柱塞排水采气技术简介

柱塞排水采气工艺是通过间歇开关井的方式积攒能量，从而推动油管内柱塞上下往复运动，排出井筒积液并进行天然气开发的排水采气方法。

工艺具体的工作原理是：柱塞在自身重力作用下沉没到安装在生产管柱底部的卡定器上，同时关井。随着天然气在柱塞下方和油套环空之中聚集，井底天然气能量开始恢复，当井底压力增大到一定值时，打开井口阀门，在油套压差的作用下，油套环空中的天然气进入油管，依靠气体能量将柱塞及其上方液体一同向上举升，液体被排出井筒，同时天然气产出，此时气井仍可继续生产直到井底重新开始积液、积攒的天然气能量释放后，柱塞气举完成一个工作周期。然后关闭井口，柱塞重新回落到卡定器顶部，继续重复上述工作周期。柱塞作为地层产出气与井筒积液之间的固体分界面，可有效降低液体漏失回落，从而减少滑脱损失，增加气举效率。柱塞作为液体和气体分界面的示意图如下图所示。

柱塞气举排水采气工艺安装维护方便，只需对原生产流程设备稍加改造，井下装置安装与回收可以通过投榜方式实现，作业成本和运行成本都较低。其利用气井地层的自身能量持续生产，增加了日产气量，有效降低产量递减速度，并能延长井的生产寿命。柱塞的往复运动对管壁有清除结晶、结拒功能，对地层有抽吸、诱排作用，并且具有很好的携液能力，使间喷或自喷不稳定的井能稳定地排水产气，从而使这类井的管理简单化。该工艺通过定时控制程序控制实现天然气井全自动化无人值守的排水采气生产，大大节约采气工作人员的劳动成本和强度。

工作过程：

整个过程可分为如下图所示的四个阶段，首先在关井阶段，如下图所示，关闭井口，柱塞在自身重力作用下在油管中穿过气柱和积液下落，直至到达井底卡定器的缓冲弹黉上坐稳。如图所示，柱塞会在卡定器上的缓冲弹賛上停留一段时间，在此期间，井底能量在逐渐恢复，井眼周围油气逐渐聚集，地层中产出的气体和液体进入到油套环空之中和油管内，由于井底装置和井筒积液的原因，大部分气体进入油套环空中，大部分液体和少量气体则进入油管内。油管内积液高度重新上升，油、套压力均会回升，上升程度由地层能量决定。

待到油套环空中的压力恢复到足以把柱塞及其上部液体带出井口时就可开井生产，如上图所示。此时油管中气体流出井筒进入地面低压管线，油压降低，油套环空中的气体和地层产出气进入油管膨胀，柱塞底部的压力大于地面油压、柱塞及其上部液段的重力和柱塞上行时与管壁的摩擦力的总和时，气体将推动柱塞及其上部液段离幵卡定器沿油管上行。柱塞到达井口，如图所示，将液体排出井筒，柱塞被捕捉在井口防喷器中。此时油压进一步降低，若地层能量充足、关进复压较高，气井可放喷一段时间，随着生产进行，地层水产出和环空中的积液又重新在油管内聚集，当地层能量不足以排出气体和液体时，代表一个工作周期结束。重新关井复压，幵始下一个工作周期。

柱塞气举系统可根据所选气井的实际情况，从举升类型来说有完全柱塞举升式和组合式两种；根据柱塞的类型可分为整体式和分体式；根据气井的完井方式，又可分为油管柱塞和套管柱塞两种。

柱塞气举排水采气作为一种借助于气藏能量的排水采气方法，其优缺点也是明显的：

1.优点

(1)无需起出油管，就可实现井下柱塞的下人或起出检查及更换。

(2)安装费用低。

(3)通过柱塞在井筒内的上下往复运动，可实现油管内壁的清洁，防止井筒结垢。

(4)适用于高气液比的井。

(5)可同间歇气举一起使用。

(6)可用于安装了井下安全阀的情况，所在的位置。

2.缺点

(1)无法将井采至枯竭。

(2)井下完井管柱不能采用组合管柱，且井口内径与油管柱的内径应一致，否则应安装护套。

(3)采用柱塞气举后，为了进一步提高气井的采收率，最终还需采用其他的排水采气工艺技术。

(4)适用于低产水量的气井。

(5)需对柱塞气举井的工作情况进行更多的监测，以便合理调整柱塞的运行参数。

(6)若柱塞到达井口的速度过快，可能会存在一定的危险，或导致地面设备的过早损坏。

(7)为了使柱塞的运行环境更好，通常要求油套管环空和油管处于连通状态，因而最适合用于井下无封隔器的井。

实际生产过程中，首先应通过分析生产井的具体情况和相关参数编制好该井柱塞气举的工作制度，然后根据工作制度编制运行程序，将其输入到井口控制器内，同时选择适用于该井的柱塞。将柱塞投入到井内以后，再按照已编制好的工作制度，定时控制井口的打开和关闭，使柱塞沿井筒上下往复运行，将井底积液举升至井口。