智能柱塞氣舉排水采氣在蘇里格西區應用研究

張剛，常鵬旭，王小佳，李艷，孟嘉益

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內蒙古烏審旗017300；2.中國石油長慶油田分公司第六采氣廠，陜西西安717507）

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智能柱塞氣舉排水采氣在蘇里格西區應用研究

張剛1，常鵬旭2，王小佳1，李艷1，孟嘉益1

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內蒙古烏審旗017300；2.中國石油長慶油田分公司第六采氣廠，陜西西安717507）

蘇里格氣田西區開采以來，部分氣井已進入生產中、后期，壓力和產能普遍偏低，不能滿足氣井生產的連續攜液要求，導致部分氣井井底或井筒內產生積液，嚴重影響氣井正常生產。目前蘇里格氣田西區引入MI智能柱塞氣舉排水采氣系統，通過分析柱塞氣舉排水采氣系統的特點，結合在蘇西區塊的試驗效果，評價其工藝適用性與經濟效益，分析其優缺點。

蘇里格西區；排水采氣；柱塞氣舉；制度優化

蘇西區塊平均單井產量僅為0.491 6×104m3，而平均水氣比高達0.93m3/104m3，平均套壓9.37MPa，壓降速率為0.019 3 MPa/d。

因此蘇西區塊氣井較其他區塊整體表現為：高壓、低產量、高產水。

1　氣井積液分析

氣井在生產壽命過程中都會出現出液的問題，井筒積液現象是無法避免的，只是什么時候出現，出現的問題有多嚴重。一般來講，當氣井的氣體速率小于將液體攜出的臨界速率時就會出現積液現象，臨界攜液速率主要與油管尺寸，井口流壓等參數有關。氣井出液過程一般分為霧狀流，環狀流，段塞流，泡狀流四個階段。一旦氣井產水，提產帶液或優化生產制度是最常見、最經濟的一種做法。

據國外的文獻資料顯示，通常3 000 m深的氣井，液柱從井底運行到井口時，將滑脫超過63%（15%～21%/1 000m）。滑脫損失越大，則需要更多的氣量和壓力來舉升隨后地層產出的水。

2　柱塞氣舉原理及MI智能柱塞系統簡介

2.1柱塞氣舉原理

柱塞氣舉排水采氣工藝是利用氣井自身的高壓氣體能量推動油管內的柱塞進行舉水［1，2］，利用柱塞在舉升氣和采出液之間形成機械界面，從而有效防止氣體上竄和液體滑脫，增加舉升效率。

柱塞氣舉機理：柱塞舉升相當于沖程很長的氣動泵，即把整個管柱作為泵筒，柱塞作為活塞，利用本井氣或補充氣源把柱塞連同液柱一起從井底舉升到地面。

2.2柱塞氣舉工藝特點

（1）與泡排、氣舉相比，柱塞氣舉在氣液之間形成機械界面，克服了氣液密度差問題，實現高效舉液；

（2）一次性安裝后，在地面控制器的控制下自動舉液，有效節約生產管理成本；

（3）氣井生產動態會改變，可通過調整開關井時間和控制壓力、流量，實現對柱塞氣舉工作狀態調整，保證柱塞氣舉排水采氣有效時間；

（4）排液后直至井筒積液到一定程度后再次排液，可以通過自動控制，使井筒處在積液最少狀態，最大程度上實現優化生產。

2.3MI智能柱塞排水采氣系統

2015年蘇西區塊引進MI智能柱塞排水采氣系統。針對蘇西區塊氣井低產、高產水特征，為有效管理氣井，大力推廣智能柱塞氣舉排水采氣措施，通過遠程控制、數據傳輸、分析優化、氣井監測報警等功能的遠程監控軟件，實現了柱塞氣舉實時調參、遠程自動控制，降低了人為現場操作，排水采氣效果明顯。

遠程監控平臺實現了氣井遠程實時調參和管理，提高了措施效率，節省人力物力，特別適用于致密氣田區域面積廣、井多、人少的開發現狀。

表1　蘇西區塊柱塞氣舉試驗井措施前后對比表

3　柱塞氣舉試驗效果

3.1蘇西區塊柱塞氣舉選井要求

（1）直井或小斜度井（井斜≤60°）；

（2）氣液比480m3/m3（62mm，3 000m）；

（3）最大產水量≤25m3/d（φ62.0 mm）；

（4）自噴井或間噴井；

（5）油管內徑一致且光滑暢通；

（6）常用油管內徑為φ62.0mm或φ50.8 mm。

結合蘇里格西區特點，選取柱塞氣舉井條件為：

（1）使用過泡排措施效果不明顯的井；

（2）由于間歇規律管理不佳引起的水淹井；

（3）積液比較嚴重但還是可以正常生產的井，通常這種井由于能量充足安裝柱塞后效果會非常好；

（4）生產氣液比大于230m3/m3/km。

3.2試驗效果分析

從2012年開始，在蘇48井區建立了數字化柱塞氣舉排水采氣示范區，初期投產10口試驗井，截止2015年12月31日，蘇西區塊共有柱塞氣舉試驗井53口，年累計增產氣量1 127.041 2×104m3。其中2015年新投產柱塞氣舉試驗井30口，累計增產氣量729.280 ×104m3（見表1）。

由表1可以看出，試驗后氣井平均套壓降低了4.10 MPa，氣井日均產氣量增加0.246 6×104m3，排水采氣增產效果明顯。其中試驗前產氣量大于0.5×104m3/d的氣井，增產氣量為0.111 7×104m3/d，增幅為21.13%；產氣量介于0.1×104m3/d～0.5×104m3/d的氣井，增產氣量0.110 1×104m3/d，增幅75%；產氣量小于0.1×104m3/d的氣井，增產氣量0.092 9×104m3/d，增幅108.25%。對比分析得出：柱塞氣舉措施適合蘇西區塊低產積液氣井，對0.5×104m3/d以下積液井排水采氣效果良好。

3.3效果適用性評價

對比蘇西各類排水采氣措施，柱塞氣舉產出投入比最高，適用于低產低效井，具有規模推廣應用前景；傳統觀念認為泡沫排水采氣是最經濟最有效排水采氣措施，但是通過對比分析，柱塞氣舉是最經濟、最有效的排水采氣措施（見表2）。

表2　蘇西區塊排水采氣工藝對比表

因此針對蘇里格氣田西區低產低效井逐年增多，建議規模推廣應用智能柱塞氣舉排水采氣措施。

［1］張文星，等.蘇里格氣田柱塞氣舉工藝的優化研究［J］.重慶科技學院學報，2008，10（4）：23-29.

［2］張榮軍，喬康.柱塞氣舉排水采氣工藝技術在蘇里格氣田的應用［J］.鉆采工藝，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

張剛，男（1990-），助理工程師，主要從事天然氣開發及氣井管理工作。