平衡罐自动加注泡排剂工艺研究与应用*

马海宾 冯朋鑫 王宪文 茹志娟 柳 肯 高仕举

（1.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室2.中国石油长庆油田公司苏里格气田研究中心3.中国石油长庆油田公司第三采气厂）

平衡罐自动加注泡排剂工艺研究与应用*

马海宾1，2冯朋鑫1，2王宪文1，2茹志娟1，2柳 肯1，3高仕举1，2

（1.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室2.中国石油长庆油田公司苏里格气田研究中心3.中国石油长庆油田公司第三采气厂）

针对苏里格气田气井泡沫排水采气人工加注成本高、劳动强度大等难点，进行了天然气井平衡罐自动加注泡排剂技术应用研究。该工艺是将平衡罐与气井井筒通过高压软管连接成同一压力系统，且平衡罐重心高于采气树套管阀门，泡排液依靠重力作用自动加注到油套环空中，同时，地面安装远程控制阀，实现了远程控制自动加注泡排剂的功能，大大提高了工作效率。图7表4参5

平衡罐能量守恒定律重力势能动能

0 引言

随着苏里格气田的开发，需要采取泡排措施的气井大量增加，液体起泡剂需要人工井口加注，且苏里格气田地区地表主要为沙漠覆盖，井与井之间大多道路艰难距离较远，因此正常泡排作业与人员劳动强度大、操作费用高、安全性低的矛盾显得尤为突出。设计平衡罐实现泡排剂的自动加注，能有效节省人力，确保泡排措施的有效性，提高工作效率[1-5]。

1 平衡罐加注泡排剂理论及结构研究

1.1 平衡罐加注泡排剂工艺原理

平衡罐加注泡排剂工艺系统如图1所示，其主要加注原理是根据能量守恒定律，即将平衡罐与气井的油套环空用软管相连形成同一个压力系统，平衡罐远远高于井筒液面，平衡罐中的泡排剂溶液依靠自身重力进入气井的油套环空中，将重力势能转换为动能。

1.2 平衡罐加注工艺结构组成

平衡罐自动加注泡排剂工艺主要分两部分：平衡罐及其加注软管部分和远程自动控制系统部分。

（1）平衡罐结构

依据上述原理，设计出了平衡罐，其设计压力是16 MPa，容积是0.29 m3，详细参数见表1，该工艺具有远程控制功能，现场安装图见图2。经室内试压试验，将平衡罐压力控制在20 MPa，稳定30 min，平衡罐运行正常，达到了设计压力值目标（图3）。

图1 平衡罐加注泡排剂工艺示意图

图2 平衡罐现场安装图

图3 平衡罐试压曲线图（试验温度11℃）

表1 平衡罐详细参数表

（2)远程控制系统的功能原理

远程控制系统部分包括电磁阀、远程控制箱等（图4、图5、图6），具体运行工艺见图7。

图4 远程控制箱

图5 远程控制系统电路图

图6 电磁阀结构图

图7 远程控制系统运行流程图

零压差电磁阀的工作原理为：当线圈通电，动铁芯吸合，打开主阀塞上的泄压孔，同时带动主阀塞开启，介质流通。故介质无压力主阀塞靠线圈的吸力开启，介质有压力的情况下，主阀塞靠压差开启。

2 现场试验及效果评价

2.1 试验井总体情况

气井产水后，使得流入井的渗流阻力和气液两相管流总能量损失增大，随着水侵的日益加剧和生产的进行，气藏自喷能量减弱［1］。泡沫排水采气工艺由于其工艺最简单、成本最低、现场应用方便等诸多优点，一般成为气田排水采气的首选。为了评价该工艺在苏里格气田的适应性，先后开展了8口井的现场试验，增产效果较好（表2）。

表2 平衡罐加注泡排剂试验数据统计表

2.2 典型井效果分析

A井于2009年11月21日投产，2014年2月后因井筒积液原因将生产制度调整为间开生产，每天平均生产4 h，平均油套压差4.76 MPa，平均日产气量0.2618×104m3/d。自2014年6月19日至7月1日，对该井共加注泡排剂7次，累计加注305 L泡排剂溶液（表3）。

现场试验表明，现场累计加注时间280 min，共加注305 L泡排剂溶液，加注速度大约为65.4 L/h。通过对比分析试验前后数据知：试验过程中的平均油套压差比试验前降低了2.06 MPa,平均日产气量增加了0.4176×104m3/d,平衡罐加注泡排剂试验的增产效果较好（表4）。

表3 平衡罐加注泡排剂试验数据记录表

表4 A井试验效果数据表

3 结论

（1）平衡罐与气井井筒处于一个压力系统时，能够实现依靠重力作用将泡排剂溶液加注到气井井筒的功能。

（2）平衡罐自动加注泡排剂工艺具有操作简单、地面设备的自动化程度高等优点，实现了远程控制系统与泡排剂加注工艺的有效结合，相对于人工加注泡排剂工艺，大大降低了工人的劳动强度。

1李庆军.天然气井泡排棒投放新技术投放应用与研究[J].钻采工艺，2014（3）:67-69.

2杨川东．采气工程［M］．北京:石油工业出版社，1997．

3裘湘澜．气井排水采气工艺原理及应用［J］．油气田地面工程，2010，29（5）:15－16．

4李文魁，周广厚，毕国强，等．涩北气田排水采气优选模式［J］．天然气工业，2009，29（9）:60－63．

5田伟，贾友亮，陈德见，等．气井泡沫排水智能加注装置［J］．石油机械，2012，40（9）:23－25．

（修改回稿日期2015-05-20编辑文敏）

中国石油集团（股份）公司重大科技专项（编号：2008B-1103）“苏里格低渗气藏有效开发技术攻关及现场试验”的部分成果。

马海宾，男，1984年出生，学士学位，工程师；现从事采气工艺技术研究工作。地址：(710018)陕西省西安市未央区凤城四路73号长庆油田苏里格大厦。电话：（029）86978159。E-mail:mhbin_cq@petrochina.com.cn