智能柱塞氣舉排水采氣在蘇里格西區(qū)應(yīng)用研究

張剛，常鵬旭，王小佳，李艷，孟嘉益

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗017300；2.中國石油長慶油田分公司第六采氣廠，陜西西安717507）

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智能柱塞氣舉排水采氣在蘇里格西區(qū)應(yīng)用研究

張剛1，常鵬旭2，王小佳1，李艷1，孟嘉益1

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗017300；2.中國石油長慶油田分公司第六采氣廠，陜西西安717507）

蘇里格氣田西區(qū)開采以來，部分氣井已進入生產(chǎn)中、后期，壓力和產(chǎn)能普遍偏低，不能滿足氣井生產(chǎn)的連續(xù)攜液要求，導(dǎo)致部分氣井井底或井筒內(nèi)產(chǎn)生積液，嚴重影響氣井正常生產(chǎn)。目前蘇里格氣田西區(qū)引入MI智能柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，通過分析柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)的特點，結(jié)合在蘇西區(qū)塊的試驗效果，評價其工藝適用性與經(jīng)濟效益，分析其優(yōu)缺點。

蘇里格西區(qū)；排水采氣；柱塞氣舉；制度優(yōu)化

蘇西區(qū)塊平均單井產(chǎn)量僅為0.491 6×104m3，而平均水氣比高達0.93m3/104m3，平均套壓9.37MPa，壓降速率為0.019 3 MPa/d。

因此蘇西區(qū)塊氣井較其他區(qū)塊整體表現(xiàn)為：高壓、低產(chǎn)量、高產(chǎn)水。

1　氣井積液分析

氣井在生產(chǎn)壽命過程中都會出現(xiàn)出液的問題，井筒積液現(xiàn)象是無法避免的，只是什么時候出現(xiàn)，出現(xiàn)的問題有多嚴重。一般來講，當氣井的氣體速率小于將液體攜出的臨界速率時就會出現(xiàn)積液現(xiàn)象，臨界攜液速率主要與油管尺寸，井口流壓等參數(shù)有關(guān)。氣井出液過程一般分為霧狀流，環(huán)狀流，段塞流，泡狀流四個階段。一旦氣井產(chǎn)水，提產(chǎn)帶液或優(yōu)化生產(chǎn)制度是最常見、最經(jīng)濟的一種做法。

據(jù)國外的文獻資料顯示，通常3 000 m深的氣井，液柱從井底運行到井口時，將滑脫超過63%（15%～21%/1 000m）。滑脫損失越大，則需要更多的氣量和壓力來舉升隨后地層產(chǎn)出的水。

2　柱塞氣舉原理及MI智能柱塞系統(tǒng)簡介

2.1柱塞氣舉原理

柱塞氣舉排水采氣工藝是利用氣井自身的高壓氣體能量推動油管內(nèi)的柱塞進行舉水［1，2］，利用柱塞在舉升氣和采出液之間形成機械界面，從而有效防止氣體上竄和液體滑脫，增加舉升效率。

柱塞氣舉機理：柱塞舉升相當于沖程很長的氣動泵，即把整個管柱作為泵筒，柱塞作為活塞，利用本井氣或補充氣源把柱塞連同液柱一起從井底舉升到地面。

2.2柱塞氣舉工藝特點

（1）與泡排、氣舉相比，柱塞氣舉在氣液之間形成機械界面，克服了氣液密度差問題，實現(xiàn)高效舉液；

（2）一次性安裝后，在地面控制器的控制下自動舉液，有效節(jié)約生產(chǎn)管理成本；

（3）氣井生產(chǎn)動態(tài)會改變，可通過調(diào)整開關(guān)井時間和控制壓力、流量，實現(xiàn)對柱塞氣舉工作狀態(tài)調(diào)整，保證柱塞氣舉排水采氣有效時間；

（4）排液后直至井筒積液到一定程度后再次排液，可以通過自動控制，使井筒處在積液最少狀態(tài)，最大程度上實現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)。

2.3MI智能柱塞排水采氣系統(tǒng)

2015年蘇西區(qū)塊引進MI智能柱塞排水采氣系統(tǒng)。針對蘇西區(qū)塊氣井低產(chǎn)、高產(chǎn)水特征，為有效管理氣井，大力推廣智能柱塞氣舉排水采氣措施，通過遠程控制、數(shù)據(jù)傳輸、分析優(yōu)化、氣井監(jiān)測報警等功能的遠程監(jiān)控軟件，實現(xiàn)了柱塞氣舉實時調(diào)參、遠程自動控制，降低了人為現(xiàn)場操作，排水采氣效果明顯。

遠程監(jiān)控平臺實現(xiàn)了氣井遠程實時調(diào)參和管理，提高了措施效率，節(jié)省人力物力，特別適用于致密氣田區(qū)域面積廣、井多、人少的開發(fā)現(xiàn)狀。

表1　蘇西區(qū)塊柱塞氣舉試驗井措施前后對比表

3　柱塞氣舉試驗效果

3.1蘇西區(qū)塊柱塞氣舉選井要求

（1）直井或小斜度井（井斜≤60°）；

（2）氣液比480m3/m3（62mm，3 000m）；

（3）最大產(chǎn)水量≤25m3/d（φ62.0 mm）；

（4）自噴井或間噴井；

（5）油管內(nèi)徑一致且光滑暢通；

（6）常用油管內(nèi)徑為φ62.0mm或φ50.8 mm。

結(jié)合蘇里格西區(qū)特點，選取柱塞氣舉井條件為：

（1）使用過泡排措施效果不明顯的井；

（2）由于間歇規(guī)律管理不佳引起的水淹井；

（3）積液比較嚴重但還是可以正常生產(chǎn)的井，通常這種井由于能量充足安裝柱塞后效果會非常好；

（4）生產(chǎn)氣液比大于230m3/m3/km。

3.2試驗效果分析

從2012年開始，在蘇48井區(qū)建立了數(shù)字化柱塞氣舉排水采氣示范區(qū)，初期投產(chǎn)10口試驗井，截止2015年12月31日，蘇西區(qū)塊共有柱塞氣舉試驗井53口，年累計增產(chǎn)氣量1 127.041 2×104m3。其中2015年新投產(chǎn)柱塞氣舉試驗井30口，累計增產(chǎn)氣量729.280 ×104m3（見表1）。

由表1可以看出，試驗后氣井平均套壓降低了4.10 MPa，氣井日均產(chǎn)氣量增加0.246 6×104m3，排水采氣增產(chǎn)效果明顯。其中試驗前產(chǎn)氣量大于0.5×104m3/d的氣井，增產(chǎn)氣量為0.111 7×104m3/d，增幅為21.13%；產(chǎn)氣量介于0.1×104m3/d～0.5×104m3/d的氣井，增產(chǎn)氣量0.110 1×104m3/d，增幅75%；產(chǎn)氣量小于0.1×104m3/d的氣井，增產(chǎn)氣量0.092 9×104m3/d，增幅108.25%。對比分析得出：柱塞氣舉措施適合蘇西區(qū)塊低產(chǎn)積液氣井，對0.5×104m3/d以下積液井排水采氣效果良好。

3.3效果適用性評價

對比蘇西各類排水采氣措施，柱塞氣舉產(chǎn)出投入比最高，適用于低產(chǎn)低效井，具有規(guī)模推廣應(yīng)用前景；傳統(tǒng)觀念認為泡沫排水采氣是最經(jīng)濟最有效排水采氣措施，但是通過對比分析，柱塞氣舉是最經(jīng)濟、最有效的排水采氣措施（見表2）。

表2　蘇西區(qū)塊排水采氣工藝對比表

因此針對蘇里格氣田西區(qū)低產(chǎn)低效井逐年增多，建議規(guī)模推廣應(yīng)用智能柱塞氣舉排水采氣措施。

［1］張文星，等.蘇里格氣田柱塞氣舉工藝的優(yōu)化研究［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報，2008，10（4）：23-29.

［2］張榮軍，喬康.柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2009，32（6）：118-119.

TE938.1

A

1673-5285（2016）07-0114-02

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.07.028

2016－06-11

張剛，男（1990-），助理工程師，主要從事天然氣開發(fā)及氣井管理工作。