氣田柱塞排水采氣工藝研究與應(yīng)用

田一茗 鄧林 趙一丁 王競勇 游雨奇

摘要：在油氣資源的開采過程中，氣田柱塞排水采氣工藝的應(yīng)用，對于改善中淺層氣藏的生產(chǎn)穩(wěn)定性具有重要的意義。本文以某中淺層氣藏在生產(chǎn)過程中，使用的柱塞排水采氣工藝進(jìn)行分析，通過對該工藝應(yīng)用的原理，模型設(shè)置，進(jìn)一步明確了該工藝應(yīng)用的效果。

關(guān)鍵詞：氣田;柱塞排水采氣工藝;應(yīng)用

前言：

在某氣田的開采過程中，隨著產(chǎn)量的不斷增大，中淺層氣藏的開采中，存在的壓力下降、含水率增高等問題越發(fā)嚴(yán)重，產(chǎn)生的積液氣井，不僅影響著氣田的正常產(chǎn)能，也為氣體的穩(wěn)定生產(chǎn)造成了一定的威脅。為此，在該氣田中，使用了柱塞排水采氣工藝，對產(chǎn)生的井筒積液現(xiàn)象進(jìn)行處理，并受到了明顯的效果。

一、柱塞排水采氣原理及應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）原理

柱塞排水采氣技術(shù)的應(yīng)用原理，是利用油、套環(huán)空的過程中，儲集的氣體產(chǎn)生的推動作用，向上不斷做柱塞運(yùn)動，在被舉升的液體、氣體之間產(chǎn)生分隔作用，組織氣體的上竄、液體的回落，提高舉升效率，減少積液。在具體的工藝應(yīng)用過程中，分為兩個階段。第一個階段為關(guān)井復(fù)壓。在這個階段的工作中，主要是為恢復(fù)氣井能量。將地層中生成的氣體，聚集在油套環(huán)空中，液體流入油管中。在聚集氣體不斷增多的過程中，套壓開始不斷增高，能夠更好的保證柱塞、液柱的舉升。第二個階段為開井排液。在這個階段的工作中，在油套環(huán)空中聚集的氣體，進(jìn)入到油管中，推動內(nèi)部的柱塞不斷向井口移動，直到將液體排出井筒。兩個工作階段是自動循環(huán)的過程，在不斷循環(huán)的應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)了排水采氣的效果[1]。

（二）氣井現(xiàn)狀

該氣井在整體的構(gòu)造上，呈現(xiàn)出背斜構(gòu)造。受到早期的基巖升高、晚期的沖段褶皺等作用控制影響，呈現(xiàn)出深淺兩種不同的內(nèi)部構(gòu)造現(xiàn)象。其中氣層主要集中在中淺層的構(gòu)造中。在氣田的開發(fā)過程中，根據(jù)中淺層的氣藏資源現(xiàn)象，使用了兩種開放的方案，將儲層的性質(zhì)、厚度、儲量等因素進(jìn)行分析，對儲層進(jìn)行了分類。其中中淺層氣層儲藏占比高達(dá)近90%，是此次開展柱塞工藝應(yīng)用的主要儲層。在該儲層中，日產(chǎn)水量近140方，單井日產(chǎn)水量在1.3方左右，井筒內(nèi)液面平均高360米左右，積液氣井達(dá)到106口。

二、氣田柱塞排水采氣工藝試驗(yàn)研究

（一）模擬運(yùn)行分析

在試驗(yàn)的氣井中，通過對油管內(nèi)放置一個柱塞，形成氣體和液體之間的機(jī)械界面，經(jīng)過底層和套管中儲集天然氣的推動作用，將柱塞不斷從井底向上推動，通過使用柱塞的方式，阻擋液體下沉，減少滑脫現(xiàn)象，能夠有效的提升舉升的效率，實(shí)現(xiàn)氣井排水的應(yīng)用效果。

（二）選井分析

在該工藝應(yīng)用的試驗(yàn)過程中，對于具體試驗(yàn)的氣井進(jìn)行了選擇。重點(diǎn)選擇了具有一定產(chǎn)氣能力的氣井，并且在試驗(yàn)的過程中，根據(jù)該氣井的實(shí)際生產(chǎn)情況，對生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行了重新的設(shè)置。其中氣井的儲層要保持能量充足，并且具有自噴、間噴的能力。井底的靜壓設(shè)置超過2.27MPa/1000m、氣液比要超過500m3/m3/100m、荷載系數(shù)控制在0.5之內(nèi)，井深小于2000米，產(chǎn)液量小于20m3/d。同時，在該氣井中，油管的管壁是規(guī)則干凈的。

（三）柱塞工具對比實(shí)驗(yàn)

在該工藝應(yīng)用的過程中，對于選擇使用的柱塞工具，進(jìn)行了舉升模擬實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，產(chǎn)氣量在低于7m3/h（實(shí)際井況下84000m3/d）的情況下，使用棒狀的柱塞工具效果更突出。在超過7m3/h的情況下，使用襯墊式的柱塞工具效果更好。其中棒狀柱塞工具的應(yīng)用中，通過湍流密封，上升回落的速度更快;使用襯墊式的柱塞工具，密封性突出，摩擦阻力大，上升回路歐的速度較慢。

（四）柱塞工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過該工藝在具體的試驗(yàn)應(yīng)用過程中，運(yùn)行的周期、開井的時間、開井套壓、關(guān)井時間、關(guān)井套壓等各種因素的應(yīng)用，對該工藝的應(yīng)用進(jìn)行了不斷的優(yōu)化處理。對于具體的柱塞工作過程中，氣液的比例、產(chǎn)水量等進(jìn)行了最佳選擇，提高了柱塞排液工藝應(yīng)用的效果。

（五）柱塞舉升效率影響因素

在該工藝應(yīng)用的試驗(yàn)過程中，對柱塞舉升效率的影響因素進(jìn)行了分析。其中主要的因素有舉升氣量、產(chǎn)液量、關(guān)井時間等。其中在產(chǎn)液量保持為9m3/d的情況下，舉升的效率最高。除此之外，排出液量、舉升效率、套壓、油壓對于該工藝的應(yīng)用也具有一定的影響作用。

三、氣田柱塞排水采氣工藝應(yīng)用效果

在該氣田中，針對中淺層氣井的地質(zhì)條件，生產(chǎn)條件，最終選擇在8口符合條件的氣井中，應(yīng)用了該柱塞排水采氣工藝。對試驗(yàn)的8口氣井排水效果進(jìn)行分析的過程中，柱塞的效果在不斷提高。其中安裝柱塞工具之后，氣井的單日增水量達(dá)到了1.3方，共實(shí)現(xiàn)了累計(jì)增氣230萬方。柱塞的工藝應(yīng)用效果突出。

從中可以看出，該工藝應(yīng)用的氣井中，經(jīng)過兩次開關(guān)井制度的優(yōu)化處理，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)的效果。通過在該氣田中使用柱塞排水采氣工藝，有效的改善了當(dāng)前改氣田中存在的問題，在使用該工藝改良的8口氣井中，累積增加產(chǎn)氣量230萬方，實(shí)現(xiàn)了突出的增產(chǎn)增效。同時，在該工藝應(yīng)用的過程中，為更好的發(fā)揮出柱塞工藝的應(yīng)用效果，對影響該柱塞工藝的不同因素進(jìn)行去面的分析，分析了主要因素、次要因素等，然后使用了柱塞+泡排的方式，對之前的柱塞工藝進(jìn)行了改良和優(yōu)化處理，有效的提高了柱塞效果。對其它類似氣田的開采問題處理提供了有效的借鑒。

結(jié)語：

總之，文章通過對某氣田在實(shí)際開采過程中，中淺層儲層中存在的開采問題，使用了柱塞排水工藝進(jìn)行應(yīng)用。結(jié)合具體的氣井開采情況，選擇試驗(yàn)的方式，從氣井的模擬運(yùn)行、選井規(guī)格數(shù)據(jù)、柱塞工具、工藝設(shè)計(jì)、影響因素等幾個方面，全面的分析了該工藝應(yīng)用的效率，通過數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，證明了該工藝應(yīng)用的突出效果。在今后的實(shí)際應(yīng)用過程中，還需要結(jié)合具體的氣井情況，儲層情況，科學(xué)設(shè)計(jì)，合理規(guī)劃，確保該項(xiàng)工藝的高效應(yīng)用，提高氣田的開采水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李宇. 泡沫排水采氣工藝在皮家氣田的應(yīng)用[J]. 遼寧化工，2021，50（06）：898-900+928.