长庆气田柱塞气举排液自动化控制技术

针对国外引进柱塞气举技术采用定时开关井生产方式,没有自动调参功能,运行制度需人工设置的缺陷,开发了一种气井柱塞气举生产的自动运行方法。该方法将柱塞最佳上升时间长度设置为目标上升时间,通过控制器对柱塞实际上升时间的分析,自动调整开、关井时间,保证柱塞实际上升时间接近于目标上升时间,使气井生产制度自动趋于最佳,实现对柱塞气举排液采气过程自动化的控制管理。并设计了一种性能更优的一体化柱塞控制器。这种新型柱塞排液采气技术已在长庆气田某区块整体应用75口井,经过2年多的实践检验,能够根据柱塞到达情况,自动对生产制度进行优化、调整,大幅降低工作量,实现了柱塞气举井运行自动控制和精细管理。基于柱塞上升时间自动优化工作制度的控制方法为长庆气田柱塞气举排液技术大规模推广应用提供了技术保障。     

复合气举排水采气工艺在华北油田的应用

华北油田潜山气藏边、底水活动加剧，导致气井带水生产甚至水淹关井。为解决气井带水生产问题，结合灰岩潜山的地质状况、出水特点与气源能力，对几种排水采气工艺技术进行了适应性分析，优选出以连续气举为主、辅以柱塞气举和泡沫携液的复合排水采气技术。现场试验表明：应用柱塞＋气举复合排水采气工艺，既可减少井筒液体的滑脱损失，提高气举携液能力，又可节约一定的注气量；应用气举＋泡排复合排水采气工艺，可使井下液体变为轻质泡沫，降低井筒流体的流压梯度，提高气体携液能力和气举效率。复合排水采气技术可以有效地解决灰岩潜山气藏深井、超深井排水采气的技术难题。     

适用于水平气井的新型自缓充柱塞气举排液装置的设计及应用——以鄂尔多斯盆地长庆气区为例

柱塞气举工艺技术已成为鄂尔多斯盆地长庆气区排水采气的主要技术,但现有柱塞装置存在大斜度井段卡定器难以卡定等问题,致使该技术只能应用于直井,而无法应用于大斜度井筒轨迹的水平井。目前,长庆气区共有水平气井1 200余口,积液问题逐渐显现。为了实现水平气井应用柱塞气举工艺进行排液采气的目标,通过柱塞和井下工具结构一体化、动力学理论模型分析,并结合水平气井井身结构特点,自主设计了一种适用于水平气井的新型自缓冲柱塞装置。该装置不仅可进入水平井底部大斜度井段或水平井段,而且还简化了现有柱塞装置的井下工具。水平井柱塞装置由柱塞本体、抗冲击总成组成,柱塞本体确保举液效率,抗冲击总成实现自缓冲柱塞落地冲击力的功能。结合工况条件测试,认为该装置能够满足柱塞安全运行的要求,保证柱塞落地冲击力不破坏管柱和柱塞本体。该新型水平气井柱塞气举排液装置已在长庆气区成功投放运行,抗冲击性能满足现场应用要求,且大幅降低了井筒液柱高度,增加了产气量,应用效果显著,可解决水平气井排液采气的难题。     

适用于水平气井的新型自缓冲柱塞气举排液装置的设计及应用——以鄂尔多斯盆地长庆气区为例

柱塞气举工艺技术已成为鄂尔多斯盆地长庆气区排水采气的主要技术,但现有柱塞装置存在大斜度井段卡定器难以卡定等问题,致使该技术只能应用于直井,而无法应用于大斜度井筒轨迹的水平井。目前,长庆气区共有水平气井1 200余口,积液问题逐渐显现。为了实现水平气井应用柱塞气举工艺进行排液采气的目标,通过柱塞和井下工具结构一体化、动力学理论模型分析,并结合水平气井井身结构特点,自主设计了一种适用于水平气井的新型自缓冲柱塞装置。该装置不仅可进入水平井底部大斜度井段或水平井段,而且还简化了现有柱塞装置的井下工具。水平井柱塞装置由柱塞本体、抗冲击总成组成,柱塞本体确保举液效率,抗冲击总成实现自缓冲柱塞落地冲击力的功能。结合工况条件测试,认为该装置能够满足柱塞安全运行的要求,保证柱塞落地冲击力不破坏管柱和柱塞本体。该新型水平气井柱塞气举排液装置已在长庆气区成功投放运行,抗冲击性能满足现场应用要求,且大幅降低了井筒液柱高度,增加了产气量,应用效果显著,可解决水平气井排液采气的难题。     

排液采气技术在白庙气藏的应用研究

白庙气藏属于低渗、致密、深层凝析气藏。由于气藏断块小，单井可控制储量少，气井产量低，靠自身能量很难将井筒积液携带出来，必须采取适合的排液采气技术排出井筒积液，以提高气井天然气产量，延长自喷稳产期。文章重点介绍了应用于白庙气藏的主要排液采气技术及其应用效果。小油管排液采气技术主要应用于产气量较低气井的排液；柱塞气举排液采气技术、橇装气举排液采气技术都是间歇气举排液采气技术，前者主要应用于具有一定能量、产气量较低、靠自身能量排液效率较低的气井，后者主要应用于能量、产气量都比较低的气井。最后对排液采气技术的应用情况进行了总结。     

投捞一体式柱塞气举系统的研发

清除井筒积液是维持气井正常生产的重要措施。目前柱塞气举井的生产更多依赖人工控制,井下监测还在采用传统的电缆测井工艺,生产效率不高。为此,提出一种分体式柱塞工具设计方案及利用柱塞进行仪器投捞的测井工艺方法。该技术可根据现场需求,利用柱塞的往复运动将测量仪器安全的放置于井底,在测量任务完成后将存储数据的仪器携带至地面,在井口通过近场无线通信的方式实现与地面采集设备之间的数据自动交换。新型柱塞工具的主要组成部件包括柱塞本体、投送总成、打捞总成和仪器工作筒总成。地面配套设备的主要部件包括井口通信天线和读写器。基于投捞一体式柱塞工具的排液采气工艺可完成井筒生产参数的在线测量任务,包括常规温度压力测量、井筒流体采样、压力恢复测试等。目前,该系统已完成总体方案设计和工程设计,正在开展样机试制和地面试验。该工具将为提高低压低产气井的单井产量和实现稳产提供一种兼具排液采气和动态监测功能的技术手段,对气田生产逐步实现自动化管理具有重要意义。     

页岩气全生命周期气举排水采气技术研究与应用

页岩气等非常规气藏是我国“十四五”天然气上产的重要领域,其主体开发工艺是“水平井+体积压裂”。在排采技术中,气举由于不受井斜、井深等限制,在水平井中应用优势突出。基于此,研究提出了贯穿整个排采期的全生命周期气举排水采气技术。该技术以多级气举阀为核心,通过改进设计方法和完井工具,实现连续气举与柱塞气举、泡沫排水采气、负压回注排水采气、喷射气举等技术的集成,并配套智能化管理平台,形成气举复合排水采气技术,可利用一趟完井管柱将气井开采至废弃。建立贯穿全生命周期的技术策略,满足了页岩气藏不同生产阶段排水采气技术需求,减少了排采方式变更带来的修井作业量,达到降低技术成本、减少储层伤害的目的,预计可提高采收率3%~6%,页岩气井开采成本大幅降低。     

多模式优化下的柱塞气举排水采气控制系统设计

针对现有柱塞气举控制系统功能单一,缺乏系统优化功能,仅依靠理论模型输入参数的缺点,设计了多模式优化下的柱塞气举排水采气控制系统。该系统以STM32 单片机为核心,通过实时采集油压、套压和柱塞到达井口的时间,经单片机优化处理后控制气动薄膜阀的开关。现场应用结果表明,该系统保证了气井制度调整的实时性,达到了良好的气井排液效果,提高了管理效率。     

柱塞气举排水采气工艺在含硫气井中的应用

为解决具有井深、小产气量、小产水量等特点的含硫气井井底积液问题,针对含硫、气、水同产井的生产状况及地质因素,在以往泡沫排水采气工艺试验的基础上,根据柱塞气举的特点及适应性,实施了国内首次含硫气井柱塞气举排水采气工艺的先导性试验。通过改进卡定器等井下工具,不断优化柱塞气举制度,使气井实现自动化启停,气井生产较为平稳,替代了传统的泡排工艺,排水采气效果明显。该工艺为含硫、气、水同产井排水采气工艺技术的发展探索了新的途径。     

川中八角场气田须四段气藏排水采气实践与认识

四川盆地川中八角场气田上三叠统须四段气藏属典型的致密砂岩气藏,储层具有低孔、低渗、高含水饱和度的特征,气井产能总体较低且普遍产水.。开发过程中,随着地层压力下降,气井带液能力减弱,部分井只能通过间开维持生产,给气藏生产组织带来了困难。气田通过实施泡排、柱塞气举等排水采气工艺试验,优选出柱塞气举作为区块主要的排水采气工艺措施。目前柱塞气举工艺在气田内已处于广泛应用阶段,通过这些措施,实现了产水气井稳定带液,维护了气井产能,延缓了产量递减,取得较好的应用效果。     

涩北气田排水采气技术面临的挑战及对策

柴达木盆地涩北气田目前出水严重,平均单井水气比大于1,涩北气田近两年对80余口井采取了泡沫排水采气工艺措施,但产水井占生产井比例及水气比均有不断上升的趋势.分析了目前涩北气田排水采气工艺所面临的3个挑战,并提出了相应对策.挑战一：涩北气田冬季气温低、地层水矿化度高,对泡排剂性能要求高;对策：采用具有较好起泡性、较高携液率、耐低温的泡排剂CQS-1.挑战二：涩北气田砂水同出的问题严重;对策：研发具有较好携砂携液性能的新型泡排剂,同时采用整体治水的方针.挑战三：采用密封胶皮材料的柱塞气举工艺在涩北气田试验失败;对策：采用刷式柱塞气举工艺来克服气井出砂对密封胶皮材料的损坏.     

页岩气排水采气技术研究及应用

页岩气井长期经济有效的生产是页岩气开发的基本要求。页岩气井积液严重影响采气生产,需要长期实施排水采气工艺。通过定制实验及现场测试发现：页岩气井后期带液生产,水平段以层流为主,斜井段为段塞流,是井筒积液开始发生的位置,斜井段积液后,液体回流导致水平段液量聚集;关井油管内的积液退回到储集能力强的长水平段,井筒液面低;油管下入水平段将限制气井产能;斜井段偏心漏失导致柱塞气举效率降低。根据页岩气井长期低压小产特征及井筒气液流动特点,提出了充分利用页岩气井能量、实现经济高效排水采气的开采对策。选定优选管柱、泡沫、柱塞作为页岩气井排水采气3项主体工艺,优化各项主体工艺的技术方案和做法,实现通过工艺辅助页岩气井自喷排水采气。页岩气排水采气技术在川南地区长宁区块推广实施后,气举助排及复产工作量降低,水淹井次减少,有效维护了老井产能。     

低产积液气井气举排水井筒流动参数优化

苏里格气田气井具有低压、低产、产水、携液能力差等特点,由于井筒积液严重,部分气井出现压力和产量下降过快的现象,制约了气井的正常生产,因此有必要选择合适的排水采气措施来清除井筒积液。然而,排水采气井筒多相流体流动的机理较复杂,目前,排水采气措施的参数(如气举的注气量)设计多是依靠经验或利用较简单的临界携液流量等参数确定的,针对整个排水采气井筒气液流动规律的变化及能量损失的研究较少。文中通过采用数值模拟和实验模拟研究相结合的方法,对苏里格气田低产积液气井气举前后整个井筒气液流动规律进行分析,并根据注气量对井筒压降和气举效率的影响,确定适用于苏里格气田气井气举复产的最优注气参数,为选择合适的排水采气措施提供了理论指导。     

涪陵页岩气田柱塞气举工艺研究与应用

气井通常采用柱塞气举工艺进行排水采气,但常规短柱塞无法适应涪陵页岩气田页岩气井井口存在?177.8 mm大阀、井下管柱存在变径等问题,为此研制了弹块式变径组合柱塞。该柱塞采用弹块设计与加长设计,既保证了柱塞的通过性,又降低了柱塞漏失率;柱塞中搭载温压仪,可以监测井下压力与柱塞运行状态,为柱塞工作制度调整提供依据;针对页岩气井不同阶段的生产特征,优化了柱塞气举工艺介入时机与柱塞工作制度。涪陵页岩气田34口井应用了柱塞气举工艺,单井平均产气量提高0.95×104 m3/d,实现了页岩气井的连续稳定生产。柱塞气举工艺为涪陵页岩气田高效开发提供了新的技术途径,对其他页岩气田开发具有借鉴作用。      

轮南油田复合柱塞气举新工艺

随着轮南油田地层能量不断衰竭,大部分油井已经进入低压、低产阶段,常规柱塞气举井产量低、携液效率低,且该工艺间歇性开关井制度制定不合理时易导致井筒积液压死油层,造成经济损失。为了解决上述问题,通过室内研究与现场试验,采用多项工艺相结合的方式研发出一套“固定式多级气举阀管柱+浮动式中空快速柱塞+清蜡柱塞”相结合的复合柱塞气举新工艺。该工艺在前期柱塞气举技术的基础上进行了创新,实现了不关井连续生产,避免井筒积液,现场应用4井次共减少清蜡作业次数147次、减少制氮车气举作业LNA井2次、LNB井1次,并且复合柱塞运行增油1 096 t。复合柱塞气举新工艺现场应用效果明显,已逐步在油田进行推广,实现柱塞气举井高效生产。     

柱塞气举排水采气远程控制系统

柱塞气举排水采气技术自动化程度高、滑脱损失小,能有效排除低产、间歇生产气井的积液,在苏里格气田应用200余口井效果良好。但是,在现场应用中发现该技术需要人工到井口进行制度调参,管理强度比较大。针对此问题,在气田数字化技术的基础上,开展了柱塞气举排水采气远程控制的技术研究,开发出了可以远程控制、智能诊断与分析的柱塞气举排水采气远程控制系统,有效提高了气井生产的管理水平,节省了人力物力。     

柱塞气举排采工艺在龙凤山气田的首次应用

龙凤山气田出液气井生产到一定阶段,由于压力、产量降低不能满足携液需求,形成井底积液,部分积液严重井已停产,尝试泡沫排液效果不理想。为了寻求新的更适合的排液工艺,优选北217井作为首口柱塞气举试验井。文中详细阐述了柱塞气举原理,总结归纳了柱塞气举排采工艺的适用条件,并利用适用条件在龙凤山优选出一口积液直井作为试验井。通过应用该工艺前后生产情况对比分析柱塞气举的效果和适用性。北217井应用柱塞气举排采工艺后日增气2 000 m3,同时排液效率提高,减少了井下积液,下步可以在龙凤山气田其他气井试验。同时,井下冻堵影响柱塞下行,采用注醇恢复柱塞气举排采。     

轮南、桑解油田连续清蜡柱塞气举新工艺

随着轮南、桑解油田地层能量不断衰竭,部分新井自喷生产一段时间后井筒逐渐积液,以及部分高凝油井举升过程中随着井筒温度的降低而析出蜡质造成流通通道的堵塞.为了解决这一系列问题,通过室内研究与现场试验,在原有柱塞气举工艺的基础上,创新研发出一套"柱塞内部中空带拉杆结构+柱塞外部密封带刮蜡片结构"的一体化柱塞气举新工艺.该工艺...     

轮古油气田旋转清蜡柱塞连续气举新工艺

随着轮古油气田地层能量逐渐衰竭,部分自喷井逐步发生井筒积液,特别是部分原油超高含蜡油井生产过程中,蜡质大量析出堵塞井筒,加快油井停喷。为了解决上述问题,通过室内研究与现场试验,进行柱塞结构改良和举升工艺设计,研发出一套“柱塞内部中空带拉杆结构+柱塞外部旋转带螺纹刮刀结构”的一体化柱塞气举新工艺。该工艺解决了处于临界停喷状态下的原油超高含蜡油井举升困难的问题,实现了井筒高效清蜡和油气井连续生产的目的,现场应用4井次,累计增油7 810t,累计增气290.5×10⁴m³。旋转清蜡柱塞连续气举新工艺现场应用效果明显,已在油田进行推广,实现临界停喷高凝油井高效连续生产。