智能柱塞气举排液采气工艺在低渗致密气田的应用
智能柱塞气举排液采气工艺在低渗致密气
田的应用
韩玉坤:智能柱塞气举排液采气工艺在低渗致密气田的应用2l
智能柱塞气举排液采气工艺在低渗致密气田的应用
韩玉坤郝春山王永科黄德明韩振涛
(中原油气高新股份有限公司天然气产销厂)
1.柱塞排水采气的原理
柱塞排水采气基本原理就是在油管内投放一个柱塞,形成
人为的气液之间的机械界面,由地层和套管积蓄的天然气推动
柱塞从井底上行,把柱塞之上的液体排到地面,柱塞上行时,
由于柱塞阻挡了液体的下沉,减少了滑脱损失,大大提高了举
升效率.
智能柱塞气举排液采气工艺的具体工作过程是:根据生产
井的状况编制举升
方案
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并输入到自动控制器内,选择适于该井
井况的柱塞投入井内,按照编制好的方案,关井后柱塞在自身
重力的作用下沉没到安装在生产管柱内的弹簧承接器顶部,关
井期间柱塞下方的能量得以恢复,即油气集聚;开井后,在柱
塞上下两段压差作用下,柱塞和其上方的液体被一同向上举
升,液体举出井口后,柱塞下方的天然气得以释放,完成一个
举升过程.柱塞到达井口或延时结束后,井口自动关闭,柱塞
重新回落到弹簧承接器顶部,开始下一个举升过程.
2.智能柱塞排水采气井口流程改造
智能柱塞排水采气井口设备及工艺流程主要由井下工具和
井口装置两部分组成,主要部件有:?油管限位装置,用卡瓦
坐在油管下部,作用是阻挡柱塞继续下行;?缓冲弹簧,放在
油管栓之上,对柱塞起缓冲减震作用,油管栓和缓冲弹簧用钢
丝工具安装和捞出;?柱塞,一种带弹簧片或毛刷的钢制柱
体,外径略JJ,于油管内径,圆周开有长槽或带旁通阀,便于下
行;?电子控制器,它是核心部件,起控制柱塞运行,接收和
处理信号的作用;?气动阀,控制井的开关;?喷管,阻止柱
塞继续上行,起防喷减震作用;?捕捉器,柱塞上行到井口,
捕捉柱塞;?太阳能面板,为自动控制器内的电池充电.
井口生产流程仅在原流程的基础上改造,在防喷管上安装
一
个三通,通过气动阀后用管线与原进站管线相连接,利用气
动阀控制气井的开关,原井口流程全部关闭.
3.工艺参数
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
(1)流体在油管内液面高度计算.根据2002年1—2月的
生产数据,确定每次开井前油管内积液2m3,油管内的液面高
度为633m,静液柱产生的压强为6.33MPa.
(2)根据公式计算,井下应具备的最小套压值Pc=
11.97MPa,平均套压值P.=14.2MPa和最大套压值P=
16.5MPao
(3)柱塞每次所需的天然气量为1783.9m3.
(4)根据计算结果,环空需要的最小压力值为11.97MPa.
最大压力值为16.5MPa,部1—4井的油管深度为3339m,考虑
到弹簧油管限位器下座滑行的距离一般在20—50m,因此暂定
柱塞下井深度为3200m.
4.现场试验
(1)实验数据整理(5月31日一6月9日).从部l__4井
柱塞排水采气原始数据中可以看到,Pcmax的实际值为开井前
的套压值,Pcmin的实际值为井筒出完液时的套压值(此时油
压回升到最高),Pcavg的实际值为从开井到井筒出完液时套压
的平均值.在计荨Pcmax,Pcrain,Pcavg时,为了减少井筒积
液对理论计算的影响,以开井前的油套压差为计算依据,而不
再以每次井筒积液2m计算.实际气量为每次开井的分段计算
值;计算理论值时,把开井前的油套压差折合成井筒积液.再
根据公式:McF/Cycle=C×D×Pcavg计算.
(2)数据分析与工作
制度
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的确定.理论数据对实验有指导
意义,从表1数据可以看出6月3日的第三次开井和6月4日
的第二次开井,理论值大于开井前的最高套压,最低套压和平
均套压(由于开井后柱塞和井筒内积液没推至井口.录取的实
际最低套压偏大,故出现6.3(3)的Pcmin实际值大于理论
值),开井B寸柱塞和井筒内积液没推至井口,开井失败.
表l6月3日和4日数据摘录
日期Pc:MPa)(MPa)Pc6:MPa)
(月.日)实际理论实际理论实际理论
6.3(第3次)l1.6l1.6lO.39.6l0.9l1.4
6.4(第2次)l1.5l1.76.77.88.59.3
部1—4井的气量能够满足推动柱塞运行的最低理论值,
具备柱塞排水采气的条件,调节合适,可以实现连续生产.积
液对理论计算影响大,把开井前的油套压差作为油管积液产生
压力的计算依据(把气井看成连续生产,不考虑套管积液的影
响),其油/水比为1/10,折算成压力,这样计算的理论
值偏小,但和实际实验数据符合.P是井筒能量的直接体
现,是推动柱塞运行的一个重要因素,Pc>11MPa时(油套
压差低于2.5),柱塞就能够顺利运行.开井前井筒内的静液柱
的高度,即油套压差越大,开井需要的P珊和P珊越大,气
井恢复时间越长,反之亦然.
柱塞每天运行4次,每次开井时间控制在40—60rain,关
井恢复5h左右,部1—4井的产液量,产气量,压力恢复值比
较稳定.
5.结论
(1)柱塞在油管内的运行频率和产液速度有关,即气井产
液速度大,柱塞运行的频率就大,同时缩短了每次开井的时
间;产液速度/J,,柱塞的运行频率就JJ,,同时延长了每次开井
的时间.
(2)理论计算公式合理,有很强的适用性.由于理论计算
不受井筒深度的影响,可以根据不同气井的油压,套压,产液
量数据运用相同的公式进行计算,求得不同气井柱塞排水采气
的工作制度.
(3)智能柱塞排水采气技术可以在致密,低渗的户部寨气
田其它气井上推厂应用,只要在理论计算的工作制度基础上通
过现场实际调试,确定合理的工作制度就能保证柱塞的顺利运
行.
6.效果评价
(1)措施后,柱塞每天运行4次,每次生产40rain,部1—
4井的生产情况较好,井口压力恢复,产气量,产液量比较稳
定,日均在7000m左右,产液量在2—4.5m左右.
(2)和措施前相比,生产时间减少,但月产气量增加,同
时气井的能量得到及时补充恢复,生产情况变好.
(3)考虑到递减因素,按每月生产天然气20x104m3计
算,年内6个月可生产天然气120x10nl,井口气价按0.5元
/m计算,可获经济收入60万元.该措施累计投入预计30万
元(含井口防护网费用),当年投入产出比为1:2,具有良好的
经济效益.
(栏目主持杨军)
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