氣田柱塞排水采氣工藝研究與應用

田一茗 鄧林 趙一丁 王競勇 游雨奇

摘要：在油氣資源的開采過程中，氣田柱塞排水采氣工藝的應用，對于改善中淺層氣藏的生產穩定性具有重要的意義。本文以某中淺層氣藏在生產過程中，使用的柱塞排水采氣工藝進行分析，通過對該工藝應用的原理，模型設置，進一步明確了該工藝應用的效果。

關鍵詞：氣田;柱塞排水采氣工藝;應用

前言：

在某氣田的開采過程中，隨著產量的不斷增大，中淺層氣藏的開采中，存在的壓力下降、含水率增高等問題越發嚴重，產生的積液氣井，不僅影響著氣田的正常產能，也為氣體的穩定生產造成了一定的威脅。為此，在該氣田中，使用了柱塞排水采氣工藝，對產生的井筒積液現象進行處理，并受到了明顯的效果。

一、柱塞排水采氣原理及應用現狀

（一）原理

柱塞排水采氣技術的應用原理，是利用油、套環空的過程中，儲集的氣體產生的推動作用，向上不斷做柱塞運動，在被舉升的液體、氣體之間產生分隔作用，組織氣體的上竄、液體的回落，提高舉升效率，減少積液。在具體的工藝應用過程中，分為兩個階段。第一個階段為關井復壓。在這個階段的工作中，主要是為恢復氣井能量。將地層中生成的氣體，聚集在油套環空中，液體流入油管中。在聚集氣體不斷增多的過程中，套壓開始不斷增高，能夠更好的保證柱塞、液柱的舉升。第二個階段為開井排液。在這個階段的工作中，在油套環空中聚集的氣體，進入到油管中，推動內部的柱塞不斷向井口移動，直到將液體排出井筒。兩個工作階段是自動循環的過程，在不斷循環的應用中，實現了排水采氣的效果[1]。

（二）氣井現狀

該氣井在整體的構造上，呈現出背斜構造。受到早期的基巖升高、晚期的沖段褶皺等作用控制影響，呈現出深淺兩種不同的內部構造現象。其中氣層主要集中在中淺層的構造中。在氣田的開發過程中，根據中淺層的氣藏資源現象，使用了兩種開放的方案，將儲層的性質、厚度、儲量等因素進行分析，對儲層進行了分類。其中中淺層氣層儲藏占比高達近90%，是此次開展柱塞工藝應用的主要儲層。在該儲層中，日產水量近140方，單井日產水量在1.3方左右，井筒內液面平均高360米左右，積液氣井達到106口。

二、氣田柱塞排水采氣工藝試驗研究

（一）模擬運行分析

在試驗的氣井中，通過對油管內放置一個柱塞，形成氣體和液體之間的機械界面，經過底層和套管中儲集天然氣的推動作用，將柱塞不斷從井底向上推動，通過使用柱塞的方式，阻擋液體下沉，減少滑脫現象，能夠有效的提升舉升的效率，實現氣井排水的應用效果。

（二）選井分析

在該工藝應用的試驗過程中，對于具體試驗的氣井進行了選擇。重點選擇了具有一定產氣能力的氣井，并且在試驗的過程中，根據該氣井的實際生產情況，對生產參數進行了重新的設置。其中氣井的儲層要保持能量充足，并且具有自噴、間噴的能力。井底的靜壓設置超過2.27MPa/1000m、氣液比要超過500m3/m3/100m、荷載系數控制在0.5之內，井深小于2000米，產液量小于20m3/d。同時，在該氣井中，油管的管壁是規則干凈的。

（三）柱塞工具對比實驗

在該工藝應用的過程中，對于選擇使用的柱塞工具，進行了舉升模擬實驗。在實驗中，產氣量在低于7m3/h（實際井況下84000m3/d）的情況下，使用棒狀的柱塞工具效果更突出。在超過7m3/h的情況下，使用襯墊式的柱塞工具效果更好。其中棒狀柱塞工具的應用中，通過湍流密封，上升回落的速度更快;使用襯墊式的柱塞工具，密封性突出，摩擦阻力大，上升回路歐的速度較慢。

（四）柱塞工藝優化設計

通過該工藝在具體的試驗應用過程中，運行的周期、開井的時間、開井套壓、關井時間、關井套壓等各種因素的應用，對該工藝的應用進行了不斷的優化處理。對于具體的柱塞工作過程中，氣液的比例、產水量等進行了最佳選擇，提高了柱塞排液工藝應用的效果。

（五）柱塞舉升效率影響因素

在該工藝應用的試驗過程中，對柱塞舉升效率的影響因素進行了分析。其中主要的因素有舉升氣量、產液量、關井時間等。其中在產液量保持為9m3/d的情況下，舉升的效率最高。除此之外，排出液量、舉升效率、套壓、油壓對于該工藝的應用也具有一定的影響作用。

三、氣田柱塞排水采氣工藝應用效果

在該氣田中，針對中淺層氣井的地質條件，生產條件，最終選擇在8口符合條件的氣井中，應用了該柱塞排水采氣工藝。對試驗的8口氣井排水效果進行分析的過程中，柱塞的效果在不斷提高。其中安裝柱塞工具之后，氣井的單日增水量達到了1.3方，共實現了累計增氣230萬方。柱塞的工藝應用效果突出。

從中可以看出，該工藝應用的氣井中，經過兩次開關井制度的優化處理，實現了增產的效果。通過在該氣田中使用柱塞排水采氣工藝，有效的改善了當前改氣田中存在的問題，在使用該工藝改良的8口氣井中，累積增加產氣量230萬方，實現了突出的增產增效。同時，在該工藝應用的過程中，為更好的發揮出柱塞工藝的應用效果，對影響該柱塞工藝的不同因素進行去面的分析，分析了主要因素、次要因素等，然后使用了柱塞+泡排的方式，對之前的柱塞工藝進行了改良和優化處理，有效的提高了柱塞效果。對其它類似氣田的開采問題處理提供了有效的借鑒。

結語：

總之，文章通過對某氣田在實際開采過程中，中淺層儲層中存在的開采問題，使用了柱塞排水工藝進行應用。結合具體的氣井開采情況，選擇試驗的方式，從氣井的模擬運行、選井規格數據、柱塞工具、工藝設計、影響因素等幾個方面，全面的分析了該工藝應用的效率，通過數據的驗證，證明了該工藝應用的突出效果。在今后的實際應用過程中，還需要結合具體的氣井情況，儲層情況，科學設計，合理規劃，確保該項工藝的高效應用，提高氣田的開采水平。

參考文獻：

[1]李宇. 泡沫排水采氣工藝在皮家氣田的應用[J]. 遼寧化工，2021，50（06）：898-900+928.