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。     

一种称重式气井井筒液面位置的确定方法

利用称重原理,通过在气井井口测量油管柱的重量,精确、连续地确定积液气井井筒液面的位置,为采气井采取有效的排液措施提供依据。通过两个算例的计算表明,该方法简单方便,可以快速确定井筒内部积液位置,从而为生产单位采取必要的排水采气措施提供了可靠依据。     

靖边气田高产水气井井口循环气举效果分析

随着靖边气田逐渐进入开发中后期,部分高产水气井地层压力、产量持续下降,依靠自身能量及常规泡排、柱塞气举等助排措施,已无法满足气井连续携液生产需求,井筒表现出不同程度积液特征,严重影响最终采收率。结合靖边气田地面集输工艺特点及各类助排工艺适应性,开展了气举工艺设计,并在大产水井G1井开展了现场试验,通过分析气井产能、优化气举气量、气举工作制度及工艺流程,形成了"小型撬装压缩机+采出气循环利用"的井口循环气举工艺,可满足套管连续注气助排的生产需求。该井试验期间累计排液1 230 m3,日增产气量1.34×104m3,日产水17.8 m3,注采比1:1.5,取得了良好的经济助排效果。本研究对高产水气井排水采气工艺现场实施具有一定的借鉴意义。     

英买气田小直径油管排水采气技术

针对边底水气藏生产过程中井筒积液问题,为实现不动原井生产管柱直接排水采气,进行了小油管正循环注气排水采气新技术研究。采用在原井管柱中直接下入带正循环气举阀的小直径油管方法,实现不动原井管柱直接进行排水采气。对整体工艺技术实施方法进行设计优化,同时研制了新型排水采气工艺管柱及井口悬挂装置,研发了新型正循环小直径注气阀总成。地面注气排出井筒积液,实现气带水生产。塔里木油田英买X井实施排水采气技术后,日排水最高达120 m~3,平均日产油8.2 m~3、日产气5.3×10~4 m~3,连续带水生产400 d。该工艺排液量大、排液效率高,经济效益良好,具有广阔的应用前景。     

柱塞气举天然气井用在线监测系统设计

根据气井的生产需求,结合柱塞气举工艺的特点和技术现状,提出一种可进行在线监测的柱塞排液采气系统的设计方案.该系统在柱塞运行期间处于封闭状态,井下监测、排液采气和数据传输之间互不影响,具有结构紧凑、作业效率高、安全性好、关井停产次数少等优点.该技术的应用可在一定程度上取代传统的电缆测井方式,为今后柱塞气举的自动化生产与管理提供了重要的技术保障.     

同步回转泵降压排水采气工艺应用及改进

针对低压产水气井采用地面放空方式排出井筒积液造成天然气浪费和污染环境的问题,开展了同步回转泵降压排水采气工艺试验。该工艺是在采气井和集气站之间增加一个同步回转泵,利用同步回转泵的抽吸作用,通过降低井口压力来提高气井瞬时流量,从而排出井筒积液。试验结果表明:采用该技术后,抽吸可以代替部分低压产水气井的放空排液;泵排量越大,排水效果越好;抽吸时间长短以排出井筒积液为最佳。但同步回转泵增压能力低,排量随着泵进口压力的降低而降低,从而影响排液效果,为此提出了增大泵的容积、提高泵的转速和密封性、多泵串联抽吸提高增压能力等改进措施,为提高同步回转泵的排水效果和适用范围指明了改进方向。     

平衡罐自动加注泡排剂工艺研究与应用

针对苏里格气田气井泡沫排水采气人工加注成本高、劳动强度大等难点,进行了天然气井平衡罐自动加注泡排剂技术应用研究。该工艺是将平衡罐与气井井筒通过高压软管连接成同一压力系统,且平衡罐重心高于采气树套管阀门,泡排液依靠重力作用自动加注到油套环空中,同时,地面安装远程控制阀,实现了远程控制自动加注泡排剂的功能,大大提高了工作效率。     

气井新型柱塞排液采气工艺技术及应用

鉴于气田的开采过程中，普通单管线柱塞排液工艺采液和排气用同一管线，气井控制较差的情况，研究了一种新型柱塞排液采气工艺。这种工艺使排液和采气各行其路、自动控制。介绍了这种工艺的地面流程、设备组成及工作原理。采用这种工艺，一般的气井柱塞上下3－5次就可交井底积液基本排完。大庆油田现场2号井的应用表明，这种工艺使产气井得到了很好的恢复。     

智能柱塞气举排水采气在苏里格西区应用研究

苏里格气田西区开采以来,部分气井已进入生产中、后期,压力和产能普遍偏低,不能满足气井生产的连续携液要求,导致部分气井井底或井筒内产生积液,严重影响气井正常生产。目前苏里格气田西区引入MI智能柱塞气举排水采气系统,通过分析柱塞气举排水采气系统的特点,结合在苏西区块的试验效果,评价其工艺适用性与经济效益,分析其优缺点。     

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。      

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。     

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。     

柱塞气举在川西地区定向井中的应用研究

柱塞气举排水采气工艺一般应用于直井,国内外尚没有在定向井中应用的先例。为了探索该工艺在定向井中的应用,在川西气田川孝601-4井（最大井斜角为38.49°）开展了柱塞气举试验。通过优化入井工具串长度以及施工程序,成功安装了井下设备,并对各项工艺参数进行了优化设计;试验井安装柱塞气举后,柱塞运行正常,油套压差明显减小,增产天然气0.8×10⁴ m³/d,排水采气效果非常明显,试验取得了圆满成功。柱塞气举排水采气工艺在定向井中的首次成功应用,表明该工艺可以适用于井斜角小于40°的定向井,拓宽了该项工艺的应用范围,丰富了川西气田气井的排水采气措施。     

防上顶自卸荷排水采气工具研制与应用

苏里格气田广泛应用井下节流器生产,部分气井在节流器以上存在严重积液,无法采用物理化学排水采气工艺,而传统的机械排水采气工艺存在设备结构复杂、技术难度大、费用高等不足。根据柱塞气举排水采气技术原理,设计了1种可以利用钢丝绳作业的举液柱塞。此工具可以将井下节流器以上轻微积液1次举到地面生产管线,多次作业可以把严重积液举出。举液工艺费用低,操作方便,排水效果明显,应用前景广阔。     

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。