于注气点以下，对所布阀作如下调整，其结果列入表2-2，阀分布如图2-27所示。
Qing?qLGLRing?159?231?3.67?104m3/d
压力，MPa0024681012静液流压500注气压力最小油压启动压力1000井深，m150020002500图2-27 气举阀分布
（6）由温度梯度和阀位置深度可得阀处温度：
T1=51.25?C； T2=67.9?C； T3=78.75?C； T4=84.16?C； T5=85.8?C 对温度校正（取整）结果列入表2-2。
（7）由各阀深度和油压由图1-26查得各阀深度的气液比，分别为 GLR1=23m3/m3；GLR2=107m3/m3；GLR3=GLR4=GLR5=267m3/m3
由于第一级阀的总气液GLR1=23m3/m3小于地层气液比35.6m3/m3，对其注入气量计算取Ginj1=23m3/m3，以下各级阀注气量取注入气液比=总气液比-地层气液比：
Ginj2=71.4；Ginj3=Ginj4=Ginj5=231.4
（8）计算各阀的所需注气量（104m3/d）：Qing=GLRinj×qL 分别得：Qinj1=0.37；Qinj2=1.15；Qinj3= Qinj4= Qinj5=3.68
（9）根据各阀处温度由2-20式计算注气量校正系数，分别为 CgT1=1.060；CgT2=1.087；CgT3=1.104；CgT4=1.113；CgT5=1.115 （10）校正后注气量（104m3/d）依次为
Qinj1=0.39；Qinj2=1.25；Qinj3=4.06；Qinj4=4.09；Qinj5=4.10 4）确定阀尺寸
根据以上计算数据，由阀上游压力、下游压力和校正注气量查图版或用气嘴流量公式得各阀尺寸分别为
第一级阀：5/64??6/64?；
第二级阀：7/64??1/8?；
第三、四级阀：15/64??16/64?； 第五级阀：16/64??18/64? 因此，各级阀的孔径依次取为：2.38、3.175、6.35、7.14mm 选取外径25.4mm气压阀，波纹管面积为2.082?10-4m2 5）确定相关参数
由式（2-14）、（2-15）、（2-17）计算阀的气室压力和试验架打开压力等相关参数列入表2-2。
表2-2 变地面注气压力设计法的设计结果 序号 深度，m 1 900 2 1509 3 1905 4 2103 5 2164
阀孔直径，mm (in) 温度，℃ 注气压力，MPa pvc，MPa 油压pt，MPa pvc=pd(阀处)，MPa pd(60?F)，MPa ptro(60?F)，MPa R 1-R Ct 注气量，10m/d 432.38 (3/32) 51 8.28 8.83 4.34 8.729 7.667 7.846 0.0223 0.9777 0.879 0.39 3.175 (1/8) 68 8.14 9.11 5.58 8.963 7.460 7.763 0.0396 0.9604 0.832 1.25 6.35 (1/4) 79 8.0 9.24 6.89 8.867 7.122 8.460 0.1583 0.8417 0.803 4.06 6.35 (1/4) 84 7.86 9.28 7.52 8.963 7.081 8.419 0.1583 0.8417 0.790 4.09 7.14 (9/32) 86 7.72 9.31 8.14 8.963 7.046 8.812 0.2004 0.7996 0.786 4.10 参考文献
[1] 张琪主编．采油工程原理及设计.山东东营：石油大学出版社，2000
[2] [美]K.E.布朗．升举法采油工艺卷二（上）.北京：石油工业出版社，1987 [3] 《钻采工艺》编辑部译．气举手册（上、下）.成都：四川石油管理局，1986 [4] [美]M.J.埃克诺米德期等编．石油开采系统. 北京：石油工业出版社，1989 [5] [美]H.B.布雷德利．石油工业手册（上）.北京：石油工业出版社，1992 [6] 罗英俊，万仁溥主编．采油技术手册（上）.北京：石油工业出版社，2005 [7] 杨川东主编．采气工程. 北京：石油工业出版社，1997
习 题
2-1 概述自喷井系统普通节点和函数节点分析方法的基本思路。 2-2 分别以分离器和地面油嘴为解节点，图示说明分离器压力和油嘴直径对自喷井产量的影
响。
33
2-3某井已知：地层平均压力16.4MPa，油层中深1673m处温度68℃，生产气液比108m/m，
饱和压力18.89MPa，油、气相对密度分别为0.856、0.73，不含水。根据实测拟合IPR曲线方程：pwf = –0.0004q2 – 0.024q + 16.4。设计井口油压4.4MPa，井口温度取20℃。试确定自喷生产方式的合理油管尺寸。
2-4油层中部深度2500m，分离器压力0.5MPa，井底静压38.5MPa，井口温度26.7?C，地温
33
梯度2.6?C/100m，原油相对密度0.85,含水率15％，生产气油比1200m/m,产出气的相
3
对密度均为0.65,采液指数34.5m/(d．MPa)，井口到分离器水平地面管线长100m，油
3
管内径62mm, 要求自喷产液量160m/d，试确定地面油嘴直径。 2-5 气举系统的基本构成包括哪几部分？
2-6 试述各种气举采油方式的采油原理和气举管柱的特点。
2-７理论分析油管注气，油套环空举升的气举启动压力变化范围。 2-８试述气举阀的作用、工作原理、类型及调试方法。
o
2-９已知气举阀上、下游压力分别为6.5、5.8MPa，天然气相对密度为0.65，气体温度60C，
阀的嘴子孔径为1/4″，试求：通过此阀的气体流量。
2-10套压气举阀位于井深1828.8m，阀处油压3.45MPa，阀气室压力4.83MPa，封包面积Ab
22
为6.45cm，阀孔面积Ap为0.645 cm，试确定打开阀所需的阀处套压。
2-11设一套压气举阀地面打开压力为5.17MPa，R为0.1，阀深1828.8m，平均温度43.3?C，
阀处油压3.45MPa，注入气相对密度0.6。试确定阀处打开压力及地面关闭压力。 2-12试述连续气举装置的卸载过程。
2-13 试述连续气举井节点系统分析的基本步骤。
2-14 试用第一、二章有关计算方法编程计算阀【例2-1】所要求的布阀设计。
2-15油层中深2500m处温度为76.67?C，井口油压0.83MPa，井底静压14.24MPa，井口温
度42.78?C，含水率50％，油井无水产油量159m3/d，地温梯度2.74?C/100m，注入气工作压力为6.20MPa，启动压力7.58MPa，原油相对密度0.85，饱和压力为10.34MPa，生产气油比71.24（m3/m3），注入气和产出气的相对密度均为0.7，油井充满了压井液，压井液梯度9.23kPa/m，采液指数115.3m3/（d·MPa），油管内径62mm，注气量无限制（阀工作压差取1MPa）。（1）试确定气举采油的最高产液量；（2）试用变地面注气压力设计法进行连续气举设计（阀间压降取0.138MPa）。