CN106014346B - 一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，采用连续油管作为速度管柱排水采气；下入连续油管时，将缓冲器、承接器、球形单向阀、堵塞器依次进行预连接，并通过滚压连接的方式将上述连接体与速度管柱进行连接；通过连续油管作业机将连续油管下入到井筒并穿过井下工具，开井生产前，采用氮气增压车打掉连续油管底部的堵塞器，把连续油管作为生产管柱，进行速度管柱排水采气。本发明解决单独采用速度管柱排水采气或柱塞气举排水采气技术无法彻底排除井筒积液和气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气的问题，该方法简单、快捷、成本低，无需起出速度管柱，并且由于柱塞投放深度的增加，能够提高单独采用柱塞气举的排水采气效果。
Description
技术领域
本发明涉及气田开采技术领域，特别涉及一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法及装置，本发明为积液气井的排水采气，是一种解决气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气方法，适用于低压低产易积液气井全生命周期排水采气。
背景技术
随着气井生产时间的持续，气井产能逐渐降低，低于临界携液流速时井底开始积液，若不及时采取排液措施，可使气井水淹、停产。速度管柱排水采气技术是基于井筒两相流和最小携液流量理论，在气井原φ73mm油管中下入φ38.1×3.2mm的连续油管作为生产管柱，剪断连续油管后通过专用悬挂器使其悬挂在采气井口，该技术能在一定程度上降低气井的临界携液流速，增大井筒中气体流速，从而提高气井携液能力，保证气井的平稳生产。当采用速度管柱携液生产很长时间后，气井的实际产量低于在用的φ38.1mm连续油管的临界携液流量（即2000m3/d），气井再次出现积液。速度管柱技术的理论研究和长庆气田大量的应用表明该技术对于产气量2000m3/d以上积液气井，排水采气效果显著。
柱塞气举排水采气技术是在气井原φ73mm油管中投放φ59mm柱塞，充分利用气井自身能量推动柱塞在油管内往复运动，实现周期性举液，从而有效防止气体上窜和液体滑脱，增加举升效率，长庆气田规模化推广应用表明该技术对于产气量500-3000m3/d积液气井，排水采气效果非常显著。当气井产量降至500m3/d时，扣除设备折旧与维护、人工成本等费用，该井已无法再创造经济效益，基本达到废弃标准。
针对φ73mm油管中下入φ38.1×3.2mm的连续油管作为速度管柱排水采气后气井再次积液的情况，目前方法是起出速度管柱，在φ73mm油管中下入投放φ59mm柱塞进行柱塞气举排水采气，但起速度管柱的工艺复杂，成本较高，耗费的人力、物力较多。此外，对于长庆苏里格气田这种普遍采用压裂采气一体化生产管柱的气井，井筒下部均留有安全接头、水力锚等工具，目前在用的φ59mm柱塞气举技术所用的柱塞、缓冲器、承接器等工具无法通过这些井下工具，因此承接器最深投放至安全接头以上5-10m，此位置即为柱塞下行所到达的最低位置，承接器以下150m左右的积液无法排除，在一定程度上影响了柱塞气举排水采气效果和气井生产。
发明内容
为了克服现有工具中无法排除承接器以下150m左右的积液，降低了柱塞气举排水采气效果和气井生产的问题，本发明提供一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法及装置，本发明解决单独采用速度管柱排水采气或柱塞气举排水采气技术无法彻底排除井筒积液的问题，并且该方法能够解决气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气问题，该方法简单、快捷、成本低，无需起出速度管柱，并且由于柱塞投放深度的增加，能够提高单独采用柱塞气举的排水采气效果。
本发明采用的技术方案为：
一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法及装置，具体步骤为：
步骤一 采用连续油管作为速度管柱排水采气；
步骤二 下入连续油管时，将缓冲器、承接器、球形单向阀、堵塞器依次进行预连接，并通过滚压连接的方式将上述连接体与速度管柱进行连接；
步骤三 通过连续油管作业机将连续油管下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上5-10m；
步骤四 开井生产前，采用氮气增压车打掉连续油管底部的堵塞器，把连续油管作为生产管柱，进行速度管柱排水采气；
步骤五 当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放球塞；
步骤六 开井时，上下形成的压差使球形单向阀打开，柱塞携带液体上移并排除井筒；关井时，柱塞依靠自重回落至缓冲器，球形单向阀关闭，阻止了液体流回地层；如此循环，柱塞在井筒中进行间歇气举排水采气生产。
所述步骤一种采用φ38.1mm的连续油管作为速度管柱排水采气生产。
所述步骤五中，当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放φ28mm球塞。
所述步骤三中，通过连续油管作业机将连续油管下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上8m。
一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，包括缓冲器、承接器、球形单向阀和堵塞器，所述缓冲器、承接器、球形单向阀和堵塞器从上到下依次连接，上述连接一体的装置全部预置到连续油管底端；其中所述缓冲器与承接器内部卡定连接，所述的承接器下部与本体间丝扣连接，所述的球形单向阀下端与堵塞器接触连接。
所述承接器下部设有三道渐深式滚压槽，承接器上部设有两道凹槽。
所述球形单向阀由密封球、阀座和阀体组成，所述密封球坐落在阀座上，阀座下端与设置在堵塞器上的阀体连接，所述阀体与堵塞器接触连接。
所述堵塞器为带顶杆的堵塞器。
所述球形单向阀上方设有横档，所述横档位于承接器下方。
本发明的有益效果为：
本发明解决单独采用速度管柱排水采气或柱塞气举排水采气技术无法彻底排除井筒积液的问题，特别适用于气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气，该方法简单、快捷、成本低，无需起出速度管柱，并且由于柱塞投放深度的增加，能够显著提高单独采用柱塞气举的排水采气效果。本发明涉及气田开采技术领域，特别涉及积液气井的排水采气，是一种解决气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气方法，适用于低压低产易积液气井全生命周期排水采气。
附图说明
图1速度管柱已投放且未开井生产时堵塞器未打掉井筒内部示意图。
图2速度管柱已投放且未开井生产时堵塞器已打掉井筒内部示意图。
图3速度管柱生产时堵塞器已打掉井筒内部示意图。
图4柱塞已投放且未开井生产时井筒内部示意图。
图5柱塞气举生产时井筒内部示意图。
图中，附图标记为：1、连续油管；2、缓冲器；3、承接器；31、承接器密封槽；32、承接器滚压槽；4、横档；5、球形单向阀；51、密封球；52、阀座；53、阀体；6、堵塞器；7、球塞。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有工具中无法排除承接器以下150m左右的积液，降低了柱塞气举排水采气效果和气井生产的问题，本发明提供如图1所示的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法及装置，本发明解决单独采用速度管柱排水采气或柱塞气举排水采气技术无法彻底排除井筒积液的问题，并且该方法能够解决气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气问题，该方法简单、快捷、成本低，无需起出速度管柱，并且由于柱塞投放深度的增加，能够提高单独采用柱塞气举的排水采气效果。
一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，具体步骤为：
步骤一 采用连续油管1作为速度管柱排水采气；
步骤二 下入连续油管1时，将缓冲器2、承接器3、球形单向阀5、堵塞器6依次进行预连接，并通过滚压连接的方式将上述连接体与速度管柱进行连接；
步骤三 通过连续油管作业机将连续油管1下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上5-10m；
步骤四 开井生产前，采用氮气增压车打掉连续油管1底部的堵塞器6，把连续油管1作为生产管柱，进行速度管柱排水采气；
步骤五 当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放球塞7；
步骤六 开井时，上下形成的压差使球形单向阀5打开，柱塞携带液体上移并排除井筒；关井时，柱塞依靠自重回落至缓冲器2，球形单向阀5关闭，阻止了液体流回地层；如此循环，柱塞在井筒中进行间歇气举排水采气生产。
本发明中的才气方式有：
速度管柱排水采气生产，在地面依次将缓冲器2、承接器3、球形单向阀5、堵塞器6进行预连接，然后将连接体插入到φ38.1mm连续油管1底部，并通过滚压的方式与连续油管1管体快速连接。利用连续油管作业机将连续油管1下入到气层中部以上5-10m，进行连续油管1井口悬挂、切管及井口恢复。采用氮气增压车打掉连续油管1底部带顶杆的堵塞器6，利用连续油管1作为生产管柱，进行速度管柱排水采气生产。
在工作工程中，速度管柱已投放且未开井生产时，其状态如图1所示。其堵塞器6未打掉。
速度管柱已投放且未开井生产时其状态如图2所示且堵塞器6已打掉。
在速度管柱生产时其状态如图3所示，其工作中堵塞器6已打掉。
在柱塞已投放且未开井生产时其状态为图4所示。
柱塞气举排水采气生产，柱塞气举排水采气适用于产气量500-3000m3/d的积液气井，速度管柱排水采气适用于产气量2000m3/d以上的积液气井，因此，当气井采用速度管柱生产至产气量低于2000m3/d时，气井会再次积液，此时，在地面向φ38.1×3.2mm速度管柱内部投放φ28mm球塞7，进行速度管柱内的柱塞气举排水采气生产，直至气井生产至废弃。
本发明解决单独采用速度管柱排水采气或柱塞气举排水采气技术无法彻底排除井筒积液的问题，特别适用于气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气，该方法简单、快捷、成本低，无需起出速度管柱，并且由于柱塞投放深度的增加，能够显著提高单独采用柱塞气举的排水采气效果。本发明涉及气田开采技术领域，特别涉及积液气井的排水采气，是一种解决气井从投产至废弃整个生命周期内的排水采气方法，适用于低压低产易积液气井全生命周期排水采气。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，所述步骤一种采用φ38.1mm的连续油管1作为速度管柱排水采气生产。
所述步骤五中，当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放φ28mm球塞7。
所述步骤三中，通过连续油管作业机将连续油管1下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上8m。
一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，包括缓冲器2、承接器3、球形单向阀5和堵塞器6，所述缓冲器2、承接器3、球形单向阀5和堵塞器6从上到下依次连接，上述连接一体的装置全部预置到连续油管1底端；其中所述缓冲器2与承接器3内部卡定连接，所述的承接器3下部与本体间丝扣连接，所述的球形单向阀5下端与堵塞器6接触连接。
向井筒下入连续油管前，把柱塞气举排水采气所需的缓冲器2、承接器3、球形单向阀5、堵塞器6从上到下依次连接起来，并完全预置到连续油管1底端；其中缓冲器2与承接器3内部卡定连接，承接器3下部与本体间丝扣连接，球形单向阀5下端与堵塞器6接触连接，顶杆堵塞器6与本体间通过销钉连接，如图2所示。
所述承接器3下部设有三道渐深式滚压槽32，承接器3上部设有两道凹槽31。
所述球形单向阀5由密封球51、阀座52和阀体53组成，所述密封球51坐落在阀座52上，阀座52下端与设置在堵塞器6上的阀体53连接，所述阀体53与堵塞器6接触连接。
所述堵塞器6为带顶杆的堵塞器。
所述球形单向阀5上方设有4，所述横档4位于承接器3下方。
本实施例中，以一次速度管柱配套柱塞气举排水采气所采用的方法及装置为例，对本发明作进一步详细说明。
前期利用速度管柱排水采气
（1）在地面将两道o形橡胶圈装于承接器3上部两道凹槽31内。
（2）依次将缓冲器2、承接器3、球形单向阀5（由密封球51、阀体52、阀座53组成）、顶杆堵塞器6进行预连接。其中缓冲器2与承接器3内部卡定连接，承接器3下部与本体间丝扣连接，球形单向阀5与顶杆堵塞器6仅有接触，顶杆堵塞器6与本体间通过销钉连接。
（3）以连接体下部顶杆堵塞器6的最下端为基准，利用卷尺准确测量出承接器3下部三道渐深式滚压槽32分别对应的长度。
（4）在连续油管1的底部缓慢插入缓冲器2、承接器3、球形单向阀5和顶杆堵塞器6的连接体，直至顶杆堵塞器6的最下端刚好进入到连续油管1中。
（5）按照上述步骤（3）中测量出的对应长度，采用滚压工具将连续油管1滚压至承接器3下部三道渐深式滚压槽32中。
（6）利用连续油管作业机将连续油管1下至设计深度，由于连续油管1的内径和连接体最大外径一致，故连续油管1能穿过井筒中的通径一般为50mm的安全接头、水力锚、封隔器等工具。
（7）在井口剪断连续油管1，并进行悬挂，恢复为速度管柱生产井的井口。
（8）采用氮气增压车向井筒泵注氮气，利用顶杆堵塞器6上下形成的压力差使其掉落至井底，同时，整个球形单向阀5受上下压力差作用下移至固定位置，将连续油管1作为速度管柱。
（9）开井生产时，井底天然气向上流动并吹起球形单向阀5上的密封球51至横挡4（中间有通道）的位置，球形单向阀5打开，开始利用速度管柱排水采气生产。
后期利用柱塞气举排水采气
柱塞气举生产时的状态如图5所示；
（1）气井长期采用速度管柱排水采气，当能量衰减到一定程度时气井井筒再次出现积液。此时，地面关井，球形单向阀5上的密封球51依靠重力回落至阀座52上。
（2）打开井口的放空测试阀，向井筒投放φ28mm球塞7，并依靠自重下落至至缓冲器2上部。
（3）开井生产后，井底逐渐积聚天然气，气流向上流动并吹起球形单向阀5上的密封球51至横挡4的位置，球形单向阀5再次打开，气流向上流动并吹起球塞7，球塞7举升液体向上流动至井口，从而排出积液，气井关闭。
（4）气井关闭后井筒中球塞7和球形单向阀5的上下均无压差，球塞7依靠重力回落至缓冲器2上，球形单向阀5上的密封球51依靠重力回落至阀座52上，球形单向阀5关闭，有效防止了井筒内液体回流至地层。
（5）重复上述步骤（2）、（3）、（4），周期性进行柱塞气举排水采气生产，直至气井达到废弃条件。
本发明所采用装置主要由自行研制的φ28mm球塞和配套的小型缓冲器、承接器、单向阀、带顶杆堵塞器等设备，以及现场施工时所需的连续油管作业机、φ38.1mm连续油管、井口悬挂器、柱塞控制器、到位传感器、控制器、薄膜阀、防喷管等市场上的成熟产品。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (9)
1.一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，其特征在于：
步骤一 采用连续油管（1）作为速度管柱排水采气；
步骤二 下入连续油管（1）时，将缓冲器（2）、承接器（3）、球形单向阀（5）、堵塞器（6）依次进行预连接，并通过滚压连接的方式将上述连接体与速度管柱进行连接；
步骤三 通过连续油管作业机将连续油管（1）下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上5-10m；
步骤四 开井生产前，采用氮气增压车打掉连续油管（1）底部的堵塞器（6），把连续油管（1）作为生产管柱，进行速度管柱排水采气；
步骤五 当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放球塞（7）；
步骤六 开井时，上下形成的压差使球形单向阀（5）打开，柱塞携带液体上移并排出井筒；关井时，柱塞依靠自重回落至缓冲器（2），球形单向阀（5）关闭，阻止了液体流回地层；如此循环，柱塞在井筒中进行间歇气举排水采气生产。
2.根据权利要求1所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，其特征在于：所述步骤一种采用φ38.1mm的连续油管（1）作为速度管柱排水采气生产。
3.根据权利要求1所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，其特征在于：所述步骤五中，当气井产气量低于2000m3/d时，在地面向速度管柱内部投放φ28mm球塞（7）。
4.根据权利要求1所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法，其特征在于：所述步骤三中，通过连续油管作业机将连续油管（1）下入到井筒并穿过井下工具，直至下入到气层中部以上8m。
5.根据利要求1-4所述的任意一种速度管柱配套柱塞气举排水采气方法提供一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，其特征在于：包括缓冲器（2）、承接器（3）、球形单向阀（5）和堵塞器（6），所述缓冲器（2）、承接器（3）、球形单向阀（5）和堵塞器（6）从上到下依次连接，上述连接一体的装置全部预置到连续油管（1）底端；其中所述缓冲器（2）与承接器（3）内部卡定连接，所述的承接器（3）下部与球形单向阀（5）的本体间丝扣连接，所述的球形单向阀（5）下端与堵塞器（6）接触连接。
6.根据利要求5所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，其特征在于：所述承接器（3）下部设有三道渐深式滚压槽（32），承接器（3）上部设有两道凹槽（31）。
7.根据利要求5所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，其特征在于：所述球形单向阀（5）由密封球（51）、阀座（52）和阀体（53）组成，所述密封球（51）坐落在阀座（52）上，阀座（52）下端与设置在堵塞器（6）上的阀体（53）连接，所述阀体（53）与堵塞器（6）接触连接。
8.根据利要求5所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，其特征在于：所述堵塞器（6）为带顶杆的堵塞器。
9.根据利要求5所述的一种速度管柱配套柱塞气举排水采气装置，其特征在于：所述球形单向阀（5）上方设有横档（4），所述横档（4）位于承接器（3）下方。
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2016
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