柱塞气举排水采气工艺研究及应用

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1、柱塞气举排水采气工艺研究及应用柱塞气举排水采气工艺研究及应用张书(长庆油田公司油气工艺技术研究院)(长庆油田公司第一采气厂)摘要长庆气田部分气井单井产量低,携液能力差,井底易产生积液,严重影响气井的稳定生产,为了进行气井排水采气,针对长庆气田产水气井的状况,地质因素等,进行了柱塞气举排水采气工艺技术研究,并进行现场试验2口井,工艺成功率1O0%.为长庆气田排水采气工艺技术的发展探索了新途径.关键词柱塞气举排水采气装置工艺随着长庆气田的开发,产水气井日益增多,产水量也逐渐增大,排水采气工作日益突出.本文针对长庆气井产水特点,开展了柱塞气举排

2、水采气工艺研究,并首次在长庆气田进行了现场试验,取得了良好的排水效果.柱塞气举排水采气工艺有效地减小了气井井筒液体的”滑脱”,提高了气流的携液能力,降低了气井最小携液流量具有工艺简单,无动力消耗,地面设备控制自动化程度高,易于管理等优点.气井产水状况分析长庆气田主力气层下古生界的马五存在局部作者简介张书平:见本刊2oo1年第3期气水同层,马五气层则大部分气水同层,随着气井的开采,局部滞留水逐步产出.为此,应及时,合理开展气井排水采气工艺研究及试验,以便减少井筒积液带来的危害.据统计,截止2001年11月,产水井占投产气井数近12.7%.其

3、中有4口井因井筒积液无法正常生产,有5口井因产水量大影响整体生产组织.北二区是目前长庆气田产井分布最为集中的区域,现有投产井l3口,有l0口井产地层水.其中,8口井在试气过程中就出水,2口井在生产过程中出水.随着产出程度的增加,产水量增加,水气比逐渐上升.地层水为成藏过程中因气排水不彻底而滞留低渗透油气田第7卷第2期39下来的水,但水体规模与含气面积相比较小.从宏观上看,不存在一般意义上的边,底水,只是在局部区块存大相对富水区.气井含水易出现液体载荷上升,严惩影响气井的正常生产.造成气井井筒中液体载荷上升的基本原因有:①产气量波动大;②套

4、压基本不变,油压降低很快,产水量逐渐增大;③油套压同时降低,油套压差逐渐增大.2柱塞气举I艺原理及参数设计2.1柱塞气举排水采气工艺原理及工艺要求2.1.1柱塞气举排水采气工艺原理柱塞气举是将柱塞作为气液之间的机械界面,利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期地举液,能够有效地阻止气体上窜和液体回落,减少液体”滑脱”效应,增加间歇气举效率.①当控制薄膜阀关闭时,柱塞在自身重力作用下在油管内穿过气液进行下落.在关井瞬时,套压可能下降也可能不变,套压下降时由于套管中的气体继续向油管膨胀,使油套压趋近平衡,这时油压会相应升高.之后,套压由地层供

5、气能力控制;关井初期,油压恢复较快,之后,油压由地层供气能力控制.②柱塞下落到达井下卡定器位置处,撞击卡定器的缓冲弹簧,液面通过柱塞与油管的间隙上升至柱塞以上聚积.③地面控制器控制膜阀打开,生产管线畅通,套管气和进入井筒内的地层气向油管膨胀,到达柱塞下面,推动柱塞及上部液体离开卡定器开始上升,直到柱塞到达井口.开井后气体从井口产出,油压迅速降低,柱塞逐渐加速上升;同时套管气体进入油管举升柱塞,套压下降.④环空套压迫使柱塞及柱塞以上的液体继续上行,液体到达井口后,由于控制阀节流,油压又开始增3n;当柱塞到达井口后,油压会继续增加,套压降到最

6、小值.⑤根据设置的关井时间,地面控制器控制薄4o低渗透油气田2002年6月膜阀关闭生产管线,柱塞再次在自身重力作用下开始下落.2.1.2主要部件及功能IjII自i々控制器设置即时开头或压力循环程序,具有设计简单和可靠的记忆功能设有滚动的LCD直读功能为天然气流动或关井向控制器传送已设定好的相应模式信号;接收由到位传感传送柱塞到达地面的信号.②柱塞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,且具有极少液体回流的特点作为液柱和天然气之间的隔离面;防止在油管内壁形成盐结晶,结蜡或结垢;连续清除井内积液,增加天然气产量.⑤井下带缓:中弹

7、簧的承抟器接收柱塞的下落,控制下落位置,缓冲下落的硬性冲击力.0防喷管具有为检查柱塞而设置的腔室和柱塞捕捉器内有带缓冲弹簧的上承接器;设有可选择的双向或单向的流体出口.到『主感器到位传感器是感觉柱塞到达并传递信号到控制器.-气≯r]接收控制器信号后,通过启动薄膜阀进行开关井,便于柱塞的上,下.气过芝压善宅,囊过滤气体中的水份及杂质;为气动阀门提供开关所需的气动压力.t阳面为控制器电池充电以保证控制器正常工作.2.1.3工艺要求①油管内壁规则,采用中59ram×750ram通井规通井畅通无阻;②气井自身具有一定的产能,带液能力较弱的自喷生产

8、井;③日产水量小于50m3/0;④气液比大于500(ms/m);⑤井底有一定深度的积液;⑥井底清洁,无泥浆等污物.2.2柱塞气举排水采气工艺设计柱塞气举主要工艺参数包括:柱塞运行所需最小套压,