柱塞气举井口简易装置系统研究及试验

卫亚明，杨旭东，姚 坚，雷建永，赵峥延，刘双全，肖述琴

(1长庆油田公司油气工艺研究院 2低渗透油气田勘探开发国家工程实验室 3长庆油田公司第二采气厂)

苏里格气田属典型的低压、低渗、低丰度“三低”气田[1-4]，随着气田的开发，低产低效井比例逐年增加，如何发挥低产低效井产能，保持气井稳产成为亟待解决的技术难题。从措施经济性、适用性、安全性及增产效果等方面的评价结果可以看出，柱塞气举排水采气技术适用于气量小(0.1×104m3/d以上)、液气比较高(小于5 m3/104m3)的气井，而且自动化程度高、井筒滑脱损失小。所以，柱塞气举排水采气技术是苏里格气田低产低效井提高采收率的最经济合理技术。

常规柱塞气举地面装置由井口防喷装置、智能控制盒、气动截止阀、集气站内控制系统、减压阀组成[5-12]。柱塞气举排水采气装置运行时是利用井口控制系统采集井口油套压、产气量并由数传电台传输至集气站，集气站确定最优的柱塞气举开关井制度，再由数传电台将制度返回至柱塞气举地面装置智能控制盒，智能控制盒实现对气动截止阀气源的控制，达到气动截止阀的开启，最终实现柱塞气举的开关井。柱塞气举装置如图1所示。它的缺点是对于苏里格气田中低压集气模式井口采用电磁阀开关井的气井来说，常规柱塞气举地面装置系统复杂、配件多。

图1 柱塞气举装置示意图

一、井口简易柱塞气举装置系统

井口简易柱塞气举装置系统由井口防喷装置、集气站内控制系统、井口控制系统、数传电台、电磁阀组成，这五部分全部采用原有技术产品，见图2。将井口防喷装置通过法兰与井口测试阀门连接来实现缓冲柱塞上行力与捕捉柱塞的目的；借助集气站内控制系统实现最优的柱塞气举开关井制度优化，井口控制系统实现数据采集与发出指令，数传电台传输数据及指令，电磁阀实现柱塞气举装置开关井。

图2 井口简易柱塞装置系统生产控制示意图

1.井口数据采集、无线传输

由安装在井口各相应部位的传感器实现井口压力、流量数据的实时采集，采集到的信号传送到井口控制系统，并通过数传电台传输到集气站。

2.集气站内数据处理

集气站内电台接收井口发来的信号，送到集气站内控制装置进行处理。集气站内控制装置对接收到的数据进行自动分析，并确定最优的柱塞气举开关井制度。

3.命令执行

集气站内控制装置将“最优的柱塞气举开关井制度”的开启与关断命令通过数传电台传输至井口控制系统，井口控制系统指令电磁阀启停实现柱塞气举装置开关井，最终实现柱塞在油管内进行周期举液。

本方案创新点是在苏里格气田中低压集气模式井口采用电磁阀开关井的情况下，通过采用电磁阀取代常规柱塞气举地面装置的气动截止阀和智能控制盒，简化柱塞气举井口装置系统，实现电磁阀控制柱塞气举装置开关井。

二、井口简易柱塞气举装置系统效果分析

苏Χ井开采层位为山1，气层中深3 337.5 m，试气无阻流量3.911 7×104m3/d，2015年10月14日投产，投产前套压均为23.60 MPa。生产一段时间后该井油压1.79 MPa，套压5.72 MPa，平均产气量0.569 2×104m3/d，气量较小，处于间歇生产状况，该井流压测试曲线如图3所示，由图3中可以看出流压在2 848 m出现转折，说明气井有积液，2016年9月25日该井采用井口简易柱塞气举装置系统生产，集气站内控制系统根据所采集的井口压力、流量数据实行开2 h关2 h生产制度，从2016年11月10日实行开3 h关2 h生产制度，油压1.22 MPa，套压1.83 MPa，油套压差0.61 MPa，日均产气量1.169 7×104m3，生产曲线见图4。井口简易柱塞气举装置系统生产阶段气井能够保持连续平稳生产，直至2016年12月27日气井测压人为关井。采用井口简易柱塞气举装置系统生产阶段，统计平均增产气量0.505 6×104m3/d，增产幅度达到88.8%，增产效果显著。试验前后采气曲线如图4所示。

图3 苏X井流压测试曲线

图4 2016年苏X井试验前后采气曲线

三、结论

通过采用电磁阀开关井的气井，井口电磁阀可以取代常规柱塞气举地面装置的气动截止阀和智能控制盒，简化了柱塞气举井口装置系统，实现了电磁阀控制柱塞气举装置开关井。井口简易柱塞装置现场应用62 d，平均增产气量 0.505 6×104m3/d，增产幅度达到 88.8%。井口简易柱塞装置取代了常规柱塞气举地面装置，简化了井口装置，实现了降本增效，为苏里格气田效益开发开辟了一条新途径。