气田柱塞排水采气工艺研究与应用

田一茗 邓林 赵一丁 王竞勇 游雨奇

摘要：在油气资源的开采过程中，气田柱塞排水采气工艺的应用，对于改善中浅层气藏的生产稳定性具有重要的意义。本文以某中浅层气藏在生产过程中，使用的柱塞排水采气工艺进行分析，通过对该工艺应用的原理，模型设置，进一步明确了该工艺应用的效果。

关键词：气田;柱塞排水采气工艺;应用

前言：

在某气田的开采过程中，随着产量的不断增大，中浅层气藏的开采中，存在的压力下降、含水率增高等问题越发严重，产生的积液气井，不仅影响着气田的正常产能，也为气体的稳定生产造成了一定的威胁。为此，在该气田中，使用了柱塞排水采气工艺，对产生的井筒积液现象进行处理，并受到了明显的效果。

一、柱塞排水采气原理及应用现状

（一）原理

柱塞排水采气技术的应用原理，是利用油、套环空的过程中，储集的气体产生的推动作用，向上不断做柱塞运动，在被举升的液体、气体之间产生分隔作用，组织气体的上窜、液体的回落，提高举升效率，减少积液。在具体的工艺应用过程中，分为两个阶段。第一个阶段为关井复压。在这个阶段的工作中，主要是为恢复气井能量。将地层中生成的气体，聚集在油套环空中，液体流入油管中。在聚集气体不断增多的过程中，套压开始不断增高，能够更好的保证柱塞、液柱的举升。第二个阶段为开井排液。在这个阶段的工作中，在油套环空中聚集的气体，进入到油管中，推动内部的柱塞不断向井口移动，直到将液体排出井筒。两个工作阶段是自动循环的过程，在不断循环的应用中，实现了排水采气的效果[1]。

（二）气井现状

该气井在整体的构造上，呈现出背斜构造。受到早期的基岩升高、晚期的冲段褶皱等作用控制影响，呈现出深浅两种不同的内部构造现象。其中气层主要集中在中浅层的构造中。在气田的开发过程中，根据中浅层的气藏资源现象，使用了两种开放的方案，将储层的性质、厚度、储量等因素进行分析，对储层进行了分类。其中中浅层气层储藏占比高达近90%，是此次开展柱塞工艺应用的主要储层。在该储层中，日产水量近140方，单井日产水量在1.3方左右，井筒内液面平均高360米左右，积液气井达到106口。

二、气田柱塞排水采气工艺试验研究

（一）模拟运行分析

在试验的气井中，通过对油管内放置一个柱塞，形成气体和液体之间的机械界面，经过底层和套管中储集天然氣的推动作用，将柱塞不断从井底向上推动，通过使用柱塞的方式，阻挡液体下沉，减少滑脱现象，能够有效的提升举升的效率，实现气井排水的应用效果。

（二）选井分析

在该工艺应用的试验过程中，对于具体试验的气井进行了选择。重点选择了具有一定产气能力的气井，并且在试验的过程中，根据该气井的实际生产情况，对生产参数进行了重新的设置。其中气井的储层要保持能量充足，并且具有自喷、间喷的能力。井底的静压设置超过2.27MPa/1000m、气液比要超过500m³/m³/100m、荷载系数控制在0.5之内，井深小于2000米，产液量小于20m³/d。同时，在该气井中，油管的管壁是规则干净的。

（三）柱塞工具对比实验

在该工艺应用的过程中，对于选择使用的柱塞工具，进行了举升模拟实验。在实验中，产气量在低于7m³/h（实际井况下84000m³/d）的情况下，使用棒状的柱塞工具效果更突出。在超过7m³/h的情况下，使用衬垫式的柱塞工具效果更好。其中棒状柱塞工具的应用中，通过湍流密封，上升回落的速度更快;使用衬垫式的柱塞工具，密封性突出，摩擦阻力大，上升回路欧的速度较慢。

（四）柱塞工艺优化设计

通过该工艺在具体的试验应用过程中，运行的周期、开井的时间、开井套压、关井时间、关井套压等各种因素的应用，对该工艺的应用进行了不断的优化处理。对于具体的柱塞工作过程中，气液的比例、产水量等进行了最佳选择，提高了柱塞排液工艺应用的效果。

（五）柱塞举升效率影响因素

在该工艺应用的试验过程中，对柱塞举升效率的影响因素进行了分析。其中主要的因素有举升气量、产液量、关井时间等。其中在产液量保持为9m³/d的情况下，举升的效率最高。除此之外，排出液量、举升效率、套压、油压对于该工艺的应用也具有一定的影响作用。

三、气田柱塞排水采气工艺应用效果

在该气田中，针对中浅层气井的地质条件，生产条件，最终选择在8口符合条件的气井中，应用了该柱塞排水采气工艺。对试验的8口气井排水效果进行分析的过程中，柱塞的效果在不断提高。其中安装柱塞工具之后，气井的单日增水量达到了1.3方，共实现了累计增气230万方。柱塞的工艺应用效果突出。

从中可以看出，该工艺应用的气井中，经过两次开关井制度的优化处理，实现了增产的效果。通过在该气田中使用柱塞排水采气工艺，有效的改善了当前改气田中存在的问题，在使用该工艺改良的8口气井中，累积增加产气量230万方，实现了突出的增产增效。同时，在该工艺应用的过程中，为更好的发挥出柱塞工艺的应用效果，对影响该柱塞工艺的不同因素进行去面的分析，分析了主要因素、次要因素等，然后使用了柱塞+泡排的方式，对之前的柱塞工艺进行了改良和优化处理，有效的提高了柱塞效果。对其它类似气田的开采问题处理提供了有效的借鉴。

结语：

总之，文章通过对某气田在实际开采过程中，中浅层储层中存在的开采问题，使用了柱塞排水工艺进行应用。结合具体的气井开采情况，选择试验的方式，从气井的模拟运行、选井规格数据、柱塞工具、工艺设计、影响因素等几个方面，全面的分析了该工艺应用的效率，通过数据的验证，证明了该工艺应用的突出效果。在今后的实际应用过程中，还需要结合具体的气井情况，储层情况，科学设计，合理规划，确保该项工艺的高效应用，提高气田的开采水平。

参考文献：

[1]李宇. 泡沫排水采气工艺在皮家气田的应用[J]. 辽宁化工，2021，50（06）：898-900+928.