【7A文】柱塞气举采油工艺技术.ppt

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柱塞气举采油工艺技术 1柱塞气举工艺概述2结构、功能与优点3举升过程分析4适应性分析5应用前景 柱塞气举工作示意图1概述 柱塞气举采油与采气工艺技术原理相同：相当于一种长冲程的泵举工艺，利用油层本身的溶解气或外来注入的能量，借助柱塞把油层产生的聚集在井筒内的液体举升到地面，使油气井维持自喷生产。技术原理 应用用于自喷井的增产气井排水采气间歇气举的增产高气液比油井的生产自喷井的清蜡、除垢 工艺关键柱塞工具质量地面控制系统举升系统与油气层的协调周期工作制度的确定参数的优化设计 现场实施要求1、油管垂直，不得有缩径和扩径2、井口至管鞋畅通无阻3、液面大于500m（视井深情况）4、生产气液比大于500m3/m3 时间控制器：核心部件，控制柱塞运行、接收和处理信号。主要功能：①设置开井、关井循环和延时程序；②传送已设定好的相应模式信号；③接收由到位传感器传送柱塞到达地面的信号调配。2结构与功能 气动阀：控制井的开闭。气体分湿管：给气动阀提供气源。 防喷管：⑴含柱塞捕捉器，可检查柱塞；⑵含弹簧加载可拆卸帽盖及缓冲器，防止柱塞冲击。到位传感器：感觉柱塞到达并将柱塞到达信号传递到控制器。 柱塞：带弹簧片的钢制柱体，外形为圆柱体。外径变化范围58.5～62mm，重量4kg，长度40cm。功能：①在井下天然气恢复压力的作用下以段塞方式将液体举出井口，滑脱损失小；②防止在油管内壁结盐、蜡或垢。 井下缓冲弹簧：防止柱塞下落硬性冲击油管内限位装置 地面设备安装图 设备简单全套设备中只有一个运动件─柱塞。柱塞作为设备中的唯一易损件，可在井口自动捕捉或极易手工捕捉，容易从一口井起出转向另一口井，不需立井架，检查、维修或更换都很方便。另外井下所有设备可用钢丝绳起出，不需起油管，作业比较简单。工艺特点 经济性好初期投资少,与有杆泵相比初期投资费用低,运行费用低,不需能源供给。 柱塞举升具有稳定产量和提高举升效率的优点实践证明：柱塞举升可将间歇气举井效率提高25％，同时还可消除蜡、水化物及砂等沉积问题；每循环举升液量可在很大的范围内进行调整，可保持稳定产量和高举升效率。 将整个生产周期划分为首尾相接的三个阶段：柱塞上升，柱塞下降，压力恢复。1）柱塞上升：控制器打开，柱塞及液体段塞开始向上运动时：①环空气体下降：柱塞、柱塞上部的液体段塞及油管内的液体向上运动，环空内的液体和气体向下流动，直到气液界面到达油管管鞋处为止。②气体上升：柱塞、柱塞上部的液体段塞及柱塞下面的液体在上行的泰勒泡的气体膨胀作用下向上运动。③液体段塞充满油管：柱塞、柱塞上部的液体段塞继续向上运动。漏失特性由柱塞和液体段塞的相对速度来控制。④液体段塞产出：部分液体段塞进入生产管线，余下的液体和柱塞加速上行。3举升过程分析 2）柱塞下降只要柱塞进入捕捉器前，控制器关闭，即宣布这一阶段开始。柱塞迅速加速下落直到达到一个恒定的下降速度。若井底流压小于油藏压力，油藏流体可流入井筒。在第一阶段中漏失的液体在井底聚集起来成为下一循环液体段塞的一部分。3）压力恢复柱塞到达井底的缓冲弹簧。流体(气体和液体)从油藏流入井筒。液体在井底聚集以增加液体段塞的体积；气体使环空增压，直到达到设定的最大压力。这时控制器打开，新的举升周期宣告开始。 1）选井原则4适应性分析应用柱塞举升工艺技术的井主要有两种：a井底压力低、生产能力高的井；b井底压力高、生产能力低的井。下列条件油井一般禁止使用柱塞：a井斜过大；b大量出砂；c油管截面积小；d高产水量的间歇气举井 2）主要影响因素柱塞举升是一种有局限性的间歇气举，影响柱塞气举的主要因素有：a举升深度b生产气液比c井口套、油管压差d油管尺寸柱塞气举的举升深度限制了柱塞每天运行的最大周期数，而井口套油管压差、生产气液比和油管尺寸则限制了每周期的最大举液量。 ①柱塞气举气液比与每周期产液量的关系国外的相关研究表明：对于采用51/2“套管—21/2“油管生产的井，最小气液比要达到400m3/m3以上。国内试验成功的井气液比在600m3/m3以上。 ②柱塞气举每天的最大举液量柱塞气举的最大日产液量与举升深度及油管尺寸间的函数关系如图所示，日产液量随油管尺寸的增加而增加，随举升深度的增加而减少。27/8“油管的最大日产液量近似为31.8m3。 5应用前景1）在天然气井上的应用由于气藏物性较差、产能较低，且地层压力下降较快，部分气井出现带水生产，个别气井投产即水淹，有些气藏气井甚至水淹关井。不能连续生产的间开气井十分适宜应用柱塞气举。2）油井自喷的延续对高饱和压力油藏，处在自喷生产末期的油井应用柱塞气举，可解决转抽后产量大幅下降的问题(气体影响)，明显地延长自喷生产时间，增加原油产量。 应用条件1）选井合理：油井应具备自喷生产能力(产量下降)，有生产测试资料，生产气液比和井口套、油管压差情况不符合选井原则。2）初期举升试验成功：油井下入卡定器、缓冲弹簧后进行放压，如柱塞能举升至井口，即可安装地面控制装置（如不能举升，则表明该井不适合采用柱塞工艺，需要降液面或外来气帮助）。 ③确定合理工作参数油井与气井的工艺参数不同：油井一般油层供液较好，主要采用柱塞气举将产液持续举升到地面；而气层能量和供液均较小，通过采用柱塞气举将井底积液排除，实现气体携液举升。柱塞气举采油柱塞排液采气需要油井保持一定的井底压力，举升较多的液体。工艺目的最大限度降低液面以减小井筒对气层回压，增加供气。参数设计油井井底压力和井筒液柱梯度相对较大，要求安全系数较大，以免不能顺利排液气井井底能量和井液梯度较小，利于排液，需要较深的举升液面。 柱塞结构示意图 柱塞运动理论分析第一阶段：是柱塞-液段的起动加速阶段；第二阶段：为缓慢减速上行阶段，持续时间较长，从柱塞达到上行的最大速度直至液柱顶面到达井口为止第三阶段：为液段逐渐从油井产出的阶段。 柱塞气举敏感参数分析注气压力对柱塞气举特性的影响 产液指数对柱塞气举特性的影响 注气量及注气压力，配产量、地层气液比求注入气液比求柱塞总气液比和周期产液量求柱塞运动周期数求周期注气量求所需最大井口注气压力求气举阀深度分布及调试压力调整参数，下井作业、生产柱塞气举参数设计 程序运行输入数据大于柱塞运动最大周期产量？2．5英寸油管2英寸油管根据方程求参数:qlcqgc,N,Pco气举阀分布及调试压力计算输出结束柱塞气举优化设计运行框图 谢谢大家