柱塞气举排水采气技术研究

贾金荣

摘要：目前，地层向井底喷出时，通常会产生不稳定的固井射流，积聚的液体如果不能合理有效地提取，就会积聚在井底，导致气井产量下降。积液含量越高，严重时可能造成停产，甚至导致气井报废。

关键词：柱塞气举排水；采气技术

前言

高产量气井在运行时应用大直径管道进行生产，使气井应用之初会出现底液沉积，低产量气井会随着时间的推移产生累积现象，而易渗构造区的气井将更容易发生堆积.因此，无论气井的高渗透率是低的，如果只有渗透率，最终导致底液的保存，影响产量破坏气井。

一、柱塞排水采气原理

柱塞气举设备是现今优效的排水采气技术，使用方式是在气井油管内放置柱塞装置，对气井产出的气体和积液界面进行分离，在气井自身推动下。柱塞在上升的液体和气体之间进行分隔作用，有效地防止泄漏和反向下降，从而提高了上升的效率。有效地清除沉积物。工作过程分为两个阶段:封闭水井和排出液体。关闭油井的压力恢复过程是一个气体井的能量恢复过程，油井中的气体在空气中以燃料环的形式聚集在空气中，液体进入油管。随着循环空气中释放的液体越来越多，液体压力继续增加，以给液体柱施加压力。从井中提取液体的过程。当压力达到一定程度时，从排水管后部流出的气体推动柱塞和柱塞上部进入井口部分排出。一旦排水系统进入水力压裂阶段，柱塞就会因自身重量而下降，进入下一个循环。充分利用自己的气井能量，而不是利用外部气源来排出和排出气体来实现这一效率目标;柱塞气举排水采气设备在运行过程中，柱塞每次出油管，水量较大，积液在排出来以后，井口马上会产生压力，对设备运行有着很大影响。根据发展原则，建立一个计算柱塞发射的模型，可以在不使用外部来源的情况下开始柱塞生产;与此同时，为了避免安装地下设备的移动支柱、安装完成地下设备的钢操作、有效地避免污染物和提高效率。

二、柱塞气举排水采气技术

1.排水开采技术意味着，随着开发的深入，气体将具有不同的水量，以便水井能够正常开采，天然气产量会逐渐下降，为了达到提高气井产量的目标，必须使用含有水的不同水分特征，使用适当的人工升降机来去除井底。为了改善气流滑移效应，应使用直径小的管子，充分利用自己的气孔能量和小容量提供液体，并在较低的压力下，气体排出的目标可以实现。带光学管的气井快用完了，管子的速度低于5 - 10米的输油管道;气井以5 - 10米以上的水力锚下降到5 - 10米以上的水力锚，这取决于河口的实际状况、设计和安装:在开始拆除竖井以获取天然气之前，到1 / 35节，节气门上方的取气树;设备安装螺栓上部建设过程中实现施工,从底部到顶部悬挂安装运行窗口喷射器头等舱,施工过程中使用不压井为连续工作时用管道,管道设计连续性建立专门的工具,将油管固定在井口悬挂处的位置，在拆毁维修窗、井口壁垒和第一个入口设备喷射之后;完成后，恢复原来的插销和四个悬架通道，完成安装和更换气孔恢复生产。

2.柱塞启动模型建立。当井口回压一定时，气井关井状态下套压及液量的恢复情况是应用柱塞进行排水采气的首要条件，也是柱塞启动模型建立的关键因素。这是因为在柱塞上行过程中，作用于柱塞下部的气体压力是克服柱塞上部气体压力推动柱塞及液段上行的动力。柱塞下部气体压力是气井在关井状态下，储层产气体进入油、套储集，升压后形成的举升动力。动力大小取决于气井在关井状态下气量恢复情况，其表观参数为套压；柱塞上部气体压力取决于井口回压大小：液段长短取决于关井液量的恢复。考虑柱塞重力、运行摩擦阻力和井口回压等因素应用柱塞力学分析模型。依据质量守恒及能量守恒定理，建立柱塞启动最低套压计算模型及柱塞启动最低气液比计算模型，形成柱塞举升特性计算方法，其核心是确定柱塞举升特性参数。柱塞举升特性参数是衡量柱塞举升能力的参数，指在单循环运行过程中柱塞举升(单循环)液量所需要的条件，当地层压力系数较高时，柱塞启动模型较接近而当地层压力系数较低时，用柱塞启动模型计算气液比迅速增大柱塞启动模型更适用于低压储层。

3.当气井关井之后，井筒中柱塞开始从井口下落直到井底坐落器上，在下落过程中柱塞要穿过井筒中的积液，柱塞在下落过程时气井的油管压力和套管压力都会开始恢复，从地层中流入井筒中的液体会在短时间内使积液液柱升高，然后会被井筒中产生的压力缓慢压入近井地带。柱塞在下落阶段，下行速度会越来越快，柱塞与油管内壁之间的摩擦阻力也会随着速度的增大而不断变大，导致柱塞在井筒中所受力成为平衡状态，随后会开始匀速下落。当柱塞下落到液体上界面时，会受到液体的浮力导致柱塞出现一个迅速减速的阶段，柱塞速度会继续减小，当其与液体接触下落时，柱塞又会形成新的平衡直到以后一直匀速下降，最终落到井底的缓冲弹簧上。如果开井时间太早，柱塞就不能顺利下落到井底的坐落器上，井筒中形成的积液就不能完全被携带出井筒，如果开井时间太长时，井筒中产生的积液会越积越多，相对应的套管压力也会越来越高，最终会形成水淹死井。若油管压力无法恢复到满足载荷因数公式的规定数值时，柱塞及端面上的液体柱也不能被气体举升到井口。从现代技术的角度来看，柱塞式气流流域在维护、成本和排水效率方面是理想的。

4.井下管柱设计。为充分发挥气井产能，与常规气举相比，地面流程设计时应突出优点：避免地面节流：建立独立出气、出液通道，避免井口节流。基于此，设计了单控制双出液通道的标准化地面流程，井口配套时间控制器来接收和处理柱塞到达地面的信号，控制柱塞气举生产通道开关。井口设计为双出油通道，为气井提供了独立的出气、出液通道，解决了常规气举单出液通道生产过程中柱塞悬浮于通道处产生节流的问题，实现了全流程畅通．充分发挥了气井产能。旁通生产流程设计，实现了自喷生产流程和柱塞生产流程的自由切换。解决了常规柱塞井在设备检修过程中需要关闭生产流程从而影响气井生产的问题。旁通生产流程设计避免检修关井，提高了气井的开井时率和生产时效。取气通道设计，由环空取气，确保了气源稳定，含水率低，降低了冻堵概率。地面流程的标准化使流程改造进一步规范化．

降低了地面流程改造作业难度，节约了作业时间，为柱塞气举排水采气技术的推广和规模化应用提供了技术保障。管柱设计井下管柱结构单，全井无变径；井底干净、不出砂；不动管柱进行井下设备安装。因此，完井管柱采用原井管柱，通过钢丝作业按照计深度将油管卡定器、柱塞缓冲器和柱塞自下而依次投入井内，钢丝作业完成后，即可投产。该法的特点是无需动管柱，节省作业时间可有效免储层污染。在生产过程中柱塞在苏应用受到了限制；刷式柱塞可以很好的将出砂问题给解决并且密封性也好，但是就是维护周期比较短且成本比较高。因此，就苏西区块来说，大部分气井建议采用最经济耐磨性好且维护工作量比较小的柱状柱塞，对于个别出砂高的气井，可以选取式柱塞。

结论

柱塞上升的最大技术特征是当液体和气体滑动时，有效保护能源损失，高效率的水和气体开采。使用塞气控制高度自动化，以方便操作强度;使用自己的气井能源不需要额外的气井来源，它具有安全和环境的特征节约能源。

参考文献：

1.葛永红．本井气柱塞气举排水采气动态模型的求解及应用[J]．数码设计，2019，6(3)：65-68．

2.康宾．井区排水采气工艺研究与应用[J]．长江大学学报(自科版)，2021，14(11)：82-87．