神木气田双3柱塞示范区运行优化与评价

刘明建 孟凤鸣 石羽亮

摘要：柱塞气举工艺可有效排除井筒积液，大幅提高了气井连续生产能力，通过对神木气田双3井区柱塞气举工艺的运行情况分析总结，从选井、生产制度建立与优化、应用效果评价等方面进行了阐述，并得出了结论和建议。

关键词：柱塞气举;载荷系数;排液效果

1 概述

柱塞气举是近几年兴起的一种新型排水采气工艺，具有投资低、效率高、维护简单、使用寿命长等特点，通过柱塞气举工艺可有效排除井筒积液，降低井底流压及井地带岩层的含水饱和度，提高气相相对渗透率，增大生产压差，从而大幅提高了气井连续生产能力。但在“柱塞气举工艺实施选井、运行动态监控、制度优化与效果评价”方面均有较高的管理要求。神木气田双3井区共有气井613口，平均单井产气量0.67万方/天，平均单井产液量0.28方/天。示范区已建成柱塞气举井218口，经过一年多的运行，总结双3井区柱塞各环节运行情况，得出适用该区块的管理方法。

2 柱塞气举选井条件

柱塞气举选井是关键，双3井区孔隙度低，渗透性差，压力低，递减快，产液量大，在选井方面应在“管柱、井口套压、产气量、产液量”四个方面满足以下条件：

（1）管柱及井口保持等通径，满足钢丝作业要求。

（2）井口套压不小于管网系统压力的1.5倍。

（3）措施前平均井口产气量0.2-0.6×104m3/d。

（4）井口产液量小于25m3/d。

3 柱塞气举工作制度制定与优化

工作制度制定决定着运行效率，常用的工作制度有两种：定时生产模式和压力微升模式。经过摸索和实践，神木气田双3井区选用柱塞投运前期采用定时生产模式，后期采用压力微升模式的工作制度。

3.1定时生产模式：该模式下需判识开井时机、关井时机。

（1）开井时机的确定

a、载荷系数法

载荷系数Z是表征气举生产阻力与动力的比值，载荷系数愈小对举液愈有益。要求载荷系数Z小于0.5时开井，柱塞到达井口的概率为80%，通过载荷系数法是确定开井时机的“黄金准则”。

b、经验系数法

经验系数L是表征气举动力的无因此量，经验系数愈大对举液愈有利，当经验系数大于1.5时开井，柱塞到达井口的概率约为75%。

（2）关井时机的确定

在柱塞到达井口完成单次举升后，为追求产量最大化，将持续开井续流生产，但新一轮积液随之而来，该过程积液的程度可以用套压回升幅度△P（当前套压与开井最小套压的差值）来量化，当△P达到0.2MPa时柱塞控制器需执行关井操作。开关井时机确定后柱塞气举单周期内的开井生产时间与关井恢复时间就已确定，即定时生产制度就已建立。

3.2压力微升模式

经过一段时间的运行，可根据柱塞气举井运行初期摸索的柱塞气举井运行参数（开井套压、开井油压、柱塞速度、关井油压、关井套压以及周期运行过程中出液状况、套压回升幅度），将定时生产模式转化为压力微升模式。开井压力参考运行周期的开井套压，微升压力可设置为0.2MPa。

4 柱塞运行效果分类标準

兼顾开井比率、排液效果、柱塞到达与速度、井口设备完好性等因素，将柱塞井运行效果分为S、A、B、C四个等级。其中，排液效果可以用开井续流期间油压回升幅度定量描述（回压），开井时率=开井时间/（开井时间+关井时间）。柱塞运行速度在100-300米/分钟之间可正常运行。分类标准如下：

S-保证一定的开井时率（大于10%）且排液效果明显（回压大于0.3MPa），柱塞可到达井口，井口设备运行良好;

A-虽开井时率低但排液效果清晰可见（回压大于0.1MPa），套压逐步降低，井筒积液量大（油套压差大），柱塞有到达井口的特征;

B-油套压曲线规律变化，开井续流阶段未见明显排液效果;

C-油套压曲线未随开关井操作规律变化，水淹或开井无产能，薄膜阀故障。

5 结论及建议

神木气田双3井区已建成柱塞气举井218口，经过优化运行制度，柱塞气举排水措施有效率高达95.9%。

（1）采用柱塞气举排液采气工艺的气井，排液采气应用效果较好，柱塞气举能够消除或减缓井筒积液，降低双3柱塞示范区块的递减率。延长气井的自喷周期，气井产能得到恢复。

（2）选井时要充分考虑：管柱、井口套压、产气量、产液量，四方面的因素;柱塞投运前期采用定时生产模式，后期采用压力微升模式的工作制度。需专业技术人员定期对柱塞井运行效果按照S、A、B、C四个等级进行分类评价，掌握其生产动态。

（3）在项目建设初期对于试气成果较差的气井可直接安装柱塞气举装置，避免井口二次改造。

（4）开展智能算法研究实验，降低人为对柱塞井生产制度的干预工作，实现双3柱塞示范区的柱塞制度运行智能化，达到增产稳产目的。

参考文献：

[1]Q/SY CQ3502-2014柱塞气举排水采气技术规范

[2]Q/SY XN0398-2013柱塞气举排水采气作业规范

[3]梅华平.气田柱塞气举制度优化及运行智能化研究 石油化工应用