柱塞氣舉井口簡易裝置系統(tǒng)研究及試驗(yàn)

衛(wèi)亞明，楊旭東，姚 堅(jiān)，雷建永，趙崢延，劉雙全，肖述琴

(1長慶油田公司油氣工藝研究院 2低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室 3長慶油田公司第二采氣廠)

蘇里格氣田屬典型的低壓、低滲、低豐度“三低”氣田[1-4]，隨著氣田的開發(fā)，低產(chǎn)低效井比例逐年增加，如何發(fā)揮低產(chǎn)低效井產(chǎn)能，保持氣井穩(wěn)產(chǎn)成為亟待解決的技術(shù)難題。從措施經(jīng)濟(jì)性、適用性、安全性及增產(chǎn)效果等方面的評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，柱塞氣舉排水采氣技術(shù)適用于氣量小(0.1×104m3/d以上)、液氣比較高(小于5 m3/104m3)的氣井，而且自動(dòng)化程度高、井筒滑脫損失小。所以，柱塞氣舉排水采氣技術(shù)是蘇里格氣田低產(chǎn)低效井提高采收率的最經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)。

常規(guī)柱塞氣舉地面裝置由井口防噴裝置、智能控制盒、氣動(dòng)截止閥、集氣站內(nèi)控制系統(tǒng)、減壓閥組成[5-12]。柱塞氣舉排水采氣裝置運(yùn)行時(shí)是利用井口控制系統(tǒng)采集井口油套壓、產(chǎn)氣量并由數(shù)傳電臺(tái)傳輸至集氣站，集氣站確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度，再由數(shù)傳電臺(tái)將制度返回至柱塞氣舉地面裝置智能控制盒，智能控制盒實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)截止閥氣源的控制，達(dá)到氣動(dòng)截止閥的開啟，最終實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉的開關(guān)井。柱塞氣舉裝置如圖1所示。它的缺點(diǎn)是對(duì)于蘇里格氣田中低壓集氣模式井口采用電磁閥開關(guān)井的氣井來說，常規(guī)柱塞氣舉地面裝置系統(tǒng)復(fù)雜、配件多。

圖1 柱塞氣舉裝置示意圖

一、井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)

井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)由井口防噴裝置、集氣站內(nèi)控制系統(tǒng)、井口控制系統(tǒng)、數(shù)傳電臺(tái)、電磁閥組成，這五部分全部采用原有技術(shù)產(chǎn)品，見圖2。將井口防噴裝置通過法蘭與井口測試閥門連接來實(shí)現(xiàn)緩沖柱塞上行力與捕捉柱塞的目的；借助集氣站內(nèi)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度優(yōu)化，井口控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與發(fā)出指令，數(shù)傳電臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)及指令，電磁閥實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉裝置開關(guān)井。

圖2 井口簡易柱塞裝置系統(tǒng)生產(chǎn)控制示意圖

1.井口數(shù)據(jù)采集、無線傳輸

由安裝在井口各相應(yīng)部位的傳感器實(shí)現(xiàn)井口壓力、流量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，采集到的信號(hào)傳送到井口控制系統(tǒng)，并通過數(shù)傳電臺(tái)傳輸?shù)郊瘹庹尽?/p>

2.集氣站內(nèi)數(shù)據(jù)處理

集氣站內(nèi)電臺(tái)接收井口發(fā)來的信號(hào)，送到集氣站內(nèi)控制裝置進(jìn)行處理。集氣站內(nèi)控制裝置對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析，并確定最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度。

3.命令執(zhí)行

集氣站內(nèi)控制裝置將“最優(yōu)的柱塞氣舉開關(guān)井制度”的開啟與關(guān)斷命令通過數(shù)傳電臺(tái)傳輸至井口控制系統(tǒng)，井口控制系統(tǒng)指令電磁閥啟停實(shí)現(xiàn)柱塞氣舉裝置開關(guān)井，最終實(shí)現(xiàn)柱塞在油管內(nèi)進(jìn)行周期舉液。

本方案創(chuàng)新點(diǎn)是在蘇里格氣田中低壓集氣模式井口采用電磁閥開關(guān)井的情況下，通過采用電磁閥取代常規(guī)柱塞氣舉地面裝置的氣動(dòng)截止閥和智能控制盒，簡化柱塞氣舉井口裝置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電磁閥控制柱塞氣舉裝置開關(guān)井。

二、井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)效果分析

蘇Χ井開采層位為山1，氣層中深3 337.5 m，試氣無阻流量3.911 7×104m3/d，2015年10月14日投產(chǎn)，投產(chǎn)前套壓均為23.60 MPa。生產(chǎn)一段時(shí)間后該井油壓1.79 MPa，套壓5.72 MPa，平均產(chǎn)氣量0.569 2×104m3/d，氣量較小，處于間歇生產(chǎn)狀況，該井流壓測試曲線如圖3所示，由圖3中可以看出流壓在2 848 m出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，說明氣井有積液，2016年9月25日該井采用井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)生產(chǎn)，集氣站內(nèi)控制系統(tǒng)根據(jù)所采集的井口壓力、流量數(shù)據(jù)實(shí)行開2 h關(guān)2 h生產(chǎn)制度，從2016年11月10日實(shí)行開3 h關(guān)2 h生產(chǎn)制度，油壓1.22 MPa，套壓1.83 MPa，油套壓差0.61 MPa，日均產(chǎn)氣量1.169 7×104m3，生產(chǎn)曲線見圖4。井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)生產(chǎn)階段氣井能夠保持連續(xù)平穩(wěn)生產(chǎn)，直至2016年12月27日氣井測壓人為關(guān)井。采用井口簡易柱塞氣舉裝置系統(tǒng)生產(chǎn)階段，統(tǒng)計(jì)平均增產(chǎn)氣量0.505 6×104m3/d，增產(chǎn)幅度達(dá)到88.8%，增產(chǎn)效果顯著。試驗(yàn)前后采氣曲線如圖4所示。

圖3 蘇X井流壓測試曲線

圖4 2016年蘇X井試驗(yàn)前后采氣曲線

三、結(jié)論

通過采用電磁閥開關(guān)井的氣井，井口電磁閥可以取代常規(guī)柱塞氣舉地面裝置的氣動(dòng)截止閥和智能控制盒，簡化了柱塞氣舉井口裝置系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了電磁閥控制柱塞氣舉裝置開關(guān)井。井口簡易柱塞裝置現(xiàn)場應(yīng)用62 d，平均增產(chǎn)氣量 0.505 6×104m3/d，增產(chǎn)幅度達(dá)到 88.8%。井口簡易柱塞裝置取代了常規(guī)柱塞氣舉地面裝置，簡化了井口裝置，實(shí)現(xiàn)了降本增效，為蘇里格氣田效益開發(fā)開辟了一條新途徑。