神木气田柱塞气举工作制度优化

夏 星，夏继宏，季 伟，景 元，高好洁，折文旭

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 718100）

神木气田柱塞气举工作制度优化

夏 星，夏继宏，季 伟，景 元，高好洁，折文旭

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 718100）

神木气田目前气井配产及压力都比较低，普遍产水，积液井口数占气井总数的1/4左右。目前气井存在问题主要在于能量衰减快，积液严重，生产效率低。柱塞气举在提高气井产能、保持合理生产压差等方面起到了明显积极作用。神木气田排水采气措施主要以泡排为主，其他方式为辅。2016年第一季度，泡排有效率57.1%，部分积液严重的气井泡排无效。柱塞气举是解决无效井的有效途径之一。因此对神木气田柱塞气举工作制度优化，以达到进一步增强柱塞气举效果，提高气井产能的效果。

神木气田；柱塞气举；影响因素；工作制度优化

神木气田排水采气措施以提产自排、泡沫助排为主，优选管柱、柱塞气举等方式为辅。2016年第一季度，泡排有效率57.1%，增产气量621.9×104m3。其中共有26口气井生产过程中多次采取泡排措施，但效果不明显。在实际生产过程中气井产量下降，套压持续不变，措施无效，多数为井筒积液造成。对于泡排无效的气井，该类气井先采取短时间关井恢复后开井生产的措施，如果关井后压力长时间不能恢复或开井后套压无变化，气量下降迅速的气井，柱塞气举等排液措施是解决该问题的有效途径之一。

神木气田目前部分低产井已安装柱塞装置，由于柱塞运行过程受多方面因素的影响，柱塞的运行制度需通过实时跟踪进行调整，工作制度的调整为柱塞工艺管理的重点和难点。

1 影响因素分析

1.1 工艺原理

柱塞气举其实是间歇气举的一种形式，是以气井自身产出的气体作为动力。利用柱塞在举升气和采出液之间形成机械界面，有效防止气体上窜和液体滑脱，同一般的间歇气举相比，它能更有效地利用气体的膨胀能量，提高举升效率（见图1）。

图1 柱塞工艺原理示意图

1.2 主要影响因素

柱塞气举在实际生产中有很多影响因素，可以将其分类为动力因素、阻力因素、体积因素。其中柱塞气举的主要影响因素是地层压力和液气比[1-3]。

1.2.1 地层压力 从地层压力对柱塞周期影响曲线图中（见图2），可以看出地层压力与柱塞周期呈现正相关关系。地层压力降低，柱塞到达井口时间增加，压力恢复和柱塞气举周期的时间增加。当地层压力降到一定值，井口油套压无法恢复到要求值，柱塞气举不能正常进行。

图2 地层压力对柱塞周期影响曲线图

图3 液气比对柱塞周期影响曲线图

1.2.2 液气比 从液气比对柱塞周期影响曲线图中（见图3），不难看出当液气比增大时，续流生产时间和柱塞气举周期都缩短，此时气井周期产气量将会降低。当液气比增大到一定值时，柱塞气举就不能正常运行。结合实际情况来看，以目前神木气田柱塞井液气比计算，柱塞气举的运行周期在12 000 s～18 000 s，调整工作制度应该以此作为参考数据。

2 工作制度优化

2.1 工作制度调试方法

2.1.1 开、关井时机的理论确定 柱塞气举开井时机选择，根据载荷系数K判断：

载荷系数是柱塞是否可以通过当前压差进行往复运动的参数。其对于判定柱塞投放时机十分重要。一般的，当K>50%时认定柱塞无法上行举升排液；当0

2.1.2 工作制度调试 （1）开井连续生产；（2）柱塞到达后，继续常开生产，至套压有升高趋势关井，计算开井生产的时间，作为该井柱塞制度中的开井时间；（3）关井后0.5 h～1 h，计算油套压恢复速度，根据载荷系数判断该井所需的关井时间；由于神木气田是中压管网，在压力恢复时必须避免超压；（4）下个周期内，根据套压情况对制度进行调整，确定最佳开关井制度。

2.2 柱塞运行制度分析及调试

根据神木气田柱塞气举工艺实际应用中存在的问题，将其分为三类：开井时间长，关井时间短；开井时间短，关井时间长；未采取有效措施或措施不当。根据工作制度调试方法，综合神木气田实际情况对现有柱塞井进行优化。本文选取了部分井作为参考实验，对各种情况做出分析并初步总结优化方案。

图4 套压微升法示意图

2.2.1 开井时间过长 开井时间过长，关井时间过短。压力恢复不足，有很长的无效生产时间。这导致了生产井的产能下降，降低了柱塞气举的有效率。

现选取双10-12井进行柱塞气举工作制度优化，并记录其优化过程。

表1 双10-12柱塞优化前运行参数

以双10-12为例，未优化前工作制度采用开4 h关1 h，可以看出开井时间太长，关井时间短。无效开井时间长，日产气量低（见表1）。

表2 双10-12柱塞优化后运行参数

对工作制度进行优化，工作制度制定为开3h关2h。可以看出柱塞运行稳定，无效开井时间小，油套压差合理，有效提高了生产效率（见表2）。

2.2.2 关井时间过长 关井时间过长同样也会造成生产效率降低，单井生产气量下降。选取榆44-0进行工作制度优化，并记录优化过程。

表3 榆44-0柱塞优化前运行参数

榆44-0工作制度为开4 h关10 h，关井时间过长，套压恢复高，在关井时压力恢复逐渐平稳。过长的关井时间减少了生产时间，降低了生产效率（见表3）。

表4 榆44-0柱塞优化后运行参数

对榆44-0工作制度进行调整，减少关井时间。调整为开4 h关4 h的工作制度，最高恢复套压有一定下降，但增加了柱塞运行周期，提高了单井生产效率（见表4）。

2.2.3 柱塞运行故障井的调试 双7-18由于未进行及时有效的工作制度优化，导致柱塞无法举升至地面，套管压力开始不断上升，造成无法正常生产。

解决方法：增加关井时间或减小开井时间，初次可额外关井一段时间，保证下一次柱塞能够将液举出。

双21-11井柱塞未到达地面，不能有效举升液柱，套压较高，油套压差大。分析认为该井目前筒积液较多，压力恢复后的开井时间不足以将井筒积液带至井口。

解决方法：关井恢复较长时间，待油压恢复至6 MPa以上，井口人工控制开井，使柱塞正常到达井口，必要时需要采取其他措施。

3 结论与认识

（1）柱塞气举排水采气技术井口自动化程度高，运行参数调整方便，是一种高效的低产气井排水采气技术。

（2）柱塞装置运行过程中，需实时跟踪气井生产情况和柱塞运行情况，定期分析柱塞运行效果，加强柱塞工作制度调整的及时性，提高柱塞运行效率，避免柱塞无法正常运行。

（3）对于井筒积液严重后，柱塞不能正常到达井口的气井，延长关井时间提高恢复压力，方法无效时可采取与氮气气举结合的方式恢复正常生产。

［1］ 任彦兵，张耀刚，蒋海涛.柱塞气举排水采气工艺技术在长庆气田的应用［J］.石油化工应用，2006，（5）：26-30.

［2］ 张荣军，乔康.柱塞气举排水采气工艺技术在苏里格气田的应用［J］.钻采工艺，2009，32（6）：118-119.

［3］ 何顺利，吴志均.气柱塞气举影响因素分析及优化设计［J］.天然气工业，2005，25（6）：97-99.

TE377

A

1673-5285（2017）05-0066-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.05.015

2017－04-10

夏星，男（1993-），助理工程师，2015年毕业于西安石油大学石油工程专业，现任长庆油田第二采气厂作业五区技术员，负责作业五区安全及工艺生产。