柱塞气举排水采气工艺关键技术探讨

宋洁

西安石油大学石油工程学院　陕西　西安　710065

摘要：本文以柱塞气举排水采气工艺为研究对象，分析了该工艺原理，探讨了工艺实施中涉及的关键技术。关键词：排水采气工艺　柱塞气举　关键技术　工艺原理

Plunger gas lift drainage gas recovery process

Song Jie

College of petroleum engi neering,Xi'an Petrol eumUniversity Xi'an Shaanxi 710065

Abstract：This article describes the principle and key technologies of plunger gas lift drainage gas recovery process.Key words：drainage gas recovery；plunger gas lift；key technology；principle在21世纪，天然气作为一种清洁能力，在世界范围内受到普遍欢迎并得到了广泛应用。随着社会生产生活对天然气需求的逐步提高，如何在安全环保条件下提高气田产能已经成为我国当前面临的一个重大课题。气体在时间单元内的参数是守恒的，然后建立柱塞方程式和液体断塞方程式。2.2　柱塞气举优化计算

在柱塞气举排水采气工艺实践操作中，为使柱塞气举正常并提高采收效率，需要分析影响柱塞气举的各个参数，并进行优化设计。在这里，优化设计的对象指的是可控因素，主要包括井口油压、套压、井筒积液高度等。优化设计程序在整个设计过程中，柱塞气举动力模型和柱塞气举数学模型的建立是两个关键问题，前文对柱塞气举动力模型已经有所探讨，下面将分析柱塞气举数学模型，得到最小套压、柱塞运动周期、柱塞最大下深等参数。最小套压：在柱塞运行中，环空中气体流速一般较低，可以忽略不计其产生的摩擦阻力。如果柱塞下中只有单向气体流动，在运行中通常不会出现静气柱压力差别，可以对此忽略不计。对此，建立最小套压的数学模型，如式（1）所示。 （1）柱塞运动周期：柱塞每天的运动周期数学模型，如式（2）所示。 （2）柱塞最大下深：确定柱塞在井下的工作条件，一般为A=72（m3/m3）/305m。之后，根据气井生产时的气液测比确定柱塞最大下深的数学模型，如式（3）所示。 （3）利用以上数学模型得到柱塞气举运行过程中的相关参数，对柱塞气举运行进行优化设计，以降低这些因素对柱塞气井排水采气工艺运行的不利影响，保障相关运行工作正常，高效率地完成天然气开采工作。1　柱塞气举排水采气工艺原理

柱塞气举排水采气工艺，是一种利用间歇开关井的方式积攒储层能量，进而通过推动内柱塞上下往复运动排出井筒积液进行天然气开发的排水釆气方法。其工艺原理：柱塞在自身重力影响下，自动沉没到安装在生产管柱底部的卡定器上，然后同时关井。在柱塞下方和油套环空中天然气逐渐聚集，恢复井底天然气能量。在井底压力加大到一定数值情况下，打开井口阀门。之后，油套环空中的天然气在压差作用下进入，凭借自身能量使柱塞及其上方液体同时向上升起，从而液体排除井筒，产出天然气。在天然气产出后，气井依然可以持续生产。当井底重新积液、聚集起来的天然气能量得以释放时，柱塞气举排水采气才正式完成一个周期。结束后，关闭井口，柱塞将会自动落在卡定器顶部，开始下一个工作周期。作为一种采气方法，柱塞气举排水采气工艺在实际应用中有着明显优势，具体包括：（1）安装维修方便，通过对原生产流程设备的改造便可以实现柱塞气举排水采气；（2）运行成本较低；（3）有效减少滑脱损失，产生良好的气举效率，提高日产气量；（4）气井管理相对便捷。2　柱塞气举排水采气工艺中的关键技术2.1　建立气举动力模型

在柱塞气举排水采气工艺应用于天然气开采时，先要通过气举动力模型分析生产井的具体情况和相关参数，据此编制气井的柱塞气举排水采气工作制度和运行程序，然后将相关的运行程序输入到井口控制器，选择适合于该气井的柱塞。在柱塞投入气井后，按照已经确定的工作制度，对井口进行打开、关闭控制，使柱塞按照程序反复完成每一个工作周期，高质量完成天然气开采作业。在这一过程中，建立气举动力模型是关键，因为通过气举动力模型才能掌握柱塞气举排水采气工艺的运行过程、相关参数及其变化、相互影响等，准确反映塞气举工艺实施过程和动态特征，为柱塞气举排水采气工作制度和运行程序的编制提供可靠依据。建立气举动力模型时，要以柱塞气举周期性运动规律为依据，同时结合井筒中上行、续流生产、下行三个阶段的动态特征，充分考虑气体流入井筒，再流出井筒所带来的影响。在综合考虑以上条件后，基于质量守恒原理假定3　结束语

柱塞气举排水采气工艺在天然气开采中表现出了明显优势，不仅利于提高日产气量，还能降低运行成本与作业成本，达到降本增效的效果，为开采企业带来巨大的经济效益。为此，天然气田开采企业可以积极研究应用这一种开采方法，优化传统的天然气开采方法，提高气田采收效益。在柱塞气举排水采气工艺应用过程中，要科学合理地建立柱塞气举动力模型和柱塞气举数学模型，得到柱塞气举运行过程中的有关参数，为柱塞气举运行程序和工作计划编制提供依据。参考文献

[1]田宝.柱塞气举排水采气工艺关键技术研究[D].重庆：西南石油大学，2015.

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