神木氣田雙3柱塞示范區(qū)運行優(yōu)化與評價

劉明建 孟鳳鳴 石羽亮

摘要：柱塞氣舉工藝可有效排除井筒積液，大幅提高了氣井連續(xù)生產(chǎn)能力，通過對神木氣田雙3井區(qū)柱塞氣舉工藝的運行情況分析總結(jié)，從選井、生產(chǎn)制度建立與優(yōu)化、應(yīng)用效果評價等方面進行了闡述，并得出了結(jié)論和建議。

關(guān)鍵詞：柱塞氣舉;載荷系數(shù);排液效果

1?概述

柱塞氣舉是近幾年興起的一種新型排水采氣工藝，具有投資低、效率高、維護簡單、使用壽命長等特點，通過柱塞氣舉工藝可有效排除井筒積液，降低井底流壓及井地帶巖層的含水飽和度，提高氣相相對滲透率，增大生產(chǎn)壓差，從而大幅提高了氣井連續(xù)生產(chǎn)能力。但在“柱塞氣舉工藝實施選井、運行動態(tài)監(jiān)控、制度優(yōu)化與效果評價”方面均有較高的管理要求。神木氣田雙3井區(qū)共有氣井613口，平均單井產(chǎn)氣量0.67萬方/天，平均單井產(chǎn)液量0.28方/天。示范區(qū)已建成柱塞氣舉井218口，經(jīng)過一年多的運行，總結(jié)雙3井區(qū)柱塞各環(huán)節(jié)運行情況，得出適用該區(qū)塊的管理方法。

2?柱塞氣舉選井條件

柱塞氣舉選井是關(guān)鍵，雙3井區(qū)孔隙度低，滲透性差，壓力低，遞減快，產(chǎn)液量大，在選井方面應(yīng)在“管柱、井口套壓、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量”四個方面滿足以下條件：

（1）管柱及井口保持等通徑，滿足鋼絲作業(yè)要求。

（2）井口套壓不小于管網(wǎng)系統(tǒng)壓力的1.5倍。

（3）措施前平均井口產(chǎn)氣量0.2-0.6×104m3/d。

（4）井口產(chǎn)液量小于25m3/d。

3?柱塞氣舉工作制度制定與優(yōu)化

工作制度制定決定著運行效率，常用的工作制度有兩種：定時生產(chǎn)模式和壓力微升模式。經(jīng)過摸索和實踐，神木氣田雙3井區(qū)選用柱塞投運前期采用定時生產(chǎn)模式，后期采用壓力微升模式的工作制度。

3.1定時生產(chǎn)模式：該模式下需判識開井時機、關(guān)井時機。

（1）開井時機的確定

a、載荷系數(shù)法

載荷系數(shù)Z是表征氣舉生產(chǎn)阻力與動力的比值，載荷系數(shù)愈小對舉液愈有益。要求載荷系數(shù)Z小于0.5時開井，柱塞到達井口的概率為80%，通過載荷系數(shù)法是確定開井時機的“黃金準則”。

b、經(jīng)驗系數(shù)法

經(jīng)驗系數(shù)L是表征氣舉動力的無因此量，經(jīng)驗系數(shù)愈大對舉液愈有利，當經(jīng)驗系數(shù)大于1.5時開井，柱塞到達井口的概率約為75%。

（2）關(guān)井時機的確定

在柱塞到達井口完成單次舉升后，為追求產(chǎn)量最大化，將持續(xù)開井續(xù)流生產(chǎn)，但新一輪積液隨之而來，該過程積液的程度可以用套壓回升幅度△P（當前套壓與開井最小套壓的差值）來量化，當△P達到0.2MPa時柱塞控制器需執(zhí)行關(guān)井操作。開關(guān)井時機確定后柱塞氣舉單周期內(nèi)的開井生產(chǎn)時間與關(guān)井恢復(fù)時間就已確定，即定時生產(chǎn)制度就已建立。

3.2壓力微升模式

經(jīng)過一段時間的運行，可根據(jù)柱塞氣舉井運行初期摸索的柱塞氣舉井運行參數(shù)（開井套壓、開井油壓、柱塞速度、關(guān)井油壓、關(guān)井套壓以及周期運行過程中出液狀況、套壓回升幅度），將定時生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)化為壓力微升模式。開井壓力參考運行周期的開井套壓，微升壓力可設(shè)置為0.2MPa。

4?柱塞運行效果分類標準

兼顧開井比率、排液效果、柱塞到達與速度、井口設(shè)備完好性等因素，將柱塞井運行效果分為S、A、B、C四個等級。其中，排液效果可以用開井續(xù)流期間油壓回升幅度定量描述（回壓），開井時率=開井時間/（開井時間+關(guān)井時間）。柱塞運行速度在100-300米/分鐘之間可正常運行。分類標準如下：

S-保證一定的開井時率（大于10%）且排液效果明顯（回壓大于0.3MPa），柱塞可到達井口，井口設(shè)備運行良好;

A-雖開井時率低但排液效果清晰可見（回壓大于0.1MPa），套壓逐步降低，井筒積液量大（油套壓差大），柱塞有到達井口的特征;

B-油套壓曲線規(guī)律變化，開井續(xù)流階段未見明顯排液效果;

C-油套壓曲線未隨開關(guān)井操作規(guī)律變化，水淹或開井無產(chǎn)能，薄膜閥故障。

5?結(jié)論及建議

神木氣田雙3井區(qū)已建成柱塞氣舉井218口，經(jīng)過優(yōu)化運行制度，柱塞氣舉排水措施有效率高達95.9%。

（1）采用柱塞氣舉排液采氣工藝的氣井，排液采氣應(yīng)用效果較好，柱塞氣舉能夠消除或減緩井筒積液，降低雙3柱塞示范區(qū)塊的遞減率。延長氣井的自噴周期，氣井產(chǎn)能得到恢復(fù)。

（2）選井時要充分考慮：管柱、井口套壓、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量，四方面的因素;柱塞投運前期采用定時生產(chǎn)模式，后期采用壓力微升模式的工作制度。需專業(yè)技術(shù)人員定期對柱塞井運行效果按照S、A、B、C四個等級進行分類評價，掌握其生產(chǎn)動態(tài)。

（3）在項目建設(shè)初期對于試氣成果較差的氣井可直接安裝柱塞氣舉裝置，避免井口二次改造。

（4）開展智能算法研究實驗，降低人為對柱塞井生產(chǎn)制度的干預(yù)工作，實現(xiàn)雙3柱塞示范區(qū)的柱塞制度運行智能化，達到增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)目的。

參考文獻：

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[2]Q/SY XN0398-2013柱塞氣舉排水采氣作業(yè)規(guī)范

[3]梅華平.氣田柱塞氣舉制度優(yōu)化及運行智能化研究 石油化工應(yīng)用