本井气柱塞气举完井管柱的研制与应用
柱塞气举排水采气工艺技术现状及应用
随着我国气田开采的逐渐深入，低产低压井增多，柱塞气举是解决低产低压有水气井液体滑脱损失严重的重要措施之一。
柱塞气举排水采气工艺能够实现对低产低压井的间歇性开关处理，井内能量能够实现逐步积攒，这些能量能够推动油管内部的柱塞反复上下方向进行运动，井底的积液能够全面推出，避免井内出现液体滑脱等方面的问题引发的严重损失。
柱塞气举排水采气是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水，不需其它动力设备、生产成本低，在美国被认为是最佳的排水采气工艺。
一、柱塞排水采气工艺简介1.柱塞排水采气工艺的优缺点（1）主要优点提高间歇气举的举升效率高：柱塞气举同其它排水采气工艺相比具有更高的采收率；柱塞提供的固体界面极大的减少了液体回落，相应提高了气体的举升效率；设备投资少，使用寿命长且维修成本低经济效益好，其安装成本和运行维护费用低，无需电力消耗，节约人力时间等；能充分利用地层能量，无需其他能量消耗；地面设备的自动化程度高，易于管理。
（2）主要缺点地面装置相对其他气举方式复杂，柱塞中的运动机构复杂且不可靠；操作管理有一定的难度。
需要根据生产井的生产情况确定柱塞下落的时机和开井与关井的时间；工艺参数的计算和地面控制系统都非常复杂；生产过程容易在地面集输管网内造成较大的压力波动；间歇式生产。
柱塞的最大横截面积与生产管柱的内横截面积很接近，使柱塞在管柱中运动时，受到的气流阻力太大，并且运动过程中受到的摩擦阻力非常大；柱塞的下落速度慢。
柱塞在油管中下落时，由于受到油管内壁的摩擦力、气体的阻力和托举力的作用，下落的速度变的很慢。
2. 柱塞排水采气工艺关键技术（1）气举动力模型的建立建立气举动力模型是柱塞气举排水采气工艺的关键技术，该模型能够对工艺的运行过程进行有效的控制，并能够对相关各项参数的变化做出合理的分析，以此来反应出柱塞气举排水采气工艺的动态数值变化情况，为后期编制运行程序和具体工作制度提供必要的支持。
建立气举动力模型的整体过程比较复杂，需要以柱塞进行气举的周期性运动规律作为主要的依据，并分析上行、下行以及续流生产的整体过程，明确气体在流入井筒和流出井筒会对柱塞气举排水采气工艺产生的影响，依据质量守恒定律建立气体断塞和柱塞的方程式。
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。
柱塞气举排水采气技术进展及应用
生产 能 力 ， 最终 将 气层 完 全压 死 以 至 关井 ， 而 柱塞 气举 是 解 决低 产 低 压有 水 气 井液体 滑 脱损 失严 重 的 重要 措 施之 一 。对 国 内外柱 塞 气 举排 水 采 气技 术 的 最新进 展 和 应 用情 况进 行 了调研 。通 过 文献
查 阅， 得 到 柱 塞 气举 的 最新进 展 ： 美 国的智 能柱 塞举 升 能 实时 的控 制 开 关井 时 间、 长庆 苏里格 气田的
（ １ ） 气 井 自身具 有 一定 的产能 ， 带 液 能力 较 弱 的 自
。 ／ ｄ ；
（ ３ ） 气 液 比大 于 ５ ０ ０ ｍ。 ／ ｍ。 ， 井 底 有 一 定 深 度 的 积
液；
（ ４ ） 温度 ： 最高 为 ２ ８ ８ ￣ Ｃ； （ ５ ） 井深 ： 原则 上没 有 限制 ， 但 一般 低 于 ４ ５ ０ ０ ｍ；
脱” 效应 ， 起 到 助排 的 效果 ， 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 。 （ １ ） 当控 制 薄膜 阀关 闭时 ， 柱 塞 在 自身 重力 作 用 下 在 油 管 内穿 过 气 液 进行 下 落 。在 关 井 瞬 时 ， 套 压 可 能 下降也可能不变 ， 套 压 下 降是 由于 套 管 中 的气 体 继 续 向油 管 膨 胀 ， 使油套 压趋近平衡 ， 这 时 油 压 会 相 应 升 高， 之后 套 压 由地 层 供 气 能 力 控 制 ； 关井初期 ， 油 压 恢 复 较快 ， 之后 油 压 由地层 供气 能力 控 制 。 （ ２ ） 柱 塞 下落 到 达井 下 卡 定器 位 置处 ， 撞 击 卡 定 器 的缓冲弹簧 ， 液 面通 过 柱 塞 与 油 管 的 间 隙 上 升 至柱 塞 以匕 聚积。
柱塞气举排水采气技术进展及运用
柱塞气举排水采气技术进展及运用发表时间：2020-11-13T06:03:10.352Z 来源：《中国科技人才》2020年第20期作者：吴军良许益栋陈吉星高圣杰[导读] 利用柱塞气举排水采气技术可以解决井底积液问题，但是当前我国柱塞气举排水采气技术还不够完善，在今后发展过程中需要不断优化柱塞气举排水采气技术，结合柱塞气举特征，分析柱塞气举工艺原理和运行周期，提高天然气采集质量。
本文分析了柱塞气举排水采气技术进展和应用，促进我国拟采气行业可持续发展。
吴军良许益栋陈吉星高圣杰长庆油田分公司第四采气厂内蒙古鄂尔多斯 017000摘要：利用柱塞气举排水采气技术可以解决井底积液问题，但是当前我国柱塞气举排水采气技术还不够完善，在今后发展过程中需要不断优化柱塞气举排水采气技术，结合柱塞气举特征，分析柱塞气举工艺原理和运行周期，提高天然气采集质量。
本文分析了柱塞气举排水采气技术进展和应用，促进我国拟采气行业可持续发展。
关键词：柱塞气举；排水采气；技术进展；运用措施我国不断扩大气田开采规模，也逐渐增加低产低压井，这类气井缺乏携液能力，不断增加井底积液之后会增加地层回压，限制气田生产能力，最终会关闭气层，利用柱塞气举排水采气技术，有利于解决气井液体滑脱问题，利用气井能量在有关内部柱塞举水，不需要利用其它的动力设备，可以降低整体生产成本。
一、概述柱塞气举排水采气技术（一）基本原理利用柱塞气举排水采气技术的过程中，需要构建柱塞机械化界面，利用气井内部能量，推动油管柱塞举液，利用柱塞气举排水采气技术可以解决液体滑脱和气体上窜问题，保障采气工作效果，对比传统的间歇式气举方法，利用柱塞气举排水采气技术可以提高举升效率，利用井内气体膨胀能量，辅助气井开采工作。
【1】在采气工作中，关闭了气井控制薄膜阀门之后，柱塞会穿透油管气液进行下落。
在套管内部，气体不断膨胀，有效平衡套压的整体数值，显著提高了油压，利用地层供气能力有利于控制套压，及时恢复井内油压，可以通过控制地层供气能力而控制油压，利用柱塞气举排水采气技术，利用重力作用，下落柱塞到地层卡定器部位，因此撞击缓冲弹簧，利用油管和柱塞缝隙可以提升液面，液面最终上升到柱塞位置，将地面控制器控制薄膜打开之后，可以保障管线通畅性，发挥地层气体和套管气体的膨胀作用，气体到达柱塞下端之后，可以分离柱塞和液体，通过上升作用最终达到井口，发挥控制法的节流处理作用，不断升高油压之后，会降低套压，关闭生产管线之后，在重力影响下，会再次下落柱塞。
智能柱塞气举工艺技术研究与应用
智能柱塞气举工艺技术研究与应用发布时间：2023-05-06T07:34:34.163Z 来源：《科技新时代》2023年4期作者：杨皓森[导读] 智能柱塞气举工艺上主要包括地面工艺系统、地下工艺系统、辅助仪器设备、远程控制操作系统等四部分。
该技术是一种支撑含水气井稳产的主体技术，具有低成本高效率等特点。
该技术在A气田现场应用结果表明，累计增产气量超过2500×104m3，为该气田稳产提供了技术支撑。
(中石油长庆油田公司第一采气厂陕西省榆林市 718500)摘要：智能柱塞气举工艺上主要包括地面工艺系统、地下工艺系统、辅助仪器设备、远程控制操作系统等四部分。
该技术是一种支撑含水气井稳产的主体技术，具有低成本高效率等特点。
该技术在A气田现场应用结果表明，累计增产气量超过2500×104m3，为该气田稳产提供了技术支撑。
关键词：举升气井智能稳产柱塞80至90年代对天然气资源的开采利用逐渐兴起，然后天然气资源的开发迎来了高峰期，随着开发的深入，如何实现含水气井稳产是采气工程技术人员面临的新问题。
智能柱塞气举技术的应用，为含水气井长期稳产提供了技术保障。
定义智能柱塞气举技术是利用井本身气压，采用关井期间储存在柱塞下方的天然气能量，通过开井时在柱塞上下产生的压差，把柱塞和井内液体举升到地面。
在举升过程中把柱塞作为液柱和举升气体之间的固体界面，起密封作用，以防止气体的窜流和减少液体的滑落，增加举升效率。
1、智能柱塞气举工艺组成智能柱塞气举工艺主要包括地面工艺系统、地下工艺系统、辅助仪器设备、远程控制操作系统等四部分。
1.1地面工艺系统该系统主要由控制器、单双出口防喷管总成、到达传感器、Kimray气动阀、气体过滤调节器总成等组成。
控制器的主要功能包括开关井时间控制、延迟或续流时间控制、强制关井、柱塞行程计算、总开井时间、井循环次数计数、传感器的开关控制、电池状态显示、远程数据传输与控制等。
常用的PCS控制器具有以下特点：以小时/分/秒的方式设定程序；以压力循环方式进行工作；以压差方式控制作业；以远程数据传输控制；如果柱塞没有到达，自动延迟关井；可进行短循环控制，液晶显示，耗电量低；用户可以自己编程，数据导出及选择使用合适控制器类型。
柱塞气举工艺研究与应用
柱塞气举工艺研究与应用作者：侯军来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第01期摘要：气井井底积液增多会导致产量下降，生产时间缩短，所以优选人工举升方法及时排出积液对气井增产稳产很重要；排液采气的技术很多，可以单独使用，也可以综合运用；在大油管中柱塞气举优势明显，在气液比较大，有足够的压力举升柱塞和积液的情况下，应用柱塞系统可以很好地解决井底积液问题。
关键词：井底积液；人工举升；大油管；柱塞气举1 柱塞气举的简介柱塞气举是一种利用储层能量携液的间歇式人工举升方法。
柱塞是一个与油管相匹配的可在油管里自由游动的活塞，它依靠井的压力上升，并在自身重力作用下落到井底。
1.1 柱塞气举的优缺点①只要井有足够的气液比和足够的压力举升柱塞和积液，应用柱塞系统可以很好地解决井底积液问题；②柱塞气举系统在大直径油管中表现得很好；③如果没有封隔器常规柱寒气举的效果会更好；④与昂贵的抽油机机采排液系统相比，其采收率可能要低一些。
1.2 柱塞气举可行性分析虽然柱塞举升技术相对廉价，但是配套装置的成本较高。
此外，停工时间、柱塞举升设备调试以及产量最优化调试都会增加成本。
1.3 柱塞气举系统组件柱塞气举系统相对简单，需要的组件较少。
设备包括以下组件：①井底减振器弹簧，通过钢缆下入井底；②可以在整个油管内自由运行的柱塞；③电动阀，可以打开和关闭生产管线；④安装在油管上的传感器，可以感应到柱塞的到达；⑤电子控制器，可以调节周期内的产量和关井时间，以达到最大产量。
2 柱塞气举的工艺研究2.1 柱塞气举的启动积液现象不仅仅发生在油管而且也会在井筒周围的地层中产生。
液体在井筒周围地层中聚集可降低油藏的渗透率。
为了部分地补偿这一点，在最初几天推荐用保守的循环运转柱塞。
电子控制器将会对以上各步进行自动控制。
启动程序可以概括如下：①检测、记录套管和油管压力；②打开生产阀后使井口气体快速排出，记录下柱塞到达地面的时间（柱塞运动时间）；③气阀打开开始产气，气阀关闭让柱塞回到井底；④直到套管压力恢复到前一周期的压力，最好让套管压力超过管线压力；⑤打开生产阀，让柱塞回到地面，再次记录下柱塞运行时间，关闭生产阀。
论柱塞气举排水采气工艺技术与实践
科 学 进 步
科 学 与 财 富
论 柱 塞气 举 排 水 采 气 工 艺 技 术 与 实 践
钟
摘
杰 李 志 华
（ 胜 利 油 田油 气 集 输 总 厂 孤 岛分 厂 孤 岛 采 气 队 ） 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 ， 生 产 过 程 中 可 以 不 动 用其 他 生产 设备 ， 大大 降低 了生 产 成 本 。 柱 塞 作 为 密
续上行 ； 液 体 上行 段 塞 充 满 油管 ， 漏 失 量 的 大 小 由段 塞 活 动 速 度 控 制 。 部 分 液 体 开 始 进 入 生产 管线 ， 柱塞液柱加速上行 。 ２ ） 第二阶段为柱塞下降。 柱 塞
待进入捕捉器 ， 控制器关上 ， 柱 塞 加 速 下 落 最 后 达 到 匀 速 下 降 。 若 井 底 流 压 小 于 油 藏
３前 期 试 验 利 用 进 口柱 塞 试 验 ， 目的是 掌握 工 艺 原 理 、 总 结 操 作 方 法 。 ” 井 气 井 柱 塞气举排水采气后 ， 平 均 日产 气 ４ ６ ７ １ ｍ３ ， 日产 水 ３ ． ４ ４ ｍ。 由 该 井 采 气 曲 线 也 可 以看 出 ， 游 动 活 塞 气 举 取 得 了较 好 的排 液 效 果 。 井 利 用 开 ３小 时 关 １小时 的工 作 制 度 ， 在 开 始 时 的生 产 比较 正 常 ， 由于该井的能量不足 ， 后 期产量越来越低直到停产 ， 后面将柱塞捞 出， 但打捞井 下定位器时 ， 在 ５ ７ ６ 米 遇阻， 放 空 后 井 口油 压 下 降 止 ０ ， 判 断 是 出 砂 。该 井 的试 验 中 ， 井 口必 须 改 为 如 图 示 的流 程 。根 据 下游 动 活 塞 之 后 的 生 产 情 况 可 以判 断 ， 游动活塞 排 水 采 气 技 术 排 液 过 程 中 取 得 了一 定 的 效 果 。 根 据 起 出 游 动 活 塞 的情 况 可
论柱塞气举排水采气工艺技术与实践
论柱塞气举排水采气工艺技术与实践柱塞气举排水采气的重要工艺手段目前已经被推广于工程实践领域，并且在低压与低产井的项目改造实施过程中表现为重要的工艺运用效果。
工程技术人员对于气田开采过程如果能正确运用柱塞辅助的排水采气手段，则可以达到井内气体迅速积累的目的，进而对于井内气流形成急剧的推动作用，充分实现了改造与优化低产井产能的目标。
在此基础上，目前针对低压井与低产井在实施工程改造的施工过程中，工程技术人员应当重点运用柱塞气举排水采气的工艺技术手段。
标签：柱塞气举排水采气;工艺技术;实践要点柱塞气举排水采气的工程改造技术手段基本特征为运用柱塞作用力来推动采气过程与井底排水过程的顺利实现，有效保证了气举排水的良好工艺改造效果。
近些年以来，运用柱塞气来辅助实施举排水采气的工程改造技术手段已经得到明显的优化，工程负责部门可以通过投入较少的气井改造成本与资金来满足最大化的采气施工效益，避免投入过高的外界动力辅助施工成本。
1、柱塞气举排水采气的基本工艺特征柱塞气举排水采气的基本工艺特征为：运用机械化的柱塞界面来分隔气井内部的液体与气体，确保在井内液体的上升过程中充分借助于油管柱塞产生的推动能量，进而完成推动液体表面升高的目的，并且对于液体托举的频率进行合理的控制[1]。
在目前的现状下，很多地区针对改造低产气井工程都能做到充分运用上述的托举液面机械改造工艺手段，进而对于滑脱井内液体的潜在安全风险予以有效的消除，同时还可以确保限定在最为合理的液面托举频率范围。
现阶段的多数低产天然气井都具有较差的气举排水运行效果，因此将会造成滞留于井内的气流无法顺利被排出，进而产生比较明显的气体滞留效应。
技术人员对于此类的低产天然气井必须实施全面的工艺改造与优化，充分保证低产天然气井能够达到顺利排出井内滞留气体的效果，增强天然气井的安全运行保障。
在柱塞的机械设备推动下，气举排水的井内采气运行效果就会表现得非常突出，进而达到全面优化井内气举排水运行效率的目标。
大斜度井气举完井管柱研究及应用
摘要
大斜度 井受 井身 轨迹 限制 ，常规 气举 管 柱 不 能 满足 大 斜 度 井 完 井及 钢 丝作 业 要 求 ，为
此 ，开展 了大斜度 井 配套 气举 完 井管柱 研 究 。该 完 井 管柱 在 满 足 气举 功 能 的前 提 下 ，对 常规 气举
完 井配套 工 具进 行 改进 ，以保 证 完 井管柱 顺利 下 井 。冀东 南 堡油 田 １ —３人 工 岛应 用该 气 举 完井 管 柱 表 明，工具 下井成 功 率达 到 １０ ，并 实现 了油 井 的快速 排 液 卸荷 启 动 ，大 大 缩 短 了油 井 启 动 ０％ 时间。该 气举 完 井管 柱具 备 多项 功 能 ，可 实现 热 洗保 护油 层和 不压 井作 业。 关 键词 大斜 度 井 井身 轨迹 气举 完 井
随着 大斜 度井 钻 、完 井技 术 日趋成 熟 ，开 发井 中大斜 度 井 比 例 迅 速 增 加 。在 大斜 度 井 进 行 完 井
占５ ） ％ ，水平 位移 ６０～ ０ ］ ０ ２５０１，油 层套 管 尺 寸为 ３
＋ ７ ． ｍ 或 ＋ ３ ． １７ ８ｍ １９ ７ｍｍ，采 用 ＋ ３０ ｍ 油 管 完 ７ ． ｍ 井或 ＋ ３ ０ ０ ３ｍ ７ ． 、６ ． ｍ组合 油管 完井 。 １ ２ 大 斜度 井气 举 完 井管柱 ．
（ 中 ，在 ４ 其 ０～６ 。 油 井 占 ４ ％ ，大 于 ６ 。 ０的 ６ ０ 的油 井
田 ，直井 配套 气举 完井 管 柱 已成熟 。其 常 规完 井管 柱是 由偏 心工 作筒 ＋钢丝 作业 滑套 ＋ 久 式封 隔器 永 ＋坐放短 节 ＋喇 叭 口组成 ，管 柱 与套管 壁 的摩 擦 因 数小 ，传 递 到管柱 下 端 的轴力 大 ，管柱 很 容易 下人 到井 中 ，同 时 ，在 直井 中封隔 器能 够顺 利 坐封 … 。
气田柱塞气举主体工艺技术探讨
气田柱塞气举主体工艺技术探讨摘要：柱塞气举技术是气举采油技术系列之一，它是通过利用油井气层的气体(或外加气源气体)推动井下柱塞，举升油层液体的一种间歇举升方式。
柱塞在被举升液体和高压气体之间起分隔作用，以减小气相和液相的滑脱损失，从而提高油井的举升效率，目前柱塞气举更多应用在气井排采中。
工作制度反映了柱塞气举井的开、关时间，并进一步决定了油气井是否能正常生产以及产量的大小，因而现场工作更关心的是确定合理的工作制度。
载荷系数是衡量柱塞是否能够正常举升的一项重要参考因素，经常被用来评价工作制度。
根据现场经验统计，载荷系数＞50%时，柱塞无法上行举升排液;载荷系数＜50%时，开井后柱塞能够到达地面的可能性超过80%基于此，本篇文章对气田柱塞气举主体工艺技术进行研究，以供参考。
关键词：气田；柱塞气举主体；工艺技术引言在气田开采工程建设数量不断增加的背景下，由于气田水含量超标将对开采作业的顺利实施造成不良影响，故而如何控制气田水含量逐渐受到业内人员的关注。
随着气井生产延续，气驱能量逐渐衰竭，气井进入中后期，产量逐渐降低，携液能力不足，气体不能将液体从井筒中带出，造成井筒开始积液，影响生产，导致气井产量降低甚至停喷，需要采取一定措施恢复气井生产。
由柱塞气举工艺在气田水含量控制中具有重要作用，其能够为后续开采奠定良好基础。
因此为展现该种工艺的潜在价值，有必要围绕其展开深入研究，充分了解该种工艺的各项内容，并在气田水含量管控中对其进行合理使用，该点对推动油田事业健康发展具有现实意义。
1气田排水采气技术简要分析排水采气是指对气田井地层中的地下水进行清理，将井筒中的积液排出，保证气田井可以正常开采，整体成为排水采气工艺技术。
在气田井开发过程中，主要是利用气层自身的能量将气田自动喷出，使其能够自动产出，但是气田井会随着开采量的增加不断减少产生低压现象，气田井产量就会下降，且在低压的作用下，气田井中可能会出现积液问题，如果积液没有得以及时处理，会导致气田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，结合气田井实际情况，对工艺技术进行优。
本井气柱塞气举技术研究
井 筒 内温 度梯 度 认 为 是 不变 的 ， 即温 度 场 是 稳
排水 采气 问题 。 １ 本 井 气柱 塞气 举技 术原 理
被举 升液 柱 在 向上运 动过 程 中不 发生 物相 之 间 的交 换 ； 由于 柱 塞 长 度 远 小于 举 升 液段 ， 略 柱塞 上 行 忽 与油 管 的摩阻 。
（ ）柱塞 气举 数 学模 型的 建立 ２ 在运 动 过 程 中 ， 柱塞 、 举 升液 柱及 气体 的运 动 被 遵 守质 量 守恒及 能 量守 恒定 理 。 在一 个周 期 内 ， 塞 柱
本 井气 柱塞 气举 技 术应 用领 域主 要用 于 以下两
个方 面 ： 高气液 比油井 采 油 ； 气井 排 水采气 。 ① ② 本 井 气 柱塞 气 举 技 术 特 点 ： 柱塞 作 为 井 下 气 ① 液 界面 ， 大 幅 降 低 滑脱 损 失 ， 高 举 升效 率 ； 柱 可 提 ② 塞举 升 可 将井 底 压 力 降 低到 较 低 水 平 ， 利 于 低压 有 井采 油 ； 柱 塞 在 油 管 内 往 复 运 动 ， 防 止 油 井 结 ③ 可
摘
要 ： 哈油田自９ 吐 １年投 产 以来 ， 随着 油 田的开 发地 层压 力逐 年下 降 而 气油 比呈 急剧 上 升趋 势 ，
特 别是 温 米 油 田出现 了大批 的 高 气油比 油井 ， 这给 目前 采 用的有 杆泵 和 电潜泵 举 升带 来 了一定 的 难度 。 吐 哈 油 田 气藏 为凝析 气藏 ， 埋藏 深 ， 单井 产 能低 ， 气井 开发 滑脱 损失 较大 ， 井底 积 液较 多 ， 成 产 气量 的 造
柱塞气举工艺技术及应用
柱塞气举工艺技术及应用
柱塞气举工艺技术是利用柱塞和柱塞控制的气体和密封件，将需要举升的机器、设备、管道等，从一定高度逐步降低到另一定高度，以实现无缝拆装、安装、维修及拆卸目的的一种技术。
柱塞气举具有灵敏的变高控制、安全可靠、操作简便、体积小、适应性强等优点，可用于铸件件、模具件、冶金产品、压力容器等各种机械设备的拆卸安装、维修及无缝拆装工作。
柱塞气举工艺技术还可以用于石油、化工、冶金、造船、集控系统等工业领域，帮助用户减少安装时间和维护费用，提高设备使用率。
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。
本井气柱塞气举排水采气动态模型的求解及应用
本井气柱塞气举排水采气动态模型的求解及应用作者：葛岢岢韩秋雅吴永红檀朝东来源：《数码设计》2017年第03期摘要：本文根据本井气柱塞气举排水采气工艺举升过程中的动力学分析，应用质量守恒和动量守恒定律，建立了多因素影响下的柱塞和液体段塞运动变系数二阶常微分方程，应用局部截断误差修正过的Miline-Hamming法和Runge-Kutta法相结合的方法对柱塞气举动态方程进行求解。
可以预测举升过程中各关键参数的变化规律及系统动态特征，为本井气柱塞气举优化设计及故障诊断提供了理论依据。
通过编制计算机应用程序，用算例对模型进行验证，预测柱塞气举下行过程任一时刻井筒内柱塞速度、位移、瞬时加速度等关键参数的变化规律，符合现场实际生产情况。
关键词：柱塞气举动态模型；二阶常微分方程；数值解法；计算机程序中图分类号：TP3 文献标志码：A 文章编号：1672-9129（2017）（2017）03-0065-04Abstract：In this paper， according to the dynamic analysis of the lifting process of the gas drainage process in the gas column， Based on the conservation of mass and the law of conservation of momentum， the second - order ordinary differential equation of the variable coefficient of plunger and liquid slug under the influence of multiple factors is established. The dynamic equation of the plunger gas lift is solved by the combination of the Miline-Hamming method and the Runge-Kutta method， which is modified by local truncation error， which can predict the changing rules and the dynamic characteristics of each key parameter in the process of lifting and provides a theoretical basis for the optimal design and fault diagnosis of the gas column. Through the preparation of the computer application program， the calculating example is used to verify the model and the variation of the key parameters such as the speed， displacement and instantaneous acceleration in the wellbore at any time is predicted， which is in accordance with the actual production situation.Keywords：dynamic model of plunger gas lift； second order ordinary differential equation；numerical solution； computer program引言随着气田的开发，气井产能逐年下降，面临单井产能低、气井积液严重、气井携液能力弱等问题。
浅谈柱塞气举排水采气控制系统在气井应用
浅谈柱塞气举排水采气控制系统在气井应用摘要：柱塞气举排水采气技术，是利用气井自身能量推动投入柱塞进行往复运动使井底积水排出，达到排水采气的目的。
为了保证柱塞气举排水采气的安全,提高柱塞排水采气的效果,达到预期的排水采气的技术要求,提高气井的生产能力,达到气田生产的产能指标，在前期人工进行现场调节的基础上，不断研究和开发柱塞排水采气的新工艺技术措施,对其设备进行改造,达到自动控制，远程调节的程度,实现气田生产管理的数字化，智能化。
关键词：柱塞气举；远程控制；排水采气；间歇气井；数字化1.概述柱塞气举技术是利用地层气、注入气的能量，将柱塞及其上部的液体从井底推向井口，排除井底积液，延长气井的生产周期。
该技术能有效降低间歇举升中的液体滑脱（常规间歇气举每300m液体滑脱5%~7%）。
而且它不需其它动力设备、生产成本低，在美国被认为是最佳的排水采气工艺，在国内间歇气举中也得到广泛应用。
该技术一般应用于：1)需要恢复生产的放空井；2)气液比达到250m3/m3/1000m的井；3)关井时井口压力至少比出口压力高1.5倍的井；4)结蜡、析盐和结垢井；5)严重偏离井或边缘井。
该柱塞气举排水采气控制系统的主要功能及技术要求有：1)具有人机交互界面，可进行按键操作及面板显示，并要求全汉字显示；2)具有本地开关井、参数设置、查看数据及操作记录、异常报警等本地操作功能；3)具有远程数据传输系统，可通过远程软件实现远程开关井、参数设置、查看数据及操作记录、异常报警等远程监控；4)系统能读取油压、套压、柱塞运行速度及到达次数、开关井时间及次数、电池电量，能连接现场气液两相流量计，读取气液两相流量数据；5)具有存储功能，可存储一周历史数据，并能通过控制器本地查看数据、状态及操作日志；6)具有远程控制软件，可实时读取数据，数据更新最大不超过5秒；7)可通过上位机软件读取历史数据，并自动生成历史报表和数据曲线；8)具有实时时钟功能，误差不大于0.5s/d；9)系统具有定时开关井、时间优化、压力优化至少三种工作模式，并能根据现场实际要求进行升级；10)柱塞控制器支持Modbus协议和zigbee协议；数据远传系统支持电台及GPRS、3G、4G无线网络通讯；11)具有柱塞到达传感器，能检测柱塞到达，且准确率不低于98%；12)系统长期于户外工作，保证系统在-40~80℃环境范围内稳定工作；13)所有电气防护等级不低于IP65；14)电磁阀、压力变送器、柱塞控制器、柱塞到达传感器等电气防爆等级不低于ExdIIBt4；15)系统整套设备耐压等级不低于25MPa；16)柱塞、卡定器、缓冲器耐压、耐腐蚀，在井下(4000m深)能长期工作而不损坏；17)各类设备接头最好能通用，保证正常连接以及更换方便。
探究柱塞气举排水采气中柱塞的改造——评《气举采油工艺技术》
《气举采油工艺技术》一书概述了各种气举方式 的工具和故障检测。改造升级柱塞装置后，可有效 提高柱塞气举排水采气设备的运用性能，提高排水 采气能力，使气井加快加大生产，在提高产气井产能 方面起着重要的作用。
第一作者简介：刘辉（1985-），男，工程师，2008 年毕业于西南石油大学石油工程专业，封机构后，可有效减少原有 柱塞的部分问题。在油管内运行时，橡胶是收缩的， 可加大和油管间隙，这样可在井底积水产生段塞流， 产气量不足的时候，在油筒内自主下降，可不用关闭 生产井，让柱塞气举继续工作生产，更可加快下落速 度，提高运行效率。柱塞回到缓冲卡定器装置后，积 液会没过柱塞，液体压力的作用下胶桶会压缩，致使 胶皮扩张，让油管壁和柱塞贴近密封，这样的情况下 可以有效防止液体回流。于此同时，地层压力得到 还原，可成功将柱塞托举上升出井口。有效避免滑 脱的同时，也增加了柱塞上下运行时的压力值，转换 为升举力。还可以依据井底压力情况，给柱塞安装 限制重量的有效装置，在积液超过限制高度时，自主 滑落泄压，防止积液过多，导致举升困难问题。
塞运行。此设备成本低，工艺简单化，投入产出比 高。缺点：柱塞与油管间没有间隙，在油管内下降 时，受到的摩擦力，托举力的影响，下落速度过慢，导 致柱塞回落到井底的用时比较长。柱塞的举升能力 是需要定期关闭生产井而正常运行的，需要在井底 积压积攒足够时间的能量，才能使柱塞再次得到有 效的举升功能，这样就会严重影响产能。井口地面 上的设备装置，比较复杂，占地面积较大。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。
柱塞气举工艺技术研究
柱塞气举采油工艺技术研究中国石化中原油田分公司新科力技术公司二00二年六月前言柱塞气举实质上是间歇气举采油的一种特殊形式，由于在举升气体和被举升液载之间提供了一种固体的密封界面，减少了气体的窜流和液体的回落，从而能有效提高气体能量的举升效率，使井的产量大大提高。
柱塞气体的举升能量来源于气体的膨胀能（地层气或注入气），它可以充分利用地层的能量，所以尤其适用于高气液比的采油井。
在常规间歇气举效率不高、效果不明显的井，采用柱塞气举可以提高生产效率，避免气体的无效消耗。
柱塞气举在正常生产时，由于柱塞在油管内往复运动，所以可以起到清、防蜡除垢的作用，可以节约生产时间和生产费用。
柱塞气举井下工具的安装都非常简便，只需利用钢丝绳就可以完成安装和打捞工作，避免了修井作业，这样既可以减少作业对油层的污染，同时可以节约生产时间。
1、工具设备的研制1．1 工作过程柱塞气举装置的正常工作，由时间控制器定时控制气动切断阀的开关来完成，当气动切断阀关闭是，柱塞上的凡尔已被防喷管内的撞击杆顶开，这时，柱塞靠自身重量下落，柱塞撞击缓冲弹簧后凡尔关闭。
当柱塞上方积聚到设计要求的液量时，气动切断阀打开，高压气体经过气举凡尔进入油管，从而把柱塞举升到井口，完成一周期再开始下一循环。
1．2 工具设备的结构和技术参数1、柱塞为弹簧加载的扩张叶片式柱塞，弹簧加载片直径接近于油管内径，扩张开为Ф61，收拢为Ф56，中间有一靠外部顶杆完成开或关的阀，柱塞密封受弹簧叶片及油管内径相对公差大小的影响。
技术参数：材质：合金钢，作防腐处理长度：445mm叶片扩张最大外径：Ф61mm叶片收拢最小外径：Ф56mm打捞颈：Ф35mm质量：6Kg工作过程：上行状态：柱塞座在缓冲弹簧上后，阀杆与缓冲弹簧碰撞上移。
堵塞孔2，使孔1与孔2不连通。
而柱塞叶片在弹簧作用下处于扩张状态，故与油管间隙较小，在举升过程滑脱损失小。
下行状态：柱塞上行，把液体举出井筒后，阀杆与井口防喷盒碰撞下移，孔2与孔1连通。
柱塞气举排水采气工艺研究及应用
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摘 要 吐 哈油 田气藏 为凝 析 气藏 ，埋 深较 深 ，单 井 产 能低 ，气井 开 发 滑脱 损 失 较大 ，井 底 积 液 较 多 ，造 成产 气量 损失 较大 。 目前采 用泡 沫排 水 工 艺效 果 不理 想 ，发 泡剂 消耗 大 ，泡排 作 业 频 繁 ，排 水采 气成本 较 高。 为此 ，研 制 了 ２种本 井 气柱塞 气举 完井 管柱及 配套 工具 。现 场 应用表 明 ， 采 用该 管柱及 配套 工具 ， 管柱 下井 一次成 功 率 １０ ，一次投 捞 成功 率 １０ ，大 大 降低 了排 水采 ０％ ０％ 气成本 ，提 高 了气井 的 自动化 管理水 平 。 关键词 高 气油 比 排 水采 气 本 井气柱 塞 气举 完井 管柱
正 常生产 。
２ ．工作 原理
要是对柱塞下落到卡定器位置时进行缓冲 ， 减缓高 速运 动 的柱塞对 卡定 器形 成 的冲击 。
图 ３ 柱 塞缓 冲 器
（ ） 油 管 卡 定 器 油 管 卡 定 器 （ 图 ４ 是 ３ 见 ）
本井 气柱塞 气举 就是 利用 油井 中天然气 的 自身 能量升举井筒 内聚集液体 的一种机械采油方式 。 ］
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石油机Fra bibliotek械 一 ６ｌ一
２０ ０７年
第３ ５卷
第 ６期
Ｃ Ｉ Ａ Ｐ Ｔ Ｏ 正Ｕ Ｈ Ｎ Ｅ Ｒ Ｉ Ｍ ＭＡＣ Ｉ Ｅ Ｙ ＨＮ Ｒ
．应 用 技 术 ．
本 井气 柱 塞气 举 完 井管柱 的研 制 与应 用
雷 宇
（ 吐哈石油勘探 开发指挥部 工程技 术研 究院）
油管卡定器、单流阀等组成。油井和气井在完成其
它措施 作业 后 ，按 照本井 气柱 塞气举 完 井工 艺下人
下 由柱 塞、柱塞缓 冲器 、油管卡定器 和单 流 阀组
成， 该管柱有 ２ 种现场操作方法。方法一 ，依设计
深度将单流阀、油管卡定器 、柱塞缓冲器同管柱一 起下井 ，最后投入柱塞即可进行柱塞气举生产 。该
方法操作简单 ，但需起管柱 ；方法二 ，在不动原井
引
言
管柱情况下 ，依据设计深度使用标准钢丝作业工具 将单 流阀 、油 管卡 定器 、柱 塞缓 冲器 、柱塞逐 一投 入井 内，钢丝作业完后就可进行生产 。该方法 的优
点是无 须 动管柱 ，节省作 业 时间 。
，，， ，，ｒ ，，，，，
带进气 阀的工作筒 ；一带排液阀的工作筒 ８
技 术 分 析
１ ．管柱结 构 （ ） 完井 管柱 １ （ 图 １ ） 该 管 柱 自上 而 １ 见 ａ
（ ） 完 井管柱 ２ （ 图 １ ） 该 管柱 自上 而 ２ 见 ｂ 下主要 由带气 举 阀 的工 作 筒 、柱 塞 、柱塞 缓 冲器 、
第３ ５卷
第 ６期
下入 ，柱塞 则在 油 （ ）井恢 复 正常生 产后投 入 。 气
管柱 ２较管柱 １ 增加 了几级带气举 阀的工作 筒，柱塞上部的气举 阀作 为油 （ ）井产 出高压 气 气体进入油管的通道 ，柱塞下部的气举阀用于排出 进气阀以上井筒 中的压井液 ，使油 （ ）井恢复 气
了 良好 的试 验效果 。
５ ～ ＿ ． ９
６～ 一
８
Ｉ
！６ 一 —
ａ 完井管柱１ ．
ｂ 完井管柱２ ．
图 １ ２种 完 井 管柱
ｌ 油管 ；２ 套管 ；３ 柱塞 ；４ 柱塞缓 一 － － － 冲器 ； 一 油管 卡定 器 ； 单 流 阀 ； ５ ６一 一
本 井 气柱塞 气举 的原理 是 ，在 井底 压力低 于地 层 饱 和压力 后地层 产 出液 中的气相 分离 出来 ，形成
游离气聚集在油套环空 中，液体进入到油管里 。随 着 产 出液 的聚集 ，环空 中的 天然气越 来越 多 ，导 致 环空压力上升。当环空压力 即套 压升高到一定值 时 ，压力信号传递给地面的时间控制器 ，出油管线 打开。由于井 口油压低于套压 ，在压差作用下 ，环 空 内的气体进入油管并迅速膨胀 ， 压缩油管内的油 气 ，推动柱 塞迅 速 向上运动 ，柱 塞推 动液柱 到达井 口时，液体全部产出。同时，柱塞到达传感器将柱
／ ， ， ， ，
．
吐哈油 田气藏为凝析气藏 ，埋深较深 ，单井产 能低 ，气井开发滑脱损失较大 ，井底积液较多 ，造 成 产气 量损 失较大 。 目前采 用泡 沫排 水工 艺效 果不 理想 ，发泡剂消耗大 ，泡排作业频繁 ，排水采气成 本 较高 ，因此 ，亟 需开 发适 应油 田特 点 的新 型排 水 采气工艺技术 。而本井气柱塞气举技术具有适应高
通过钢丝投捞作业下入油管 的，油管卡定器用于固 定 柱塞缓 冲器 ，其 作用 就是 限位 器 ，限制柱 塞在 油 管中的最大下落深度 ， 避免柱塞下落到工作阀位置 以下 ，造 成在 柱塞 上部 注气 ，导致 柱塞 气举 失败 。
用于气井排液 、与间歇气举联合应用可以减少滑脱 损失 ，并可 以防止蜡的沉积和结垢 。
气 油 比油井采 油和气 井排 水 采气 的特点 ，该 技术 利
一
１
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２ ３ １ — 一 ８
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用油井产 出气的能量将井筒内聚集的液体举升到地
面 ，柱塞 作为 稳定 的气液 界 面 以减 小 滑脱损 失 。本 井气 柱塞 气举 作为 一种过 渡 的举升 方式 ，是解 决 目
．．
一
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８
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前吐哈油 田高气油比井采油和气井排水采气问题的 理想 方案 。为此 ，吐哈石 油勘 探开发 指 挥部工 程技 术研究院设计了 ２ 种本井气柱塞气举完井管柱 ，完
成 了配套井 下工具 的研 制 ，并将 这 ２种完 井管 柱应 用于 高气油 比油 井采 油和气 井排 水采 气作 业 ，取得
完井工艺管柱 ，各级排液阀的深度可在上下 ５Ｉ范 Ｉ Ｔ 围内调整 ，工作筒 、气举阀按照设计深度下人 ， 单 流阀、油管卡定器 、柱塞缓冲器可以同完井管柱一 起下人 ，也可等完井管柱下到位后用钢丝作业工具
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６ ２一
石
油 机
械
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