探究柱塞气举排水采气中柱塞的改造

刘辉 杨全蔚 陈晨 王磊 常霞 曹国佳 常玉婷

《气举采油工艺技术》一书介绍了气举采油基本常识、气举设计基础、各种气举方式的工具和故障检测，以及气举技术的扩展应用，为采油气工作提供理论指导。

生产井井底在渗出积液时，通常会出现不安稳的段塞流，积液如不能合理有效排出，就会积压在井底，造成气井的生产下降。筒内压力值会随着液体存留的时间变长而增加，压力值越高，液体对气层的回压就越严重，导致产能越低，积液存留时间越长，积液含量越高，严重时可能造成停产，甚至导致气井报废。产量高的气井，在使用时会应用大直径的油管进行生产，这样的气井在开始应用时会出现井底积液现象，产量低的气井会随着使用时间的时长产生积液存留现象，容易渗透的地层结构地区的气井更加会出现积液现象。所以，不管气井渗透率是高是低，只要有渗出性，最终都导致井底积液存留，影响产能，破坏气井。

柱塞气举设备是现今优效的排水采气技术，使用方式是在气井油管内放置柱塞装置，对气井产出的气体和积液界面进行分离，在气井自身推动下，柱塞上下进行往复运动，一次一次的举升，排出积液，实现周期性举液，拥有排出积水和采气的能力，让气井达到正常生产使用目的。这个设备主要由井下工具，井口装置，和远程智能控制系统组成。优点：柱塞需要的举升功能，由气井地层出现的压力自行完成，省去了外部添加动力设备的麻烦。设备自动控制，应用时简单，有安全，维护也方便，节省了大量人力资源。排液效率高，采用防液体回流结构，防止柱塞上部液体回流，顶部积液能够及时有效排出井口，智能程度高，可以智能自动采集油耗压，柱塞运行数据，拥有自动实施调节柱塞运行的系统制度，减少了员工日常管理的工作。检测准确度高，自动检测柱塞运行。此设备成本低，工艺简单化，投入产出比高。缺点：柱塞与油管间没有间隙，在油管内下降时，受到的摩擦力，托举力的影响，下落速度过慢，导致柱塞回落到井底的用时比较长。柱塞的举升能力是需要定期关闭生产井而正常运行的，需要在井底积压积攒足够时间的能量，才能使柱塞再次得到有效的举升功能，这样就会严重影响产能。井口地面上的设备装置，比较复杂，占地面积较大。柱塞气举排水采气设备在运行过程中，柱塞每次出油管，水量较大，积液在排出来以后，井口马上会产生压力，对设备运行有着很大影响。

柱塞改造成橡膠密封机构后，可有效减少原有柱塞的部分问题。在油管内运行时，橡胶是收缩的，可加大和油管间隙，这样可在井底积水产生段塞流，产气量不足的时候，在油筒内自主下降，可不用关闭生产井，让柱塞气举继续工作生产，更可加快下落速度，提高运行效率。柱塞回到缓冲卡定器装置后，积液会没过柱塞，液体压力的作用下胶桶会压缩，致使胶皮扩张，让油管壁和柱塞贴近密封，这样的情况下可以有效防止液体回流。于此同时，地层压力得到还原，可成功将柱塞托举上升出井口。有效避免滑脱的同时，也增加了柱塞上下运行时的压力值，转换为升举力。还可以依据井底压力情况，给柱塞安装限制重量的有效装置，在积液超过限制高度时，自主滑落泄压，防止积液过多，导致举升困难问题。

使用橡胶密封后，柱塞密封性更好，避免了在升举运行过程中液体和气体的滑落。使用橡胶密封后，每次可排出更多液体，增加功能性，减少关井的时长。改造后的柱塞要定期更换胶皮密封机构，防止积液排出量降低的情况发生，影响使用性能。

《气举采油工艺技术》一书概述了各种气举方式的工具和故障检测。改造升级柱塞装置后，可有效提高柱塞气举排水采气设备的运用性能，提高排水采气能力，使气井加快加大生产，在提高产气井产能方面起着重要的作用。