柱塞气举采油工艺技术

① 柱塞气举气液比与每周期产液量的关系
国外的相关研究表明：对于采用 5 1/2“ 套管 —2 1/2“ 油管 生产的井，最小气液比要达到400m3/m3以上。 国内试验成功的井气液比在600m3/m3以上。
② 柱塞气举每天的最大举液量
柱塞气举的最大日产液量与举升深度及油管尺寸间的函数 关系如图所示，日产液量随油管尺寸的增加而增加，随举升深 度的增加而减少。2 7/8“油管的最大日产液量近似为31.8 m3 。
③确定合理工作参数
油井与气井的工艺参数不同： 油井一般油层供液较好，主要采用柱塞气举将产液持续举 升到地面；而气层能量和供液均较小，通过采用柱塞气举将 井底积液排除，实现气体携液举升。
工艺目的
参数设计
油井井底压力和井筒液柱梯度相 对较大，要求安全系数较大，以 免不能顺利排液 气井井底能量和井液梯度较小， 利于排液，需要较深的举升液面。
应用条件 1）选井合理：
油井应具备自喷生产能力(产量下降)，有生产测试资料， 生产气液比和井口套、油管压差情况不符合选井原则。
2）初期举升试验成功：
油井下入卡定器、缓冲弹簧后进行放压，如柱塞能举升至 井口，即可安装地面控制装置（如不能举升，则表明该井不 适合采用柱塞工艺，需要降液面或外来气帮助）。
2 结 构 与 功 能
时间控制器：核心部件，控制柱塞运行、 接收和处理信号。主要功能： ①设置开井、关井循环和延时程序； ②传送已设定好的相应模式信号； ③接收由到位传感器传送柱塞到达地面的 信号调配。
图1
柱塞气举装置图
气动阀：控制井的开闭。 气体分湿管：给气动阀提供气源。
图1
柱塞气举装置图
防喷管：⑴含柱塞捕捉器，可检查柱塞； ⑵含弹簧加载可拆卸帽盖及缓冲器，防 止柱塞冲击。 到位传感器：感觉柱塞到达并将柱塞到 达信号传递到控制器。
5 应 用 前 景
1）在天然气井上的应用
由于气藏物性较差、产能较低，且地层压力下降较 快，部分气井出现带水生产，个别气井投产即水淹， 有些气藏气井甚至水淹关井。 不能连续生产的间开气井十分适宜应用柱塞气举。
2 ）油井自喷的延续
对高饱和压力油藏，处在自喷生产末期的油井应 用柱塞气举，可解决转抽后产量大幅下降的问题 ( 气 体影响 ) ，明显地延长自喷生产时间，增加原油产量。

柱塞举升具有稳定产量和提高举升效
率的优点

实践证明：柱塞举升可将ห้องสมุดไป่ตู้歇气举井效率提
高25％，同时还可消除蜡、水化物及砂等沉
积问题；每循环举升液量可在很大的范围内 进行调整，可保持稳定产量和高举升效率。
3 举升过程分析
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。
1 ）柱塞上升：控制器打开，柱塞及液体段塞开始向上运动时： ①环空气体下降：
图1
柱塞气举装置图
地面设备安装图
工艺特点


设备简单
全套设备中只有一个运动件─柱塞。柱塞作 为设备中的唯一易损件，可在井口自动捕捉 或极易手工捕捉，容易从一口井起出转向另 一口井，不需立井架，检查、维修或更换都 很方便。另外井下所有设备可用钢丝绳起出， 不需起油管，作业比较简单。

经济性好
初期投资少,与有杆泵相比初期投资费用 低, 运行费用低,不需能源供给。
图1
柱塞气举装置图
图1
柱塞气举装置图
柱塞：带弹簧片的钢制柱体，外形为圆柱 体。外径变化范围58.5～62mm，重量4kg ，长度40cm。 功能：① 在井下天然气恢复压力的作用 下以段塞方式将液体举出井口，滑脱损失 小；②防止在油管内壁结盐、蜡或垢。
井下缓冲弹簧：防止柱塞下 落硬性冲击油管内限位装置
柱塞气举采油工艺技术
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柱塞气举工艺概述 结构、功能与优点 举升过程分析 适应性分析 应用前景
1 概述
技术原理
柱塞气举采油与采气工艺技术原 理相同：相当于一种长冲程的泵举工 艺，利用油层本身的溶解气或外来注 入的能量，借助柱塞把油层产生的聚 集在井筒内的液体举升到地面，使油 气井维持自喷生产。
4 适应性分析
1）选井原则
应用柱塞举升工艺技术的井主要有两种： a 井底压力低、生产能力高的井；
b 井底压力高、生产能力低的井。
下列条件油井一般禁止使用柱塞：
a 井斜过大；
b 大量出砂； c 油管截面积小； d 高产水量的间歇气举井
2）主要影响因素
柱塞举升是一种有局限性的间歇气举，影响柱塞 气举的主要因素有： a 举升深度 b 生产气液比 c 井口套、油管压差 d 油管尺寸 柱塞气举的举升深度限制了柱塞每天运行的最大 周期数，而井口套油管压差、生产气液比和油管尺寸 则限制了每周期的最大举液量。
应 用
用于自喷井的增产 气井排水采气 间歇气举的增产 高气液比油井的生产 自喷井的清蜡、除垢
工艺关键
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柱塞工具质量 地面控制系统 举升系统与油气层的协调 周期工作制度的确定 参数的优化设计
现场实施要求
1、油管垂直，不得有缩径和扩径
2、井口至管鞋畅通无阻 3、液面大于500m（视井深情况） 4、生产气液比大于500 m3/m3
2 ）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。 3 ）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。
柱塞气 举采油
柱塞排 液采气
需要油井保持一定 的井底压力，举升 较多的液体。 最大限度降低液面 以减小井筒对气层 回压，增加供气。
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、柱塞上部的液体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。