CN112943170A - 一种低压气井增压增产伴生循环气举系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,涉及天然气开采领域。本发明所述低气压井增压增产伴生循环气举系统包括气井套管、气井油管、液气分离消泡装置、天然气压缩机组、天然气发电机组、发泡剂箱、储气罐以及中控箱,当气井进入采气中后期,井下气体压力降低,气井中气体压力低于液体压力,中控箱控制打开第一阀门并控制天然气压缩机组启动,抽取气井油管中的天然气,以使天然气井口的压力降低,当井口的压力低于所述井下气体压力时,气体从井下流井口,并经液气分离消泡装置进行液气分离后流向天然气压缩机,经天然气压缩机压缩后的高压气体经第二阀门输送至外输管道,有效解决了水堵问题,提高了天然气的采收效率。
Description
技术领域
本发明涉及天然气开采技术领域,尤其涉及一种低压气井增压增产伴生循环气举系统。
背景技术
在现有的采气流程中,靠井下气体的自然压力所形成的压差使气体从井下流向井口,在前期开采过程中,地层压力高,井下液体会被气体携带出井口,不会形成水堵现象。随着开采时间的增长,井下压力会迅速降低,数据显示,新开井第一年的压力降低60%-70%,第二年会在第一年降低的基础上再降30%-40%,然后进入低产期,这个低产期会持续10年-20年的时间,在低产期气体携带液体的能力下降,地层中天然气中所含的水蒸气会凝结沉积在井下,形成水堵现象。
水堵会影响气田产量,甚至造成气田开采停产。因此,气井排水成为了气井开采的一个世界性难题,各种排水工艺应运而生,如气举排水,泡沫排水,各种排水阀排水泵等等。而各种工艺无一例外的都存在各种问题,第一,所有的工艺都是一次性工艺,即堵了再排,排完后过一段时间又堵再排。第二,成本高。第三,排水工艺单独操作占用油田开采时间。
发明内容
为此,本发明提供一种低压气井增压增产伴生循环气举系统。用以克服现有技术中天然气井在开采中后期因压力降低造成水堵而导致天然气采收效率降低的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,包括:
液气分离消泡装置,其与气井油管经管道连接,用以天然气气井中输出的气体进行液气分离,并当在气井油管中加入发泡剂时用以对气井中输出的泡沫进行消泡;
天然气压缩机组,其分别与外输管道、气井套管以及所述液气分离消泡装置连接,当所述气井井口的压力降低时,用以抽取井口的气体进行加压后向外输管道输出和/或向气井套管输入加压气体;
发泡剂箱,其与所述气井油管连接,用以向所述气井中加入发泡剂;
控制箱,其包括中控模块和显示器,所述控制箱分别与压力表、水分仪、流量计、液位计、所述液气分离消泡装置、所述天然气压缩机组以及所述发泡剂箱电连接,用以根据压力表实时监测的压力、水分仪实时监测的携液量、流量计监测的气体流量以及液位计实时监测液面高度控制调节所述低压气井增压增产伴生循环气举系统;
所述控制箱的中控模块内设有标准气体携液量Wb、标准井下液量Qb、标准液量变化速率Va以及标准携液量变化速率Vb,当所述气井井下积聚过多的液体使井下气体压力降低,所述中控模块根据第一液位计监测的井下液面高度,并根据实际液面高度和气井的直径计算井下液体的量Q,将实际计算的液体量Q与标准气井液量Qb进行比对,若Q≥Qb,则所述中控处理器根据所述实际液体的量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂并启动天然气压缩机工作向所述气井套管中输送加压气体以排出气井中的液体,在排出气井中液体过程中,所述控制箱实时控制液位计监测气井中的液位,若Q<Qb,则所述中控模块获取所述水分仪实时监测的实际气体携液量W,并将该实际气体携液量W和标准气体携液量Wb进行比对,若W>Wb,所述中控模块根据所述实际气体携液量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂同时并根据实际液体的量对发泡剂使用标准进行修正后向所述气井油管中添加发泡剂后启动天然气压缩机工作向所述气井套管中输送加压气体,若W≤Wb,所述控制箱控制启动天然气压缩机工作并经所述第五阀门向气井套管中注入加压气体;
当Q<Qb且W≤Wb,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机时,所述中控模块测算的实际气井深度选取对应的气井第一压差,所述天然气压缩机工作以使实际气井压差达到选取的对应气井第一压差,当通过所述实际气井深度确定气井第一压差时,所述中控模块获取所述液位计实时监测的气井液量并计算气井液量变化速率Va和获取所述水分仪实时监测的气体携液量并计算气体携液量变化速率Vb,所述中控模块将计算得到的实际气井液量变化速率与气井液量变化速率VaO进行比对,若Va≥VaO,则所述中控模块计算所述实际气井液量变化速率和所述气井液量变化速率的差值ΔVa,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Va<VaO,所述中控模块将计算得到的实际气体携液量变化速率Vb和气井携液量变化速率VbO进行比对,若Vb≥Vb,则所述中控模块计算所述实际气井携液量变化速率Vb与所述气井携液量变化速率VbO的差值ΔVb,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Vb<VbO,则所述中控模块控制所述天然气压缩机保持当前功率工作以使当前气井压差保持不变。
进一步地,所述中控模块还设有气井液量和发泡剂第一标准所述气井液量包括第一气井液量Q1,第二气井液量Q2,第三气井液量Q3,其中,Q1<Q2<Q3,所述发泡剂第一标准包括第一发泡剂第一标准Fa1,第二发泡剂第一标准Fa2,第三发泡剂第一标准Fa3,其中,Fa1<Fa2<Fa3,对于第i发泡剂第一标准Fai,设定i=1,2,3,设定Fai(Mfi,Cfi),其中,Mfi为第i发泡剂用量第一标准,Cfi为第i发泡剂浓度第一标准,
当天然气井进入采气中后期,所述气井中井下气体压力较小时,所述中控模块获取所述液位计实时监测的液面高度Hy后计算气井中实际液量Q并将实际液量Q与标准气井液量Qb进行比对,若Q>Qb,所述控制箱根据所述实际液量控制中控模块选取对应发泡剂第一标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当Q1<Q≤Q2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第一标准Fa1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q2<Q≤Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q>Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
进一步地,所述中控模块还设有气体携液量和发泡剂第二标准,所述气体携液量包括第一气体携液量W1,第二气体携液量W2,第三气体携液量W3,其中,W1<W2<W3,所述发泡剂第二标准包括第一发泡剂第二标准Fb1,第二发泡剂第二标准Fb2,第三发泡剂第二标准Fb3,其中,Fb1<Fb1<Fb3,对于第j发泡剂第二标准Fbj,设定i=1,2,3,设定Fbj(Mfj,Cfj),其中,Mfj为第j发泡剂用量第二标准,Cfj为第j发泡剂浓度第二标准,
当气井中井下气体压力较小,所述中控模块获取所述液位计监测的液面高度H后计算气井中实际液量Q并比对实际液量Q与标准气井液量Qb,若Q≤Qb或气井中液面高度Hy≤0时,所述中控模块获取所述水分仪实时监测的所述气井中输出的气体实际携液量W,并比对实际携液量W和标准气体携液量Wb,若W>Wb,所述控制箱根据所述实际携液量W控制所述中控模块选定对应的发泡剂第二标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当W1<W≤W2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第二标准Fb1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W2<W≤W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第二标准Fb2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W>W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第三发泡剂第二标准Fb3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
进一步地,所述中控模块还设有液量差值和发泡剂量调节系数,所述液量差值包括第一液量差值ΔW1,第二液量差值ΔW2,第三液量差值ΔW3,其中,ΔW1<ΔW2<ΔW3,所述发泡剂量调节系数包括第一发泡剂量调节系数K1,第二发泡剂量调节系数K2,第三发泡剂量调节系数K3,其中,1<K1<K2<K3<2,
当所述中控模块将所述发泡剂第二标准选定为Fbi时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计监测的实时液面高度计算气井实际液量Q与标准气井液量Qb的实际差值ΔW,设定ΔW=Qb-Q,所述中控模块保持发泡剂浓度不变并根据该实际液量差值选取发泡剂量调节系数调节所述发泡剂第二标准中发泡剂添加量,
当ΔW1<ΔW≤ΔW2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K1控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW2<ΔW≤ΔW3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K2控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW>ΔW34时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K3控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当选取Ki调节所述发泡剂的添加量时,设定i=1,2,3,设定调节后的发泡剂添加量为Mfj′,Mfj′=Mfj×Ki。
进一步地,所述中控模块还设有气井深度和气井第一压差,所述气井第一压差为气井的井下压力Pè和气井的井口压力Pé的差值,设定ΔPa=|Pè-Pé|,所述气井深度包括第一气井深度Hq1,第二气井深度Hq2,第三气井深度Hq3,Hq1<Hq2<Hq3,所述气井压差包括第一气井第一压差ΔPa1,第二气井第一压差ΔPa2,第三气井第一压差ΔPa3,其中,ΔPa1<ΔPa2<ΔPa3,
当Q≤Qb且W≤Wb时,所述中控模块获取实际的气井深度数值,中控模块根据获取的该实际的气井深度Hq选取对应的气井第一压差,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机将气井压差控制在所述气井第一压差,
当Hq1<Hq≤Hq2时,所述中控模块选取ΔPa1作为气井第一压差,
当Hq2<Hq≤Hq3时,所述中控模块选取ΔPa2作为气井第一压差,
当Hq>Hq3时,所述中控模块选取ΔPa3作为气井第一压差。
进一步地,所述中控模块还设有液量变化速率和气井第一压差调节量,所述液量变化速率包括第一液量变化速率Va1,第二液量变化速率Va2,第三液量变化速率Va3,其中Va1<Va2<Va3,所述气井压差调节量包括第一气井第一压差调节量Pa1,第二气井第一压差调节量Pa2,第三气井第一压差调节量Pa3,其中,Pa1<Pa2<Pa3,
当Q≤Qb且W≤Wb,所述中控模块将选取ΔPai作为气井第一压差时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计在t1监测周期内的液量变化计算实际液量变化速率Va,中控模块根据该实际液量变化速率选取对应的气井第一压差调节量以使控制箱控制调节气井压差,
当Va1<Va≤Va2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一气井第一压差调节量Pa1控制调节气井压差,
当Va2<Va≤Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第二气井第一压差调节量Pa2控制调节气井压差,
当Va>Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第三气井第一压差调节量Pa3控制调节气井压差,
当中控模块选取Paj时,设定j=1,2,3,所述中控模块将调节后的气井压差设定值为APa′,设定ΔPa′=ΔPai+Paj。
进一步地,所述中控模块还设有携液量变化速率和气井第一压差修正量,所述携液量变化速率包括第一携液量变化速率Vb1,第二携液量变化速率Vb2,第三携液量变化速率Vb3,其中,Vb1<Vb2<Vb3,所述气井第一压差修正量包括第一气井第一压差修正量Pa′1,第二气井第一压差修正量Pa′2,第三气井第一压差修正量Pa′3,其中,Pa′1<Pa′2<Pa′3,
当所述控制箱控制对所述气井第一压差通过液量变化速率选取对应气井第一压差调节量调节完成时,所述中控模块获取t1周期内所述水分仪监测的气体携液量,中控模块通过t1周期内的气体携液量计算气体的实际携液量变化速率Vb,中控模块根据该实际携液量变化速率选取对应的气井第一压差修正量,所述控制箱控制根据该所述气井第一压差修正量修正气井压差,
当Vb1<Vb≤Vb2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第一气井第一压差修正量Pa′1控制修正所述气井压差,
当Vb2<Vb≤Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第二气井第一压差修正量Pa′2控制修正所述气井压差,
当Vb>Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第三气井第一压差修正量Pa′3控制修正所述气井压差,
当中控模块选取Pa′j时,设定j=1,2,3,所述中控模块将修正后的气井压差设定值为ΔPa″,设定ΔPa"=ΔPa′+Pa′j。
进一步地,所述中控模块还设有综合参数和气井第二压差,所述综合参数包括第一综合参数U1,第二综合参数U2,第三综合参数U3,其中,U1<U2<U3,所述气井第二压差包括第一气井第二压差ΔPb1,第二气井第二压差ΔPb2,第三气井第二压差ΔPb3,其中,ΔPb1<ΔPb2<ΔPb3,
当所述中控模块获取所述液位计监测的所述气井液量下降至标准液量五分之一时,所述中模块检测实际气井深度、实际气井直径以及单位时间内气井油管中的天然气流量数据,并根据该数据计算所述气井的实际综合参数,中控模块根据该实际综合参数U选取对应的气井第二压差,设定U=[π×(D/2)×H]/S,其中,D为气井直径,H为气井深度,S为所述流量计检测的所述气井实时输出的天然气流量,
当U1<U≤U2时,所述中控模块选取第一气井第二压差U1作为气井第二压差,
当U2<U≤U3时,所述中控模块选取第二气井第二压差U2作为气井第二压差,
当U>U3时,所述中控模块选取第三气井第二压差U3作为气井第二压差。
进一步地,所述低压气井增压增产伴生循环气举系统还包括天然气发电机组、排污管汇以及储气罐,所述天然气发电机组与所述液气分离消泡装置经管道连接,用以发电并分别向所述天然气压缩机、所述控制箱、压力表所述水分仪、液位计供电,所述液位计包括设置在气井中的第一液位计和设置在所述液气分离消泡装置中的第二液位计,所述排污管汇与所述液气分离消泡装置经管道连接,当所述第二液位计检测到所述液气分离消泡装置中的液位达到液位阈值时,所述控制箱控制打开阀门排出所述液气分离消泡装置中的液体。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,当所述气井内的液体过多,造成井内水堵现象时,所述中控处理器控制所述天然气压缩机组抽取井口的气体并控制打开所述第七阀门向所述气井油管内注入发泡剂,同时控制关闭第三阀门和第四阀门,打开第二阀门和第五阀门,所述天然气压缩机组将加压后的气体分别经第二阀门向外输管道输出和经第五阀门向气井套管中输入高压气体以使向气井套管中压力增大,同时通过发泡剂与井下液体反应生成泡沫,将井下的过多的液体从气井油管排出至液气分离消泡装置,进行消泡和液气分离,将井下过多液体通过加压和泡沫携液排出气井油管,在解决了水堵问题的基础上,提高了天然气的采收效率。
进一步地,通过在控制箱的中控模块中设置标准气体携液量和标准井下液量,并通过所述中控模块控制所述液位计实时监测井下的液面高度并计算实际井下液量和控制所述水分仪实时监测由气井油管输送至所述液气分离消泡装置的实际气体携液量,通过将实际井下液量和标准井下液量进行比对,若井下液量超出标准井下液量,则通过井下液量向气井油管中添加对应量的发泡剂,若实际井下液量未超出标准井下液量,则将实际气体携液量和标准气体携液量进行比对,若实际气体携液量超出标准气体携液量,则根据所述实际气体携液量选取发泡剂的量,同时根据实际井下液量对添加的发泡剂的量进行修正后向气井油管中添加对应量的发泡剂,通过实时对气井中井下液量和气体携液量实时监测并根据监测结果添加发泡剂以对气井进行排水,有效预防了水堵现象的产生,从而进一步提高了对气井中天然气的采收效率。
进一步地,通过对气井深度进行实测并根据实测气井深度选取对应的气井第一压差,以使所述天然气压缩机组压缩气体时,将气井中井下和井口的压差保持在与实测气井深度对应的气井第一压差一致,并通过所述实际气井液量和所述气体携液量对该气井第一压差进行调节,以使所述气井中的压差以较优气井压差经第二阀门向外输管道输送天然气,进一步有效预防了水堵现象,从而进一步提高了对气井中天然气的采收效率。
进一步地,通过所述液位计实时监测的气井中的液量和标准气井液量进行对比,并根据对比结果确定是否向气井中添加发泡剂,若需要添加发泡剂,则控制箱控制所述中控模块根据实际气井中的液量选取对应发泡剂第一标准向气井中添加发泡剂,通过加入适量的发泡剂制造泡沫带出气井中的过多液体,解决了气井的水堵现象,提高气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,通过所述水分仪实时监测的所述气井中输出的气体实际携液量和标准气体携液量进行比对,并根据比对结果确定是否向所述气井中添加发泡剂,若需要添加发泡剂,则控制箱控制所述中控模块根据所述实际携液量确定发泡剂第二标准,提高了向气井中添加发泡剂的控制的精确程度,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,当所述中控模块根据所述水分仪实时监测的气体实际携液量选定所述发泡剂第二标准时,所述中控模块进一步根据所述液位计监测的实际气井液量选取发泡剂添加量调节系数,所述中控根据选取的所述发泡剂添加量调节系数对选定的发泡剂第二标准中的发泡剂添加量进行调节,所述控制箱根据调节完成的发泡剂量和所述第二标准中的发泡剂浓度向所述气井中添加发泡剂,提高了向气井中添加发泡剂的控制的精确程度,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,所述中控模块通过获取所述实际气井深度并根据该实际气井深度控制启动天然气压缩机控制所述气井第一压差,保证了在气井中无液体或有少量液体时,将井下的液体通过快速流动的气体带至井口以流向所述液气分离消泡装置,从而提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,通过所述控制箱控制液位计获取一定的周期内的气井液量,并根据周期内的多个气井液量数据计算气井内液量的变化速率,所述控制箱根据气井液量变化速率实时对设置完成的气井第一压差以选取的气井第一压差调节量对气井第一压差进行调节,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,通过所述控制箱控制水分仪获取一定的周期内的气体携液量,并根据周期内的多个气体携液量数据计算气体的携液量变化速率,所述控制箱根据携液量变化速率实时对经所述气井第一压差调节量调节完成气井压差再次进行修正,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
进一步地,当所述气井中液体排出至标准气井液量五分之一时,所述中控模块判定所述气井中液体不会造成水堵现象,天然气能够正常开采时,所述控制箱控制所述天然气压缩机降低功率以将气井压差调节为对应的气井第二压差,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
附图说明
图1为本发明所述一种低压气井增压增产伴生循环气举系统的结构示意图;
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述:应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示,其为本发明所述一种低压气井增压增产伴生循环气举系统的结构示意图。本发明实施例所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,包括液气分离消泡装置1、天然气压缩机组2、发泡剂箱3、中控箱4、天然气发电机组7、储气罐8、气井套管9以及气井油管10。
所述气井套管9设置在天然气气井中,所述气井油管10设置在所述气井管套9中且所述气井油管10底部远离所述气井套管9内部底面,所述气井油管10中井口处设置有流量计16;所述气井油管10输气端分别通过管道连接有液气分离消泡装置1和发泡剂箱3,所述液气分离消泡装置1与所述气井油管10经输气管道连接,所述发泡剂箱3与所述气井油管10经输液管道连接,所述发泡剂箱3内装有发泡剂,用以根据实际使用需求向所述气井油管10中注入发泡剂,所述发泡剂箱3的出口处设置有第七阀门22,所述液气分离消泡装置与所述气井油管连接的输气管道上分别设置有用以实时监测输气管道内压力的压力表13和监测输气管道内含水量的水分仪14,所述液气分离消泡装置1用以对携液气体进行液气分离以及当气井中加入发泡剂时,对携气泡沫进行消泡,所述液气分离消泡装置1下部还通过输液管道连接有排污管汇25,且所述输液管上还设置有第八阀门24。
所述液气分离消泡装置1分别与所述天然气压缩机组2和所述天然气发电机组7经输气管道连接且所述管道上靠近所述天然气压缩机组2处设置有第一阀门17,所述管道上靠近所述天然气发电机组处设置有第六阀门22。
所述天然气压缩机组2还与所述储气罐8、气井套管9以及外输管道15相连,用以将经所述液气分离消泡装置分离完成的天然气加压后向天然气外输管道输出和/或输送至所述储气罐进行储存备用和/或输送至气井管套9中以对气井进行加压,所述管道上靠近所述外输管道15处设置有第二阀门18,所述天然气压缩机组2与所述气井套管9的连接管道上设置有第五阀门21。
所述控制箱4中设置有显示器5和中控模块6,所述中控模块6分别与所述显示器5、液气分离消泡装置1、天然气压缩机组2、天然气发电机组7、压力表13、水分仪14以及各阀门电连接。
具体而言,当所述气井进入采气中后期,所述气井中井下气体压力较小,所述气井中气体压力低于液体压力,所述控制箱4控制打开第一阀门17并控制所述天然气压缩机组2启动,抽取气井油管10中的天然气,以使天然气井口的压力降低,当井口的压力低于所述井下气体压力时,气体从井下流井口,并经液气分离消泡装置1进行液气分离后流向所述天然气压缩机2,经所述天然气压缩机2压缩后的高压气体经第二阀门18输送至外输管道。
具体而言,当所述气井内的液体过多,造成井内水堵现象时,所述控制箱3控制所述天然气压缩机组2抽取井口的气体并控制打开所述第七阀门23向所述气井油管10内注入发泡剂,同时控制关闭第三阀门19和第四阀门20,打开第二阀门18和第五阀门21,所述天然气压缩机组2将加压后的气体分别经第二阀门18向外输管道15输出和经第五阀门21向气井套管9中输入高压气体以使向气井中压差增大,同时通过发泡剂与井下液体反应生成泡沫,将井下的过多的液体从气井油管10排出至液气分离消泡装置1,进行消泡和液气分离,通过将井下过多液体通过加压和泡沫携液排出气井油管,在解决了水堵问题的基础上,提高了天然气的采收效率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,在所述控制箱的中控模块内设有标准气体携液量Wb、标准井下液量Qb、标准液量变化速率Va以及标准携液量变化速率Vb;
当所述天然气井开采至中后期,所述井下气体压力降低时,所述控制箱4获取所述水分仪14实时监测所述井口输出的天然气实际气体携液量W,并当所述实际气体携液量超出标准气体携液量Wb时,所述控制箱4控制启动所述天然气压缩机组2工作,抽取井口的气体并加压后向所述外输管道15输入高压气体同时经第五阀门21向气井套管中输入高压气体以增加气井油管10中气体的流速和排出井下液体;
当所述井下积聚过多的液体使井下气体压力降低,通过控制箱4控制启动所述天然气压缩机组2工作以向气井套管9中输入的高压气体不足以使井内液体以及液气排出气井油管10时,所述控制箱4控制所述第一液位计11检测所述井下液体的高度,并根据实际测得的液面高度和气井的直径计算井下液体的量Q,若Q≥Qb,则所述控制箱4根据所述实际液体的量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂并启动天然气压缩机组4工作向所述气井套管中输送加压气体以排出气井中的液体,在排出气井中液体过程中,所述控制箱4实时控制第一液位计11监测气井中的液位,若Q<Qb,则所述中控模块6获取所述水分仪实时监测的实际气体携液量W,并将该实际气体携液量W和标准气体携液量Wb进行对比,若W>Wb,所述中控模块6根据所述实际气体携液量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂同时并根据实际液体的量对发泡剂使用量进行修正后向所述气井油管中添加发泡剂后启动天然气压缩机组2工作向所述气井套管9中输送加压气体,若W≤Wb,所述控制箱4控制启动天然气压缩机组2工作并经所述第五阀门21向气井套管9中注入加压气体。
具体而言,通过在控制箱4的中控模块6中设置标准气体携液量和标准井下液量,并通过所述中控模块控制所述第一液位计11实时监测井下的液面高度并计算实际井下液量和控制所述水分仪14实时监测由气井油管10输送至所述液气分离消泡装置1的实际气体携液量,通过将实际井下液量和标准井下液量进行比对,若井下液量超出标准井下液量,则通过井下液量向气井油管10中添加对应量的发泡剂,若实际井下液量未超出标准井下液量,则将实际气体携液量和标准气体携液量进行比对,若实际气体携液量超出标准气体携液量,则根据所述实际气体携液量选取发泡剂的量,同时根据实际井下液量对添加的发泡剂的量进行修正后向气井油管10中添加对应量的发泡剂,通过实时对气井中井下液量和气体携液量实时监测并根据监测结果添加发泡剂以对气井进行排水,有效预防了水堵现象的产生,从而进一步提高了对气井中天然气的采收效率。
当Q<Qb且W≤Wb,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机时,所述中控模块测算的实际气井深度选取对应的气井第一压差,所述天然气压缩机工作以使实际气井压差达到选取的对应气井第一压差,当通过所述实际气井深度确定气井第一压差时,所述中控模块获取所述第一液位计实时监测的气井液量并计算气井液量变化速率Va和获取所述水分仪实时监测的气体携液量并计算气体携液量变化速率Vb,所述中控模块将计算得到的实际气井液量变化速率与气井液量变化速率VaO进行比对,若Va≥VaO,则所述中控模块计算所述实际气井液量变化速率和所述气井液量变化速率的差值ΔVa,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Va<VaO,所述中控模块将计算得到的实际气体携液量变化速率Vb和气井携液量变化速率VbO进行比对,若Vb≥Vb,则所述中控模块计算所述实际气井携液量变化速率Vb与所述气井携液量变化速率VbO的差值ΔVb,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Vb<VbO,则所述中控模块控制所述天然气压缩机保持当前功率工作以使当前气井压差保持不变。
具体而言,通过对气井深度进行实测并根据实测气井深度选取对应的气井第一压差,以使所述天然气压缩机组压缩气体时,将气井中井下和井口的压差保持在与实测气井深度对应的气井第一压差一致,并通过所述实际气井液量和所述气体携液量对该气井第一压差进行调节,以使所述气井中的压差以较优气井压差经第二阀门向外输管道输送天然气,进一步有效预防了水堵现象,从而进一步提高了对气井中天然气的采收效率。
具体而言,当所述第一液位计实时监测的实际气井液量低于标准气井液量的二分之一时,所述中控模块根据实际工艺参数U选取对应的气井第二压差,以使所述控制箱控制所述天然气压缩机组以所述气井第二压差对应的功率工作,当气井液量降低至井下气体能够以自身压力排出时,通过所述实际工艺参数选取对应气井第二压差以降低所述天然气压缩机功率,在保证天然气采收效率的同时,节省了资源。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有气井液量和发泡剂第一标准所述气井液量包括第一气井液量Q1,第二气井液量Q2,第三气井液量Q3,其中,Q1<Q2<Q3,所述发泡剂第一标准包括第一发泡剂第一标准Fa1,第二发泡剂第一标准Fa2,第三发泡剂第一标准Fa3,其中,Fa1<Fa2<Fa3,对于第i发泡剂第一标准Fai,设定i=1,2,3,设定Fai(Mfi,Cfi),其中,Mfi为第i发泡剂用量第一标准,Cfi为第i发泡剂浓度第一标准,
当天然气井进入采气中后期,所述气井中井下气体压力较小时,所述中控模块获取所述液位计实时监测的液面高度Hy后计算气井中实际液量Q并将实际液量Q与标准气井液量Qb进行比对,若Q>Qb,所述控制箱根据所述实际液量控制中控模块选取对应发泡剂第一标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当Q1<Q≤Q2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第一标准Fa1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q2<Q≤Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q>Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
具体而言,通过所述液位计实时监测的气井中的液量和标准气井液量进行对比,并根据对比结果确定是否向气井中添加发泡剂,若需要添加发泡剂,则控制箱控制所述中控模块根据实际气井中的液量选取对应发泡剂第一标准向气井中添加发泡剂,通过加入适量的发泡剂制造泡沫带出气井中的过多液体,解决了气井的水堵现象,提高气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有气体携液量和发泡剂第二标准,所述气体携液量包括第一气体携液量W1,第二气体携液量W2,第三气体携液量W3,其中,W1<W2<W3,所述发泡剂第二标准包括第一发泡剂第二标准Fb1,第二发泡剂第二标准Fb2,第三发泡剂第二标准Fb3,其中,Fb1<Fb1<Fb3,对于第j发泡剂第二标准Fbj,设定i=1,2,3,设定Fbj(Mfj,Cfj),其中,Mfj为第j发泡剂用量第二标准,Cfj为第j发泡剂浓度第二标准,
当气井中井下气体压力较小,所述中控模块获取所述液位计监测的液面高度H后计算气井中实际液量Q并比对实际液量Q与标准气井液量Qb,若Q≤Qb或气井中液面高度Hy≤0时,所述中控模块获取所述水分仪实时监测的所述气井中输出的气体实际携液量W,并比对实际携液量W和标准气体携液量Wb,若W>Wb,所述控制箱根据所述实际携液量W控制所述中控模块选定对应的发泡剂第二标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当W1<W≤W2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第二标准Fb1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W2<W≤W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第二标准Fb2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W>W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第三发泡剂第二标准Fb3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
具体而言,通过所述水分仪实时监测的所述气井中输出的气体实际携液量和标准气体携液量进行比对,并根据比对结果确定是否向所述气井中添加发泡剂,若需要添加发泡剂,则控制箱控制所述中控模块根据所述实际携液量确定发泡剂第二标准,提高了向气井中添加发泡剂的控制的精确程度,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有液量差值和发泡剂量调节系数,所述液量差值包括第一液量差值ΔW1,第二液量差值ΔW2,第三液量差值ΔW3,其中,ΔW1<ΔW2<ΔW3,所述发泡剂量调节系数包括第一发泡剂量调节系数K1,第二发泡剂量调节系数K2,第三发泡剂量调节系数K3,其中,1<K1<K2<K3<2,
当所述中控模块将所述发泡剂第二标准选定为Fbi时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计监测的实时液面高度计算气井实际液量Q与标准气井液量Qb的实际差值ΔW,设定ΔW=Qb-Q,所述中控模块保持发泡剂浓度不变并根据该实际液量差值选取发泡剂量调节系数调节所述发泡剂第二标准中发泡剂添加量,
当ΔW1<ΔW≤ΔW2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K1控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW2<ΔW≤ΔW3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K2控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW>ΔW34时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K3控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当选取Ki调节所述发泡剂的添加量时,设定i=1,2,3,设定调节后的发泡剂添加量为Mfj′,Mfj′=Mfj×Ki。
具体而言,当所述中控模块根据所述水分仪实时监测的气体实际携液量选定所述发泡剂第二标准时,所述中控模块进一步根据所述第一液位计监测的实际气井液量选取发泡剂添加量调节系数,所述中控根据选取的所述发泡剂添加量调节系数对选定的发泡剂第二标准中的发泡剂添加量进行调节,所述控制箱根据调节完成的发泡剂量和所述第二标准中的发泡剂浓度向所述气井中添加发泡剂,提高了向气井中添加发泡剂的控制的精确程度,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有气井深度和气井第一压差,所述气井第一压差为气井的井下压力Pè和气井的井口压力Pé的差值,设定ΔPa=|Pè-Pé|,所述气井深度包括第一气井深度Hq1,第二气井深度Hq2,第三气井深度Hq3,Hq1<Hq2<Hq3,所述气井压差包括第一气井第一压差ΔPa1,第二气井第一压差ΔPa2,第三气井第一压差ΔPa3,其中,ΔPa1<ΔPa2<ΔPa3,
当Q≤Qb且W≤Wb时,所述中控模块获取实际的气井深度数值,中控模块根据获取的该实际的气井深度Hq选取对应的气井第一压差,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机将气井压差控制在所述气井第一压差,
当Hq1<Hq≤Hq2时,所述中控模块选取ΔPa1作为气井第一压差,
当Hq2<Hq≤Hq3时,所述中控模块选取ΔPa2作为气井第一压差,
当Hq>Hq3时,所述中控模块选取ΔPa3作为气井第一压差。
具体而言,所述中控模块通过获取所述实际气井深度并根据该实际气井深度控制启动天然气压缩机控制所述气井第一压差,保证了在气井中无液体或有少量液体时,将井下的液体通过快速流动的气体带至井口以流向所述液气分离消泡装置,从而提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有液量变化速率和气井第一压差调节量,所述液量变化速率包括第一液量变化速率Va1,第二液量变化速率Va2,第三液量变化速率Va3,其中Va1<Va2<Va3,所述气井压差调节量包括第一气井第一压差调节量Pa1,第二气井第一压差调节量Pa2,第三气井第一压差调节量Pa3,其中,Pa1<Pa2<Pa3,
当Q≤Qb且W≤Wb,所述中控模块将选取ΔPai作为气井第一压差时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计在t1监测周期内的液量变化计算实际液量变化速率Va,中控模块根据该实际液量变化速率选取对应的气井第一压差调节量以使控制箱控制调节气井压差,
当Va1<Va≤Va2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一气井第一压差调节量Pa1控制调节气井压差,
当Va2<Va≤Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第二气井第一压差调节量Pa2控制调节气井压差,
当Va>Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第三气井第一压差调节量Pa3控制调节气井压差,
当中控模块选取Paj时,设定j=1,2,3,所述中控模块将调节后的气井压差设定值为ΔPa′,设定ΔPa′=ΔPai+Paj。
具体而言,通过所述控制箱控制液位计获取一定的周期内的气井液量,并根据周期内的多个气井液量数据计算气井内液量的变化速率,所述控制箱根据气井液量变化速率实时对设置完成的气井第一压差以选取的气井第一压差调节量对气井第一压差进行调节,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有携液量变化速率和气井第一压差修正量,所述携液量变化速率包括第一携液量变化速率Vb1,第二携液量变化速率Vb2,第三携液量变化速率Vb3,其中,Vb1<Vb2<Vb3,所述气井第一压差修正量包括第一气井第一压差修正量Pa′1,第二气井第一压差修正量Pa′2,第三气井第一压差修正量Pa′3,其中,Pa′1<Pa′2<Pa′3,
当所述控制箱控制对所述气井第一压差通过液量变化速率选取对应气井第一压差调节量调节完成时,所述中控模块获取t1周期内所述水分仪监测的气体携液量,中控模块通过t1周期内的气体携液量计算气体的实际携液量变化速率Vb,中控模块根据该实际携液量变化速率选取对应的气井第一压差修正量,所述控制箱控制根据该所述气井第一压差修正量修正气井压差,
当Vb1<Vb≤Vb2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第一气井第一压差修正量Pa′1控制修正所述气井压差,
当Vb2<Vb≤Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第二气井第一压差修正量Pa′2控制修正所述气井压差,
当Vb>Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第三气井第一压差修正量Pa′3控制修正所述气井压差,
当中控模块选取Pa′j时,设定j=1,2,3,所述中控模块将修正后的气井压差设定值为ΔPa″,设定ΔPa"=ΔPa′+Pa′j。
具体而言,通过所述控制箱控制水分仪获取一定的周期内的气体携液量,并根据周期内的多个气体携液量数据计算气体的携液量变化速率,所述控制箱根据携液量变化速率实时对经所述气井第一压差调节量调节完成气井压差再次进行修正,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,所述中控模块还设有综合参数和气井第二压差,所述综合参数包括第一综合参数U1,第二综合参数U2,第三综合参数U3,其中,U1<U2<U3,所述气井第二压差包括第一气井第二压差ΔPb1,第二气井第二压差ΔPb2,第三气井第二压差ΔPb3,其中,ΔPb1<ΔPb2<ΔPb3,
当所述中控模块获取所述液位计监测的所述气井液量下降至标准液量五分之一时,所述中模块检测实际气井深度、实际气井直径以及单位时间内气井油管中的天然气流量数据,并根据该数据计算所述气井的实际综合参数,中控模块根据该实际综合参数U选取对应的气井第二压差,设定U=[π×(D/2)×H]/S,其中,D为气井直径,H为气井深度,S为所述流量计检测的所述气井实时输出的天然气流量,
当U1<U≤U2时,所述中控模块选取第一气井第二压差U1作为气井第二压差,
当U2<U≤U3时,所述中控模块选取第二气井第二压差U2作为气井第二压差,
当U>U3时,所述中控模块选取第三气井第二压差U3作为气井第二压差。
具体而言,当所述气井中液体排出至标准气井液量五分之一时,所述中控模块判定所述气井中液体不会造成水堵现象,天然气能够正常开采时,所述控制箱控制所述天然气压缩机降低功率以将气井压差调节为对应的气井第二压差,进一步提高了对气井压差的控制精度,提高了排水效率,防止水堵现象的发生,进一步提高了气井在低压时的采收效率,从而进一步提高了资源利用率。
请继续参阅图1所示,本发明实施例所述所述一种低气压井增压增产伴生循环气举系统,还包括天然气发电机组7、排污管汇25以及储气罐8,所述天然气发电机组7与所述液气分离消泡装置1经管道连接,用以发电并分别向所述天然气压缩机2、所述控制箱4、压力表13、水分仪14以及液位计供电,所述液位计包括设置在气井中的第一液位计11和设置在所述液气分离消泡装置1中的第二液位计12,所述排污管汇25与所述液气分离消泡装置1经管道连接,当所述第二液位计12检测到所述液气分离消泡装置1中的液位达到液位阈值时,所述控制箱4控制打开第八阀门25排出所述液气分离消泡装置1中的液体。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,包括:
液气分离消泡装置,其与气井油管经管道连接,用以对天然气气井中输出的气体进行液气分离以及在气井油管中加入发泡剂时对气井中输出的泡沫进行消泡;
天然气压缩机组,其分别与外输管道、气井套管以及所述液气分离消泡装置相连,当所述气井井口的压力降低时,所述天然气压缩机组用以抽取井口的气体、对该气体进行加压后向外输管道输出和/或向气井套管输入加压后的气体;
发泡剂箱,其与所述气井油管连接,用以向所述气井中加入发泡剂;
控制箱,其包括中控模块和显示器,所述控制箱分别与压力表、水分仪、流量计、液位计、所述液气分离消泡装置、所述天然气压缩机组以及所述发泡剂箱电连接,用以根据压力表实时监测的压力、水分仪实时监测的携液量、流量计监测的气体流量以及液位计实时监测液面高度控制调节所述低压气井增压增产伴生循环气举系统;
所述控制箱的中控模块内设有标准气体携液量Wb、标准井下液量Qb、标准液量变化速率Va以及标准携液量变化速率Vb,当所述气井井下积聚过多的液体导致水堵时,所述中控模块根据第一液位计监测的井下液面高度,并根据实际液面高度和气井的直径计算井下液体的量Q,将实际计算的液体量Q与标准气井液量Qb进行比对,若Q≥Qb,则所述中控处理器根据所述实际液体的量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂并启动天然气压缩机工作向所述气井套管中输送加压气体以排出气井中的液体,在排出气井中液体过程中,所述控制箱实时控制液位计监测气井中的液位,若Q<Qb,则所述中控模块获取所述水分仪实时监测的实际气体携液量W,并将该实际气体携液量W和标准气体携液量Wb进行比对,若W>Wb,所述中控模块根据所述实际气体携液量选取对应的发泡剂使用标准向所述气井中添加发泡剂同时并根据实际液体的量对发泡剂使用标准进行修正后向所述气井油管中添加发泡剂后启动天然气压缩机工作向所述气井套管中输送加压气体,若W≤Wb,所述控制箱控制启动天然气压缩机工作并经所述第五阀门向气井套管中注入加压气体;
当Q<Qb且W≤Wb,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机时,所述中控模块测算的实际气井深度选取对应的气井第一压差,所述天然气压缩机工作以使实际气井压差达到选取的对应气井第一压差,当通过所述实际气井深度确定气井第一压差时,所述中控模块获取所述液位计实时监测的气井液量并计算气井液量变化速率Va和获取所述水分仪实时监测的气体携液量并计算气体携液量变化速率Vb,所述中控模块将计算得到的实际气井液量变化速率与气井液量变化速率Va0进行比对,若Va≥Va0,则所述中控模块计算所述实际气井液量变化速率和所述气井液量变化速率的差值ΔVa,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Va<Va0,所述中控模块将计算得到的实际气体携液量变化速率Vb和气井携液量变化速率Vb0进行比对,若Vb≥Vb,则所述中控模块计算所述实际气井携液量变化速率Vb与所述气井携液量变化速率Vb0的差值ΔVb,所述控制箱根据该差值选取对应的气井压差调节系数控制调节气井第一压差,若Vb<Vb0,则所述中控模块控制所述天然气压缩机保持当前功率工作以使当前气井压差保持不变。
2.根据权利要求1所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有气井液量和发泡剂第一标准所述气井液量包括第一气井液量Q1,第二气井液量Q2,第三气井液量Q3,其中,Q1<Q2<Q3,所述发泡剂第一标准包括第一发泡剂第一标准Fa1,第二发泡剂第一标准Fa2,第三发泡剂第一标准Fa3,其中,Fa1<Fa2<Fa3,对于第i发泡剂第一标准Fai,设定i=1,2,3,设定Fai(Mfi,Cfi),其中,Mfi为第i发泡剂用量第一标准,Cfi为第i发泡剂浓度第一标准,
当天然气井进入采气中后期,所述气井中井下气体压力较小时,所述中控模块获取所述液位计实时监测的液面高度Hy后计算气井中实际液量Q并将实际液量Q与标准气井液量Qb进行比对,若Q>Qb,所述控制箱根据所述实际液量控制中控模块选取对应发泡剂第一标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当Q1<Q≤Q2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第一标准Fa1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q2<Q≤Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当Q>Q3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第一标准Fa3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
3.根据权利要求2所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有气体携液量和发泡剂第二标准,所述气体携液量包括第一气体携液量W1,第二气体携液量W2,第三气体携液量W3,其中,W1<W2<W3,所述发泡剂第二标准包括第一发泡剂第二标准Fb1,第二发泡剂第二标准Fb2,第三发泡剂第二标准Fb3,其中,Fb1<Fb1<Fb3,对于第j发泡剂第二标准Fbj,设定i=1,2,3,设定Fbj(Mfj,Cfj),其中,Mfj为第j发泡剂用量第二标准,Cfj为第j发泡剂浓度第二标准,
当气井中井下气体压力较小,所述中控模块获取所述液位计监测的液面高度H后计算气井中实际液量Q并比对实际液量Q与标准气井液量Qb,若Q≤Qb或气井中液面高度Hy≤0时,所述中控模块获取所述水分仪实时监测的所述气井中输出的气体实际携液量W,并比对实际携液量W和标准气体携液量Wb,若W>Wb,所述控制箱根据所述实际携液量W控制所述中控模块选定对应的发泡剂第二标准以使所述控制箱控制所述发泡剂箱向所述气井中添加发泡剂,
当W1<W≤W2时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第一发泡剂第二标准Fb1中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W2<W≤W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第二发泡剂第二标准Fb2中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度,
当W>W3时,所述控制箱控制所述发泡剂箱向气井中添加发泡剂并根据所述第三发泡剂第二标准Fb3中的参数调节添加的发泡剂用量和发泡剂浓度。
4.根据权利要求3所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有液量差值和发泡剂量调节系数,所述液量差值包括第一液量差值ΔW1,第二液量差值ΔW2,第三液量差值ΔW3,其中,ΔW1<ΔW2<ΔW3,所述发泡剂量调节系数包括第一发泡剂量调节系数K1,第二发泡剂量调节系数K2,第三发泡剂量调节系数K3,其中,1<K1<K2<K3<2,
当所述中控模块将所述发泡剂第二标准选定为Fbi时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计监测的实时液面高度计算气井实际液量Q与标准气井液量Qb的实际差值ΔW,设定ΔW=Qb-Q,所述中控模块保持发泡剂浓度不变并根据该实际液量差值选取发泡剂量调节系数调节所述发泡剂第二标准中发泡剂添加量。
当ΔW1<ΔW≤ΔW2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K1控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW2<ΔW≤ΔW3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K2控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当ΔW>ΔW34时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一发泡剂量调节系数K3控制调节所述第一发泡剂第二标准中的所述发泡剂用量,
当选取Ki调节所述发泡剂的添加量时,设定i=1,2,3,设定调节后的发泡剂添加量为Mfj′,Mfj′=Mfj×Ki。
5.根据权利要求4所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有气井深度和气井第一压差,所述气井第一压差为气井的井下压力Pè和气井的井口压力Pé的差值,设定ΔPa=|Pè-Pé|,所述气井深度包括第一气井深度Hq1,第二气井深度Hq2,第三气井深度Hq3,Hq1<Hq2<Hq3,所述气井压差包括第一气井第一压差ΔPa1,第二气井第一压差ΔPa2,第三气井第一压差ΔPa3,其中,ΔPa1<ΔPa2<ΔPa3,
当Q≤Qb且W≤Wb时,所述中控模块获取实际的气井深度数值,中控模块根据获取的该实际的气井深度Hq选取对应的气井第一压差,所述控制箱控制启动所述天然气压缩机将气井压差控制在所述气井第一压差,
当Hq1<Hq≤Hq2时,所述中控模块选取ΔPa1作为气井第一压差,
当Hq2<Hq≤Hq3时,所述中控模块选取ΔPa2作为气井第一压差,
当Hq>Hq3时,所述中控模块选取ΔPa3作为气井第一压差。
6.根据权利要求5所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有液量变化速率和气井第一压差调节量,所述液量变化速率包括第一液量变化速率Va1,第二液量变化速率Va2,第三液量变化速率Va3,其中Va1<Va2<Va3,所述气井压差调节量包括第一气井第一压差调节量Pa1,第二气井第一压差调节量Pa2,第三气井第一压差调节量Pa3,其中,Pa1<Pa2<Pa3,
当Q≤Qb且W≤Wb,所述中控模块将选取ΔPai作为气井第一压差时,设定i=1,2,3,所述中控模块根据所述液位计在t1监测周期内的液量变化计算实际液量变化速率Va,中控模块根据该实际液量变化速率选取对应的气井第一压差调节量以使控制箱控制调节气井压差,
当Va1<Va≤Va2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第一气井第一压差调节量Pa1控制调节气井压差,
当Va2<Va≤Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第二气井第一压差调节量Pa2控制调节气井压差,
当Va>Va3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的第三气井第一压差调节量Pa3控制调节气井压差,
当中控模块选取Paj时,设定j=1,2,3,所述中控模块将调节后的气井压差设定值为ΔPa′,设定ΔPa′=ΔPai+Paj。
7.根据权利要求6所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有携液量变化速率和气井第一压差修正量,所述携液量变化速率包括第一携液量变化速率Vb1,第二携液量变化速率Vb2,第三携液量变化速率Vb3,其中,Vb1<Vb2<Vb3,所述气井第一压差修正量包括第一气井第一压差修正量Pa′1,第二气井第一压差修正量Pa′2,第三气井第一压差修正量Pa′3,其中,Pa′1<Pa′2<Pa′3,
当所述控制箱控制对所述气井第一压差通过液量变化速率选取对应气井第一压差调节量调节完成时,所述中控模块获取t1周期内所述水分仪监测的气体携液量,中控模块通过t1周期内的气体携液量计算气体的实际携液量变化速率Vb,中控模块根据该实际携液量变化速率选取对应的气井第一压差修正量,所述控制箱控制根据该所述气井第一压差修正量修正气井压差,
当Vb1<Vb≤Vb2时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第一气井第一压差修正量Pa′1控制修正所述气井压差,
当Vb2<Vb≤Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第二气井第一压差修正量Pa′2控制修正所述气井压差,
当Vb>Vb3时,所述控制箱根据所述中控模块选取的所述第三气井第一压差修正量Pa′3控制修正所述气井压差,
当中控模块选取Pa′j时,设定j=1,2,3,所述中控模块将修正后的气井压差设定值为ΔPa″,设定ΔPa"=ΔPa′+Pa′j。
8.根据权利要求7所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,所述中控模块还设有综合参数和气井第二压差,所述综合参数包括第一综合参数U1,第二综合参数U2,第三综合参数U3,其中,U1<U2<U3,所述气井第二压差包括第一气井第二压差ΔPb1,第二气井第二压差ΔPb2,第三气井第二压差ΔPb3,其中,ΔPb1<ΔPb2<ΔPb3,
当所述中控模块获取所述液位计监测的所述气井液量下降至标准液量五分之一时,所述中模块检测实际气井深度、实际气井直径以及单位时间内气井油管中的天然气流量数据,并根据该数据计算所述气井的实际综合参数,中控模块根据该实际综合参数U选取对应的气井第二压差,设定U=[π×(D/2)×H]/S,其中,D为气井直径,H为气井深度,S为所述流量计检测的所述气井实时输出的天然气流量,
当U1<U≤U2时,所述中控模块选取第一气井第二压差U1作为气井第二压差,
当U2<U≤U3时,所述中控模块选取第二气井第二压差U2作为气井第二压差,
当U>U3时,所述中控模块选取第三气井第二压差U3作为气井第二压差。
9.根据权利要求8所述的低压气井增压增产伴生循环气举系统,其特征在于,还包括天然气发电机组、排污管汇以及储气罐,所述天然气发电机组与所述液气分离消泡装置经管道连接,用以发电并分别向所述天然气压缩机、所述控制箱、压力表所述水分仪、液位计供电,所述液位计包括设置在气井中的第一液位计和设置在所述液气分离消泡装置中的第二液位计,所述排污管汇与所述液气分离消泡装置经管道连接,当所述第二液位计检测到所述液气分离消泡装置中的液位达到液位阈值时,所述控制箱控制打开阀门排出所述液气分离消泡装置中的液体。
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