柱塞气举排水采气工艺技术的应用

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。

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。

涪陵页岩气田柱塞气举排水采气应用认识摘要：针对涪陵页岩气田部分气井高产水、低产气、井口压力低、高气水比的生产特征及复杂的地层和井眼轨迹情况，结合柱塞气举排水采气现场试验，提出页岩气井柱塞运行初期调试方法和工作制度优化方法，提高了柱塞举升效率，保证了气井连续携液生产。

涪陵页岩气田气井实施柱塞气举后，单井日均产气量提高0.95万方，形成了针对性的“一井一策”柱塞气举运行制度。

关键词：涪陵页岩气田；柱塞气举；运行调试；工作制度优化0 引言涪陵页岩气田的开发采用长水平段分段加砂压裂技术，产出水均为返排压裂液，受页岩气井产量、压力快速递减的影响，涪陵页岩气田部分气井表现出产水量大、产气量低、井口压力低、气井积液严重的问题，气井间开周期变长。

为保证气井连续携液生产，2018年开始开展了10余口气井柱塞气举排水采气现场试验，实现了柱塞气举在页岩气井排水采气的应用，取得了较好的应用效果。

由于柱塞运行过程受多方面因素的影响，柱塞制度需实时跟踪和调整，工作制度的调整是柱塞工艺管理的重点和难点。

1 柱塞气举排水工艺概述1.1 工艺原理柱塞气举排水采气工艺原理是在油管内放置一个柱塞作为举升气体和被举升液体之间一种固体的密封界面，依靠地层积蓄的天然气推动柱塞及其上部积液从井底上行，将柱塞上部积液排到地面。

柱塞上行时，由于柱塞阻挡了积液的下落，减少了滑脱损失，大大提高了举升效率[1]。

1.2 柱塞气举周期阶段划分根据涪陵页岩气田气井柱塞运行过程瞬时数据分析（图1），柱塞气举一个运行周期可分为四个阶段：①关井恢复阶段：该阶段完成柱塞的下落和柱塞启动套压恢复；②柱塞排液阶段：开井气体推动柱塞及柱塞上部液体向上运行排出井口，气井积液解除，井底回压降低；③依靠气井续流排液阶段：续流阶段产量高于临界携液流量，气井能通过自身能量携液生产；④低于临界携液流量续流积液阶段：当气井低于临界携液流量时，套压返高、油压降低、油套压差升高，井筒积液。

南八仙气田柱塞排水采气工艺研究与应用南八仙气田是中国大陆重要的天然气产区之一，其中的柱塞排水采气工艺被广泛应用于天然气的生产过程中。

本文将论述南八仙气田柱塞排水采气工艺的研究与应用，分别从工艺原理、优缺点及应用案例等方面进行探讨。

一、工艺原理柱塞排水采气工艺，是利用天然气井井筒中的泥塞高度实现排水，然后通过采气管将气体引入地面的一种工艺。

在南八仙气田中，由于气井井筒不够宽大，因此在采气的过程中，常常会出现“采不出气”等问题。

为了解决这一问题，工程技术人员进行了进一步的研究，提出了采用柱塞排水采气的工艺方案。

柱塞排水采气工艺的原理是：在采气管下放入一根金属柱塞，然后将其向下推入井筒内。

在柱塞上方分别设置有泥浆不溢流阀和泥塞保护器，泥浆在保护器中被卡住，不会向下注入井筒导致柱塞受损。

当柱塞向下推入一定深度后，泥浆与气体流向采气管，气体被随之带上地面。

这种工艺通过改变泥塞高度，来实现泥浆排空，进而达到气井的采气目的。

二、优缺点1. 优点（1）采气高效：柱塞排水采气工艺可以减少气井井筒的直径，从而让气井产量高效，提升天然气产量。

（2）成本低廉：采气的同时，该工艺还解决了排水问题。

不仅可降低生产成本，还能减少排水带来的环境污染。

（3）操作简单：柱塞排水采气工艺装置和具体操作简单，不需要应用复杂的技术专业知识。

2. 缺点（1）泥浆不稳定：由于气井井筒中泥浆流动受到地心引力的影响较大，因此柱塞在采气过程中可能会受到泥浆的阻力。

而且，泥浆也存在不稳定的现象，有可能会导致柱塞被卡住。

（2）操作限制：柱塞排水采气工艺适用于天然气藏深度小、开采压力低、产量较少情况下的气井，对于深度较大的气井采用此工艺，会增加施工难度。

三、应用案例柱塞排水采气工艺在南八仙气田成功应用，提高了气井的采气率，减少了排水带来的环境污染。

例如，气井破产后，难以采气，而该工艺可以解决这一难题。

通过调整泥浆阻力，使气体流动畅通，提高产量。

此外，在矿井斜穿区，管柱经常受到破损的影响，但采用柱塞排水采气工艺后，管柱受损率大大降低，延长了管柱的使用寿命。

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。

柱塞气举排水采气工艺在气田中的应用摘要：柱塞气举工艺是气田主要的排水采气技术，但存在柱塞气举气井分布散、管理难、规模小和效果评价方法单一的问题。

为了便于柱塞气举气井管理，提高运行效率和综合评价。

本文提出了柱塞气举示范推广的思路，通过分析气田气井生产现状，对比优选排水采气工艺，柱塞气举提高了区域产气量、产水量，降低了产量递减率，对高效开发致密气藏具有重要意义，有利于准确评价柱塞气举工艺和提高气田最终采收率。

关键词：排水采气技术；柱塞气举；效果评价一、采气工艺面临挑战柱塞气举是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为固体密封界面将举升气体和被举升液体分开，阻止了积液下落，可以减少滑脱损失，提高举升效率。

随着开发的深入，多数气井产量、压力较低，达不到临界携液能力，易出现积液、水淹等现象，甚至将气层完全压死以至关井，对气田稳产、增产带来较大影响。

泡排一定程度上提升了气井排液效果，但随着生产的进行，出现气井低压、低产，达不到临界携泡流量，产出液含凝析油，易造成乳化物堵塞，导致气井仅仅处于维持生产状态；而气举、速度管等工艺可短期内取得一定成效，但施工过程复杂，动用设备、人员多，经济效益较低，不具备推广性。

因此，为实现气田的高效、低成本开发，有必要探索一种新的排水采气工艺技术。

二、气田采气工艺面临挑战1、排水采气工作量大，管理难度逐年增加随着气井数量逐年增多，人工泡排、间歇等措施工作量大幅攀升，2021年最多达3.7万井次，且技术人员人均管理井数由39口增加至133口，规模应用智能化排水采气措施显得尤为重要。

2、数字化基础不扎实，智能柱塞工艺推广受阻气田自建的MESH网络打通了“万兆到区、千兆到站、百兆到井”高速通道的最后一公里，具有带宽高、信号全覆盖无障碍等优点，为柱塞工艺的推广提供了数字化基础。

面对当年建成500口，时间紧、任务重等特殊情况，成立组织机构，统一思想、明确职责、细化分工、倒排计划，确保项目快速启动、如期投运。