氣井柱塞氣舉排水采氣工藝研究與應(yīng)用

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1、氣井柱塞氣舉排水采氣工藝研究與應(yīng)用【摘要】柱塞氣舉排水采氣法是利用氣井自身能量推動(dòng)油管內(nèi)的柱塞舉水，不需要其他動(dòng)力設(shè)備、生產(chǎn)成木低。該工藝是間歇?dú)馀e的一種特殊形式，柱塞作為一種固體的密封界面，將舉升氣體和被舉升的液體分開(kāi),減少氣體竄流和液體冋落，提高舉升氣體的效率。【關(guān)鍵詞】氣田柱塞氣舉工藝系統(tǒng)壓力柱塞氣舉排水采氣法是利用氣井自身能量推動(dòng)油管內(nèi)的柱塞舉水，不需要其他動(dòng)力設(shè)備、生產(chǎn)成本低。該工藝是間歇?dú)馀e的一種特殊形式，柱塞作為一種固體的密封界面，將舉升氣休和被舉升的液體分開(kāi)，減少氣體竄流和液體回落，

2、提高舉升氣體的效率。一、工藝原理柱塞氣舉是將柱塞作為氣液之間的機(jī)械界面，利用氣井自身能量推動(dòng)柱塞在油管內(nèi)進(jìn)行周期地舉液，能夠有效地阻止氣體上竄和液體回落，減少液體“滑脫”效應(yīng)，增加間歇?dú)馀e效率。將整個(gè)生產(chǎn)周期劃分為首尾相接的三個(gè)階段：柱塞上升，柱塞下降，壓力恢復(fù)。柱塞上升：控制器打開(kāi),柱塞及液體段塞開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：①空氣體下降：柱塞、柱塞上部的液體段塞及油管內(nèi)的液體向上運(yùn)動(dòng)，環(huán)空內(nèi)的液體和氣體向下流動(dòng)，直到氣液界面到達(dá)油管管鞋處為止。②氣體上升：柱塞、柱塞上部的液體段塞及柱塞下面的液體在上行的泰勒泡

3、的氣體膨脹作用下向上運(yùn)動(dòng)。③液體段塞充滿油管：柱塞、柱塞上部的液體段塞繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)。漏失特性由柱塞和液體段塞的相對(duì)速度來(lái)控制。④液體段塞產(chǎn)出：部分液體段塞進(jìn)入生產(chǎn)管線，余下的液體和柱塞加速上行；柱塞下降。只要柱塞進(jìn)入捕捉器前，控制器關(guān)閉，即宣布這一階段開(kāi)始。柱塞迅速加速下落直到達(dá)到一個(gè)恒定的下降速度。若井底流壓小于油藏壓力，油藏流體可流入井筒。在第一階段中漏失的液體在井底聚集起來(lái)成為下一循環(huán)液體段塞的一部分；壓力恢復(fù)。柱塞到達(dá)井底的緩沖彈簧。流體（氣體和液體）從油藏流入井筒。液體在井底聚集以增加液體

4、段塞的體積；氣體使環(huán)空增壓，直到達(dá)到設(shè)定的最大壓力。這時(shí)控制器打開(kāi)，新的舉升周期宣告開(kāi)始。二、實(shí)施步驟針對(duì)地層能量足夠，但因水淹無(wú)法進(jìn)站的井，進(jìn)行井筒舉水，以段塞流的形式將水定期舉到井口，防止井筒積液產(chǎn)生的冋壓導(dǎo)致氣井無(wú)法生產(chǎn).研發(fā)井口裝置、游動(dòng)活塞、井下定位器、投撈系統(tǒng)等。時(shí)間控制器：核心部件，控制柱塞運(yùn)行、接收和處理信號(hào)。主要功能：①設(shè)置開(kāi)井、關(guān)井循環(huán)和延時(shí)程序；②傳送已設(shè)定好的相應(yīng)模式信號(hào)；③接收由到位傳感器傳送柱塞到達(dá)地面的信號(hào)調(diào)配。氣動(dòng)閥：控制井的開(kāi)閉。氣體分濕管：給氣動(dòng)閥提供氣源，防噴管

5、：含柱塞捕捉器，可檢查柱塞；含彈簧加載可拆卸帽蓋及緩沖器，防止柱塞沖擊。到位傳感器：感覺(jué)柱塞到達(dá)并將柱塞到達(dá)信號(hào)傳遞到控制器。柱塞：帶彈簧片的鋼制柱體，外形為圓柱體。外徑變化范圍58.5?62mm,重量4kg,長(zhǎng)度40cm。功能：①在井下天然氣恢復(fù)壓力的作用下以段塞方式將液體舉出井口，滑脫損失?。虎诜乐乖谟凸軆?nèi)壁結(jié)鹽、蠟或垢。井下緩沖彈簧：防止柱塞下落硬性沖擊油管內(nèi)限位裝置三、系統(tǒng)壓力與條件氣井從氣層中深到一級(jí)節(jié)流由a（水柱）、b（氣柱）、c（沿程管損）、d（回壓）四段壓力組成。當(dāng)壓力平衡時(shí)有如下的

6、等式：P平衡二a+b+c+d要使氣井生產(chǎn)，井底流壓（P流壓）要大于P平衡。BP：P流壓2P平衡+0.8MPa,就是說(shuō):井底流壓要比系統(tǒng)平衡時(shí)的壓力大0.8MPa以上時(shí)，井筒內(nèi)才能產(chǎn)生流動(dòng)，氣井才能生產(chǎn)。四、前期試驗(yàn)利用進(jìn)口柱塞試驗(yàn)，H的是掌握工藝原理、總結(jié)操作方法。**井采用游動(dòng)活塞氣舉排液前，該井因積液過(guò)多而停產(chǎn)。采用游動(dòng)活塞氣舉排液后,平均日產(chǎn)氣4671013,日產(chǎn)水3.44m0由該井釆氣曲線也可以看出，游動(dòng)活塞氣舉取得了較好的排液效果。**井利用開(kāi)3小時(shí)關(guān)1小時(shí)的工作制度，在開(kāi)始時(shí)的生產(chǎn)比較正

7、常，由于該井的能量不足，后期產(chǎn)量越來(lái)越低直到停產(chǎn)，后面將柱塞撈出，但打撈井下定位器時(shí)，在576米遇阻，放空后井口油壓下降止0,判斷是出砂。該井的試驗(yàn)屮，井口必須改為如圖示的流程。根據(jù)下游動(dòng)活塞之后的生產(chǎn)情況可以判斷，游動(dòng)活塞排水釆氣技術(shù)排液過(guò)程中取得了一定的效果。根據(jù)起出游動(dòng)活塞的情況可以看出，砂對(duì)游動(dòng)活塞有所影響。在運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)用效果不理想的原因是328m處遇阻，致使游動(dòng)活塞無(wú)法上下行，從而導(dǎo)致排液效果變差。問(wèn)題有：井口改動(dòng)的部件較多，投資高，維護(hù)操作不方便。操作管理有?泄的難度：井口設(shè)備復(fù)

8、雜，需要配備太陽(yáng)能供電，氣動(dòng)閥時(shí)有冰堵的現(xiàn)象，同時(shí)容易刺壞，起不到關(guān)閉的作用。氣動(dòng)閥需要干凈的氣源來(lái)控制。不能使用現(xiàn)有的井口保護(hù)器。頻繁的開(kāi)關(guān)井對(duì)氣層有所影響，氣井激動(dòng)容易出砂。這種柱塞易被砂卡。在運(yùn)行中，砂子進(jìn)入側(cè)面縫隙后失去回位功能，這樣易出現(xiàn)卡阻情況后不能再次冋落。在以上試驗(yàn)的基礎(chǔ)上研發(fā)游動(dòng)活塞的主要部件和工具，內(nèi)容有：井口防噴裝置，耐壓30MPao游動(dòng)活塞及工具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止砂卡。井下定位系統(tǒng)。投放、打撈、捕捉系統(tǒng)。返回撞擊緩沖器：用于平時(shí)生產(chǎn)，功用是將游動(dòng)