智能柱塞气举排水采气在苏里格西区应用研究

张刚，常鹏旭，王小佳，李艳，孟嘉益

（1.中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗017300；2.中国石油长庆油田分公司第六采气厂，陕西西安717507）



智能柱塞气举排水采气在苏里格西区应用研究

张刚1，常鹏旭2，王小佳1，李艳1，孟嘉益1

（1.中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗017300；2.中国石油长庆油田分公司第六采气厂，陕西西安717507）

苏里格气田西区开采以来，部分气井已进入生产中、后期，压力和产能普遍偏低，不能满足气井生产的连续携液要求，导致部分气井井底或井筒内产生积液，严重影响气井正常生产。目前苏里格气田西区引入MI智能柱塞气举排水采气系统，通过分析柱塞气举排水采气系统的特点，结合在苏西区块的试验效果，评价其工艺适用性与经济效益，分析其优缺点。

苏里格西区；排水采气；柱塞气举；制度优化

苏西区块平均单井产量仅为0.491 6×104m3，而平均水气比高达0.93m3/104m3，平均套压9.37MPa，压降速率为0.019 3 MPa/d。

因此苏西区块气井较其他区块整体表现为：高压、低产量、高产水。

1　气井积液分析

气井在生产寿命过程中都会出现出液的问题，井筒积液现象是无法避免的，只是什么时候出现，出现的问题有多严重。一般来讲，当气井的气体速率小于将液体携出的临界速率时就会出现积液现象，临界携液速率主要与油管尺寸，井口流压等参数有关。气井出液过程一般分为雾状流，环状流，段塞流，泡状流四个阶段。一旦气井产水，提产带液或优化生产制度是最常见、最经济的一种做法。

据国外的文献资料显示，通常3 000 m深的气井，液柱从井底运行到井口时，将滑脱超过63%（15%～21%/1 000m）。滑脱损失越大，则需要更多的气量和压力来举升随后地层产出的水。

2　柱塞气举原理及MI智能柱塞系统简介

2.1柱塞气举原理

柱塞气举排水采气工艺是利用气井自身的高压气体能量推动油管内的柱塞进行举水［1，2］，利用柱塞在举升气和采出液之间形成机械界面，从而有效防止气体上窜和液体滑脱，增加举升效率。

柱塞气举机理：柱塞举升相当于冲程很长的气动泵，即把整个管柱作为泵筒，柱塞作为活塞，利用本井气或补充气源把柱塞连同液柱一起从井底举升到地面。

2.2柱塞气举工艺特点

（1）与泡排、气举相比，柱塞气举在气液之间形成机械界面，克服了气液密度差问题，实现高效举液；

（2）一次性安装后，在地面控制器的控制下自动举液，有效节约生产管理成本；

（3）气井生产动态会改变，可通过调整开关井时间和控制压力、流量，实现对柱塞气举工作状态调整，保证柱塞气举排水采气有效时间；

（4）排液后直至井筒积液到一定程度后再次排液，可以通过自动控制，使井筒处在积液最少状态，最大程度上实现优化生产。

2.3MI智能柱塞排水采气系统

2015年苏西区块引进MI智能柱塞排水采气系统。针对苏西区块气井低产、高产水特征，为有效管理气井，大力推广智能柱塞气举排水采气措施，通过远程控制、数据传输、分析优化、气井监测报警等功能的远程监控软件，实现了柱塞气举实时调参、远程自动控制，降低了人为现场操作，排水采气效果明显。

远程监控平台实现了气井远程实时调参和管理，提高了措施效率，节省人力物力，特别适用于致密气田区域面积广、井多、人少的开发现状。

表1　苏西区块柱塞气举试验井措施前后对比表

3　柱塞气举试验效果

3.1苏西区块柱塞气举选井要求

（1）直井或小斜度井（井斜≤60°）；

（2）气液比480m3/m3（62mm，3 000m）；

（3）最大产水量≤25m3/d（φ62.0 mm）；

（4）自喷井或间喷井；

（5）油管内径一致且光滑畅通；

（6）常用油管内径为φ62.0mm或φ50.8 mm。

结合苏里格西区特点，选取柱塞气举井条件为：

（1）使用过泡排措施效果不明显的井；

（2）由于间歇规律管理不佳引起的水淹井；

（3）积液比较严重但还是可以正常生产的井，通常这种井由于能量充足安装柱塞后效果会非常好；

（4）生产气液比大于230m3/m3/km。

3.2试验效果分析

从2012年开始，在苏48井区建立了数字化柱塞气举排水采气示范区，初期投产10口试验井，截止2015年12月31日，苏西区块共有柱塞气举试验井53口，年累计增产气量1 127.041 2×104m3。其中2015年新投产柱塞气举试验井30口，累计增产气量729.280 ×104m3（见表1）。

由表1可以看出，试验后气井平均套压降低了4.10 MPa，气井日均产气量增加0.246 6×104m3，排水采气增产效果明显。其中试验前产气量大于0.5×104m3/d的气井，增产气量为0.111 7×104m3/d，增幅为21.13%；产气量介于0.1×104m3/d～0.5×104m3/d的气井，增产气量0.110 1×104m3/d，增幅75%；产气量小于0.1×104m3/d的气井，增产气量0.092 9×104m3/d，增幅108.25%。对比分析得出：柱塞气举措施适合苏西区块低产积液气井，对0.5×104m3/d以下积液井排水采气效果良好。

3.3效果适用性评价

对比苏西各类排水采气措施，柱塞气举产出投入比最高，适用于低产低效井，具有规模推广应用前景；传统观念认为泡沫排水采气是最经济最有效排水采气措施，但是通过对比分析，柱塞气举是最经济、最有效的排水采气措施（见表2）。

表2　苏西区块排水采气工艺对比表

因此针对苏里格气田西区低产低效井逐年增多，建议规模推广应用智能柱塞气举排水采气措施。

［1］张文星，等.苏里格气田柱塞气举工艺的优化研究［J］.重庆科技学院学报，2008，10（4）：23-29.

［2］张荣军，乔康.柱塞气举排水采气工艺技术在苏里格气田的应用［J］.钻采工艺，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

张刚，男（1990-），助理工程师，主要从事天然气开发及气井管理工作。