柱塞气举排水采气井工作制度优化方法研究
关于柱塞气举以及气井排水优化设计的一种新方法
关于柱塞气举以及气井排水优化设计的一种新方法作者：陈洪波来源：《价值工程》2012年第33期摘要：本文展现了一种可以根据油压套压井筒积液液体回落以及柱塞所受阻力来描述柱塞的运动的动力模型。
柱塞气举中的油套压力可以由一组产量测试结果进行定量描述。
提出了一个更完善的井筒积液机理，特别考虑了关井时液体回落以及液体在油套之间的运移中液体的累积以及柱塞的高度。
新方法较那种传统的恒定油压模型相比有着更高的精确度，通过动态模型并且结合实际资料，求取四种不同相中柱塞运动时的阻力系数。
Abstract： This paper showed a dynamic model of describing the motion of plunger according to hydraulic pressure shaft effusion back and the plunger by resistance. Oil set pressure in plunger gas lift can carry out quantitative description by a set of production testing results. Put forward a more perfect shaft effusion mechanism， especially considering the liquid back and liquid accumulation as well as height of the plunger when shutting well. Compared with the traditional constant hydraulic model， the new method has higher precision， resistance coefficient of piston motion in four different phases is obtained， through the dynamic model and combining with actual material.关键词：柱塞；气举；排水；优化Key words： piston；gas lift；drainage；optimization中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0040-020 引言柱塞气举是间歇举升的一种特殊方式，利用一个金属柱塞提供一个可供举升液体的表面。
气井分体式柱塞优化设计及实验研究
气井分体式柱塞优化设计及实验研究黄伟明I" 王尊策1张洪涛I" 马文海厶3徐 艳1张井龙1(1.东北石油大学机械科学与工程学院;2•大庆油田有限责任公司采油工程研究院；3•黑龙江省油气藏增产增注重点实验室)摘要柱塞气举是气井排水采气的有效方法!针对传统分体式柱塞下井速度慢、需短时间关井而影响生产效率的问题!以大庆徐深气田工况为例!对分体式柱塞结构进行优化设计!提出基于文丘里管的柱塞空心体内部结构。
基于CFD 理论!对不同结构参数分体式柱塞进行数值模拟研究!优化确定了收缩角 为50。
，喉管直径为32mm ,扩散角为8。
的最优柱塞空心体结构参数$室内验证实验表明,优化后的柱塞其漏失量在1%以下,下井速度明显提高,能够实现不关井连续排液,满足了矿场应用需求$关键词分体式柱塞徐深气田数值模拟文丘里连续排液中图分类号 TE855 文献标识码 A 文章编号 0254-6094 (2020 )05-0668-06气田开发进入递减阶段后，气井能量降低! 井筒面临积液风险,需要介入排水采气措施确保 气田的带水生产⑴。
其中分体式柱塞举升工艺具有维护方便%利于实现气井短关井或不关井连续排液的优点,在国内外逐渐成为了重要的排水采气工艺之一"2,3#。
陈瑶棋和张袁辉开展了分体式柱 塞室内可视化实验,明确了分体式柱塞与常规柱 塞举升效率的差别⑷。
张峰超等通过开展分体式柱塞气举实验模拟,得到了在不同进液量条件下柱塞上升时间与注气量的关系⑸。
段进贤通过理论分析提出了理想的密封槽结构⑹。
目前,针对分体柱塞的理论研究工作集中在室内原理性实验方面,在分体式柱塞的结构优化设计与流体模拟 分析方面的研究工作较少$由于缺乏有效的分体式柱塞结构设计与理论分析方法,相当一部分气井在应用过程中出现了柱塞入井困难(气量较大)、下行过程柱塞空心体与密封体提前结合及 未能真正实现连续排液等问题[7~9]$因此,有必要 开展系统的流体力学模拟分析,进而优化设计分体式柱塞结构,为工艺的推广应用提供指导$ 1结构及原理分析典型空心分体式柱塞结构如图1所示,为带 环槽空心体结构,工作过程中,一般与钢球配合 使用$在井底，空心体与钢球结合,与环槽形成密封结构,气流推动柱塞将积液携带至井口 ,实现排液；在井口 ,空心体与钢球分离,分别以不同的 速度(钢球速度大于空心体速度'下落至井 底血11#。
柱塞气举排水采气工艺技术应用研究
一、柱塞气举排水采气技术概述随着气井采出程度的提高，采水量不断增多，水气比上升，由于排水不彻底，影响到气井的正常生产，因此，必须采取有效的排水采气的措施，才能解除井下积水的影响，保持气井的正常生产能力。
柱塞气举排水采气装置的设计，使其在井下的管柱上安装若干个气举阀，通过控制气举阀的开关，推动柱塞上下往复运行，将井内的积液带动地面上来，解除积液对气井生产的影响。
柱塞气举装置由地面部分和井下部分组成，地面设置防喷管，能够捕捉柱塞。
地面的控制装置主要控制薄膜气举阀和柱塞，井底有坐落器，能够限制柱塞的位置。
关键的设备就是柱塞，通过柱塞的行程，实现排水采气的效果。
柱塞气举排水采气技术的应用，属于间歇式的排水采气的方式，利用气井本身气体的能量，将柱塞作为气体和液体的界面，降低液体的滑脱损失，将井下的积液带到地面上来，解决积液对气井生产的影响。
利用气体的膨胀能量，提高柱塞举升的效率，降低动力的消耗，节约气井排水采气的成本，达到气井生产的技术要求。
二、柱塞气举排水采气技术应用1.柱塞气举排水采气的工艺要求柱塞气举排水采气过程中，利用井筒内气体的膨胀能量，将积液随同柱塞的运动，将其携带到地面上来。
保持油管内壁的畅通，应用通井规达到通井的效果，保持井筒的畅通，才能通过柱塞的气举实现积液的排除效果。
气井本身具有一定的产量，需要利用气体的能量，而没有产气量的井筒，应用柱塞气举的效果会变差。
在气井的井筒底部具有一定液位的井下积液，井底清洁，没有机械杂质的影响，才能实施柱塞气举的排水采气技术措施。
2.柱塞气举排水采气技术的进展将柱塞举升系统与自控系统结合起来，实现气井排水采气技术的自动化。
将柱塞的气举和在油管中的运动进行自动控制，实现数字化的管理，提高气井排水采气的自动化程度，适应气田开发的信息化。
设计开井和关井的延时程序，传递设置好的模式信号，接收由到位传感器传递的柱塞达到地面的信号，气动阀控制井的开和关，防止柱塞发生冲击。
柱塞气举排水采气技术研究
柱塞气举排水采气技术研究摘要：目前，地层向井底喷出时，通常会产生不稳定的固井射流，积聚的液体如果不能合理有效地提取，就会积聚在井底，导致气井产量下降。
积液含量越高，严重时可能造成停产，甚至导致气井报废。
关键词：柱塞气举排水；采气技术前言高产量气井在运行时应用大直径管道进行生产，使气井应用之初会出现底液沉积，低产量气井会随着时间的推移产生累积现象，而易渗构造区的气井将更容易发生堆积.因此，无论气井的高渗透率是低的，如果只有渗透率，最终导致底液的保存，影响产量破坏气井。
一、柱塞排水采气原理柱塞气举设备是现今优效的排水采气技术，使用方式是在气井油管内放置柱塞装置，对气井产出的气体和积液界面进行分离，在气井自身推动下。
柱塞在上升的液体和气体之间进行分隔作用，有效地防止泄漏和反向下降，从而提高了上升的效率。
有效地清除沉积物。
工作过程分为两个阶段:封闭水井和排出液体。
关闭油井的压力恢复过程是一个气体井的能量恢复过程，油井中的气体在空气中以燃料环的形式聚集在空气中，液体进入油管。
随着循环空气中释放的液体越来越多，液体压力继续增加，以给液体柱施加压力。
从井中提取液体的过程。
当压力达到一定程度时，从排水管后部流出的气体推动柱塞和柱塞上部进入井口部分排出。
一旦排水系统进入水力压裂阶段，柱塞就会因自身重量而下降，进入下一个循环。
充分利用自己的气井能量，而不是利用外部气源来排出和排出气体来实现这一效率目标;柱塞气举排水采气设备在运行过程中，柱塞每次出油管，水量较大，积液在排出来以后，井口马上会产生压力，对设备运行有着很大影响。
根据发展原则，建立一个计算柱塞发射的模型，可以在不使用外部来源的情况下开始柱塞生产;与此同时，为了避免安装地下设备的移动支柱、安装完成地下设备的钢操作、有效地避免污染物和提高效率。
二、柱塞气举排水采气技术1.排水开采技术意味着，随着开发的深入，气体将具有不同的水量，以便水井能够正常开采，天然气产量会逐渐下降，为了达到提高气井产量的目标，必须使用含有水的不同水分特征，使用适当的人工升降机来去除井底。
南八仙气田柱塞排水采气工艺研究与应用
南八仙气田柱塞排水采气工艺研究与应用南八仙气田是中国大陆重要的天然气产区之一，其中的柱塞排水采气工艺被广泛应用于天然气的生产过程中。
本文将论述南八仙气田柱塞排水采气工艺的研究与应用，分别从工艺原理、优缺点及应用案例等方面进行探讨。
一、工艺原理柱塞排水采气工艺，是利用天然气井井筒中的泥塞高度实现排水，然后通过采气管将气体引入地面的一种工艺。
在南八仙气田中，由于气井井筒不够宽大，因此在采气的过程中，常常会出现“采不出气”等问题。
为了解决这一问题，工程技术人员进行了进一步的研究，提出了采用柱塞排水采气的工艺方案。
柱塞排水采气工艺的原理是：在采气管下放入一根金属柱塞，然后将其向下推入井筒内。
在柱塞上方分别设置有泥浆不溢流阀和泥塞保护器，泥浆在保护器中被卡住，不会向下注入井筒导致柱塞受损。
当柱塞向下推入一定深度后，泥浆与气体流向采气管，气体被随之带上地面。
这种工艺通过改变泥塞高度，来实现泥浆排空，进而达到气井的采气目的。
二、优缺点1. 优点（1）采气高效：柱塞排水采气工艺可以减少气井井筒的直径，从而让气井产量高效，提升天然气产量。
（2）成本低廉：采气的同时，该工艺还解决了排水问题。
不仅可降低生产成本，还能减少排水带来的环境污染。
（3）操作简单：柱塞排水采气工艺装置和具体操作简单，不需要应用复杂的技术专业知识。
2. 缺点（1）泥浆不稳定：由于气井井筒中泥浆流动受到地心引力的影响较大，因此柱塞在采气过程中可能会受到泥浆的阻力。
而且，泥浆也存在不稳定的现象，有可能会导致柱塞被卡住。
（2）操作限制：柱塞排水采气工艺适用于天然气藏深度小、开采压力低、产量较少情况下的气井，对于深度较大的气井采用此工艺，会增加施工难度。
三、应用案例柱塞排水采气工艺在南八仙气田成功应用，提高了气井的采气率，减少了排水带来的环境污染。
例如，气井破产后，难以采气，而该工艺可以解决这一难题。
通过调整泥浆阻力，使气体流动畅通，提高产量。
此外，在矿井斜穿区，管柱经常受到破损的影响，但采用柱塞排水采气工艺后，管柱受损率大大降低，延长了管柱的使用寿命。
柱塞气举排水采气工艺研究及应用
排水采气工艺技术分析及优化措施探讨
排水采气工艺技术分析及优化措施探讨气井出水是制约气井生产效率的重要因素，为了提高崛气井的生产效率，需要对掘气井进行排水工艺措施的优化，确保生产过程中排水工作质量，提高气井产量。
文章从管柱排水工艺、柱塞气举排水工艺、泡沫排水工艺等三个角度对掘气井排水工艺的优化措施进行了阐述分析。
标签：排水采气;工艺技术;措施优化天然气是我国重要的保障能源之一，近年来城市民用天然气系统的普及更是加大了对天然气能源你的需求。
我国含水气藏占比很高，较高的含水率赢了掘气井的生产效率，为了全面提高掘气井产量，满足我国经济发展以及居民生活对天然气能源需求，需要加强对排水采气工艺技术的演技力度，以此提高含水气藏的生产效率，降低整体生产成本，并确保生产安全，提高气田企业的生产能力以及可以持续发展能力。
1.天然气生产排水工艺概述天然气藏地质结构相差较大，在开采前应对气藏参数进行详细的地质勘测，并根据勘测结果采用适当的采气工艺技术措施，才可以实现预期的生产效果。
天然气开采后需要进行净化提纯处理，才可以提供给用户使用。
在生产过程中由于气藏含水导致生产过程中，井筒内存在积液，需要进行对应的排除处理，恢复气井正常的生产状态。
受气藏地质特点以及生产工艺特点决定，气井在正常的生产过程中会产生凝析油和谁等液体，伴随生产的不断进行，井筒内部温和压力会出现明显的变化，凝析油和会毁在井筒内部不断沉积，井筒内部对气层回压随之提高，天然气驱动动力下降，造成产量降低，严重时会导致气井无法生产。
因此天然气井排水工艺是保障生产效率和生产稳定性的重要工艺。
我国对天然气生产过程中的排水技术研究起步较晚，但近年井筒积液等生产问题和隐患逐渐引起了业内注意，加强对掘气井排水技术的研究，近年来进展飞速。
2.排水采气工艺技术措施优化目前气井排水除去井筒积液的技术方法种类较多，根据不同的积液类型和气藏特点选择适应的排气方式。
但现阶段使用排水除积液技术均基于气体动力学原理，采用柱塞氣举的方式改变内外压差，达成排水和除积液的目的。
气井柱塞气举排水采气工艺研究与应用
气井柱塞气举排水采气工艺研究与应用作者：张锐来源：《商情》2013年第51期【摘要】柱塞气举排水采气法是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水，不需要其他动力设备、生产成本低。
该工艺是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为一种固体的密封界面，将举升气体和被举升的液体分开，减少气体窜流和液体回落，提高举升气体的效率。
【关键词】气田柱塞气举工艺系统压力柱塞气举排水采气法是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水，不需要其他动力设备、生产成本低。
该工艺是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为一种固体的密封界面，将举升气体和被举升的液体分开，减少气体窜流和液体回落，提高举升气体的效率。
一、工艺原理柱塞气举是将柱塞作为气液之间的机械界面，利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期地举液，能够有效地阻止气体上窜和液体回落，减少液体“滑脱”效应，增加间歇气举效率。
将整个生产周期划分为首尾相接的三个阶段：柱塞上升，柱塞下降，压力恢复。
柱塞上升：控制器打开，柱塞及液体段塞开始向上运动时：①空气体下降：柱塞、柱塞上部的液体段塞及油管内的液体向上运动，环空内的液体和气体向下流动，直到气液界面到达油管管鞋处为止。
②气体上升：柱塞、柱塞上部的液體段塞及柱塞下面的液体在上行的泰勒泡的气体膨胀作用下向上运动。
③液体段塞充满油管：柱塞、柱塞上部的液体段塞继续向上运动。
漏失特性由柱塞和液体段塞的相对速度来控制。
④液体段塞产出：部分液体段塞进入生产管线，余下的液体和柱塞加速上行；柱塞下降。
只要柱塞进入捕捉器前，控制器关闭，即宣布这一阶段开始。
柱塞迅速加速下落直到达到一个恒定的下降速度。
若井底流压小于油藏压力，油藏流体可流入井筒。
在第一阶段中漏失的液体在井底聚集起来成为下一循环液体段塞的一部分；压力恢复。
柱塞到达井底的缓冲弹簧。
流体（气体和液体）从油藏流入井筒。
液体在井底聚集以增加液体段塞的体积；气体使环空增压，直到达到设定的最大压力。
这时控制器打开，新的举升周期宣告开始。
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柱塞气举排水采气井工作制度优化方法
研究
摘要：柱塞气举工艺技术是把柱塞充当为一种固体界面，在井筒中将上方的
积液与下面的气体分隔开，起到密封的作用，以尽可能地减少液体漏失，防止气
体窜流，从而提高工作效率和气井产量。
充分的利用了地层自身能量，极大程度
地提高了气举效率，且可以在不动管柱的前提下实现气井的排液采气，具有工艺
简单，投入成本低，运行维护方便等特点。
关键字：柱塞气举；排水采气井；方法
1天然气排水采气技术简要分析
排水采气是指对天然气井地层中的地下水进行清理，将井筒中的积液排出，
保证天然气井可以正常开采，整体成为排水采气工艺技术。
在天然气井开发过程中，主要是利用气层自身的能量将天然气自动喷出，使其能够自动产出，但是天
然气井会随着开采量的增加不断减少产生低压现象，天然气井产量就会下降，且
在低压的作用下，天然气井中可能会出现积液问题，如果积液没有得以及时处理，会导致天然气开采量与效率受到影响，还会引起安全事故，需要加强对排水采气
工艺技术的优化，结合天然气井实际情况，对工艺技术进行优。
排水采气工艺技
术的应用，是影响天然气井开发工作效率与质量的关键所在；为了妥善解决积液
问题，需要通过排水采气技术的优化，按照天然气井产出情况，对采用的排水采
气技术进行优化，确保排水采气具有良好的适用性，提升天然气井开发工作效率
与质量。
在现代科学技术发展的推动下，排水采气技术研究不断深入，技术水平
快速提高，可以选择的排水采气工艺类型不断增加，全面推动了我国天然气井开
发工作质量提升，不同的排水采气工艺技术具有不同特征与适用条件，所以需要
准确掌握这些排水采气工艺的关键要点，按照天然气井的实际情况，做好排水采
气工艺选择与优化工作。
2天然气开采排水采气工艺优化措施
2.1全面分析天然气井数据
天然气开采工作开展中需要深入分析天然气井的相关信息数据，进一步保证
采气活动开展的安全可靠性，同时有效提高采集质量和效率，为石油化工企业带
来更多社会经济效益。
以天然气井数据分析为基础，综合地理、气候、人工、技
术因素，合理选择相适应的采集技术，灵活调整采集工作流程。
石油化工企业相
关管理人员，详细分析天然气井数据，选择最佳排水采气技术，做好配套准备工作。
当天然气井所在区域地质状况十分复杂，地层稳定性不佳，施工和管理人员
需要预先制定紧急预案，实时检测采集活动，当井下数据出现相关异常现象，需
要工作人员全面分析和处理，当出现突发事件，结合紧急预案各项规定在第一时
间进行妥善处理，保证施工人员生命财产安全。
2.2减少工艺成本、提高工艺有效性
石油化工企业开采天然气采集活动时，更多关注怎样降低成本的问题，利用
相关采集技术更新、采集活动优化，有效缩短采集流程，减少采集成本。
通过排
水采气技术的优化，结合采集地点和天然气井开采去修，选择合适的采集方式，
满足排水、采气双重目标的接触上，最大程度减少排水采气时间，并且合理应用
自动化、信息化技术，有效减少采集活动中人工的参数，进而有效减少人工成本，同时减少人工操作失误带来的损失。
另外，石油化工企业为了有效提高自身竞争力，扩大利润空间，不断优化排水采气技术，保证天然气井开采安全和质量的基
础上，减少天然气采集成本，进一步保证企业资金链安全。
天然气井排水采气工
艺应用过程中，工作人员需要更多关注工艺成本，从不同角度制定相适应的措施，保证其可操作性和有效性，严格把控天然气井开采成本，确保安全质量，提高开
采经济利润。
另外，工作人员结合不同排水采气工艺技术特点，基于协调性，不
断优化排水采取工艺技术，合理调节工艺性能，充分发挥工艺优势，实现工艺技
术价值，结合天然气特点为主要依据，不断改进和完善开采策略，保证其针对性，提高天然气排水采气应用成效，有效降低含水量，进一步保证排水采气工艺的有
效性，确保天然气井开采施工工作顺利、有序进行。
工艺措施的科学有效性，不
断优化排水采气工艺，对提高天然气开采质量具有十分重要的作用，更加符合天
然气井开采需求。
2.3总结不同技术特点
从排水采气工艺技术来看，技术人员需要详细分析和总结不同排水采气技术，借助该种方式归纳多种排水采气技术特点，在该基础上结合采集任务需求和标准
规定，选择最佳的技术。
施工人员在实际采集工作中，需要根据采集地点地理情况、采集需求选择相适应的开采技术，保证采集工作高效顺利的开展。
施工人员
需要积极学习和借鉴国际先进技术，根据我国实际情况，不断优化和升级排水采
气技术。
另外，石油化工企业管理人员需要积极配，加大技术研发和引进的资金
投资力度，实现排水采气技术的优化和升级，制定完善的方案，在企业内部营造
良好的技术优化空间，更多关注排水采气技术应用成效，明确技术运用范围，保
证天然气采集工作顺利进行。
3天然气开采排水采气工艺应用案例
3.1 案例概述
为了更好掌握天然气开采排水采气工艺的适用效果，针对某测试井开展针对
性研究，其为开发定向井，涉及相关信息数据：该井最大井斜角为24度；完钻
井深度为斜3172m/垂3085.85m。
根据现场施工中采集的信息数据分析，该井柱
塞之前每天平均产气量为4023m3，在开井生产之后2天，井身产生严重水淹现象，通过核算之后，每天呈递减趋势。
井口压力为15MPa，地层压力达到25MPa。
该
井目前气层能量较高，开发潜力大。
3.2优化施工程序
结合以往施工经验，针对施工井质量的具体要求，井筒内不能存在积液，但
是由于定向井工作环境特殊，井身结构会造成积液特点差异巨大，需要不断优化
柱塞施工过程。
该案例中结合现场实践经验，施工流程和步骤从以下两个方面改
进和优化：通井，确保安全附件、现场标准相适应，同时按照相关标准规定安装
防喷管、防喷器，针对通井工具串长度，保证核算的准确性；保证井下定位器合
理投放，当上部工作顺利完成之后，明确卡定器工具串绳索投放位置，按照最深
处为准。
在这个过程中需要注意的是结合钢丝下发放作业标尺深度明确作业深度，确保预设范围之内缓慢开始向油管底移动，当相关工序就位之后，投放、预设位
置相符合将工具串适当上提大约20米，缓慢向下放，直到靶向卡准即可。
3.3精细投放井下柱塞
入井工具串、井下柱塞向防喷管填装工作开展中要确保其完整性、精准性，
在10分钟之后有效完成工具串下方打捞工作，当放置深度、定位器50米相接近
的情况下，将下放速度合理调整为每分钟15米。
另外，工作人员需要有效连接
柱塞和缓冲器，在后期施工工作中可以按照50m/min的速度快速完成提升作业，
各项工作完成之后进行全面检查工作，保证各项施工节点参数的准确性，完成拆
解下放工作。
结束语：综上所述，本文简要阐述了天然气井排水采气工艺的基本内涵，并
提出了多种常用的排水采气技术要点，最后总结了排水采气影响因素与相应的优
化措施，希望能够对相关人员起到一定的借鉴与帮助作用，不断提升排水采气工
艺技术水平。
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