气井内部挖潜工艺技术

　　　　李季:低产气井柱塞气举与地面增压组合工艺技术及配套工具　　37

低产气井柱塞气举与地面增压组合工艺技术及配套工具

编译:李季(西南油气田分公司采气工程研究院)审校:向雪琳(川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院)

为了更直观地加以说明,选择了地面环境作业计算

条件(产出的天然气温度选定为10℃,该条件为该区块典型地面条件

)。

　　摘要　柱塞气举和地面增压是天然气井排水的两种常用方法。加拿大西部沉积盆地气井的平均产量日益衰竭,单独采用这两种方法进行排水已经不能满足多数气井的排水要求。通过使用新型工具和创新工艺,把柱塞气举和地面增压这两种方法结合起来,可解决大多数低产气井排水难的问题,且作业成本较低。

关键词　低产气井　排水　柱塞气举　地面增压

DOI:1013969/j.issn.10022641X120091071010

1　引言

多年来,增效作用,难度和挑战。

为了更好地了解低产气井地面增压和柱塞气举组合排水的优点以及所采用的工具和工艺,有必要了解以下几个方面:①井筒积液的形成及其对产量的影响;②低产气井常用排水工艺(包括柱塞气举排水、地面增压排水和天然气回注排水);③组合排水工艺的增效作用、难点及其配套工具研究。

(地通常情况下,如果产出的天然气产量低于携液临界流量,那么就会出现井筒积液,即产出液不能被有效举升出井筒,逐渐在井筒内聚集。井筒积液常常导致紊流和段塞流出现,并降低气井产量。若不及时排水,积液将导致气井停产,即使气井仍继续产气,其产气量将远远低于积液前的产量。

3　低产气井常用排水工艺

311　柱塞气举排水工艺

2　井筒积液形成原因及对产量的影响

Lea等人认为“产出的天然气无法将产出液排

出井筒,其主要原因是气井井筒积液”。气体携液

临界流速在一定条件下可换算成携液临界流量,对于生产井,可通过这个临界流量值计算积液点深度,即若天然气产量低于该值,那么产出的天然气将没有能量举升产出液。计算携液临界流量有多种方法,但是确定携液临界流量最关键的变量是计算气体流速的参数:天然气产量、天然气所通过油管的内径、天然气流压和天然气温度。这些参数在生产井不同井段会发生改变,因此携液临界流量同样会变化。图1中实线为采用60mm油管的某天然气井在地面条件下计算的临界流量与油管流压的函数关系。若具体井下条件未知,且不能对各井筒进行模拟的前提下,不能计算一定井深的临界流量,

柱塞的主要作用是为气液提供一个“半密封”界面,使气体在低于携液临界流量的条件下也能够举升柱塞,并同时举升一段液柱。柱塞气举系统能够有效工作所要求达到的产量取决于多个参数,包括流压、油管内径和气体温度,这些参数同样决定了携液临界流量。但是产量还受其他因素影响,如产液量、井深、柱塞密封效率等。因此,若气井安装了柱塞气举系统,就不能对气井动态作出精确预测。在较短关井时间内,对井筒进行憋压,如果要使柱塞获得高效,则对流量有一定要求,如图1中虚线所示,假设前提是在一定产液量和井深条件下,柱塞作高效往复运动,所产生的液柱较小。注意,图中的产量是在地面条件下的产量,只作讨论之用,并非准确数据,低于图1的产量也是可行的,但是很有可能需要较长时间关井,保证有足够能量使柱塞作往复运动。将两条曲线对比分析可以看出,在低于携液临界流量条件下,柱塞气举仍能