[發明專利]柱塞降落時間識別方法和用途

在審

• 申請號: 201380053342.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104718345A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: P·W·伯格曼
• 申請（專利權）人: 科諾科菲利浦公司
• 主分類號: E21B47/09
• 分類號: E21B47/09;E21B43/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術領域

本發明涉及用于確定柱塞何時到達配備有柱塞升舉系統的石油或氣井的底部的方法。更具體而言，方法識別與所述柱塞到達所述底部相關的表面壓力。

背景技術

石油和天然氣通常在相同的儲層一起被發現。從生產井提取的原始天然氣的成分取決于地下沉淀物的類型、深度和位置以及該區域的地質情況。在生產期間，石油、氣體和水作為乳液或混合物流向表面。

在井的流動生命期間，隨著速率和氣體速度減少，液體將開始在井的底部聚積，并造成回壓的逐漸增加。液體積聚可能造成井的升舉效率減少，且在一些情況下，甚至可能造成井停止流動。

在井減慢或者停止流動后，操作者可以使用許多人工升舉技術來使液體上升到表面。一個已知的方法包括柱塞升舉。該柱塞的功能是阻止液體累積積累到它們將造成速率減少或造成井不再流動的點。

柱塞升舉系統的操作依賴于，井被井口控制器在表面關閉(或處于“off”模式)的時間期間，井中的壓力的自然累積。當井被關閉時，允許壓力累積。在關閉模式下，在表面沒有生產發生。當壓力已經充分地累積到使得在管道中積累的液體能夠隨著柱塞被升舉時，井被打開以進行生產。當井處于“on”模式下時，柱塞升舉系統運行以在天然氣生產期間從井的底部“升舉”石油或水和天然氣，從而卸載流體累積并增加石油和天然氣井的生產力。從功能上來講，柱塞提供了產生的液體和氣體之間的物理接口。這個物理接口使得液體回流最小化，由此增加了井的升舉效率。

在工業上，柱塞升舉的優化主要集中在改變打開/關閉循環時間上，其中打開/關閉周期時間基于諸如時間、壓差、柱塞到達速度等因素。實際上，大多柱塞升舉控制器通常預設最小關閉時間或降落時間，該最小時間以在打開時間循環激活之前允許該柱塞安全地降落到井的底部為前提。由于最小化關閉時間是優化過程的重要部分，知道什么時候柱塞到達井的底部是重要的。

在工業中眾所周知，在沒有使用非常專業的設備下確定降落時間的技術是不精確的。一般而言，操作者通常基于臆斷的時間間隔來確定柱塞是在底部，該臆斷的時間間隔是基于柱塞的類型、其估計的降落速度和井的深度的猜測或估計。例如，操作者可以假定柱塞花費了45分鐘到達井的底部。該行程時間通常被稱作“降落”時間，當電動閥被關閉以關閉流線時以及當柱塞撞擊到底部時，該“降落”時間可以為實際的或者估計的時間間隔。然而，許多因素可以影響柱塞的實際降落時間。不同型號和品牌的柱塞以不同的速率降落。例如，23/8″平板型(pad-type)柱塞根據井的深度可以具有大于48分鐘的降落時間。在相同的井中，桿控(bar-stock)柱塞可以在大約22分鐘內降落；旁路(by-pass)柱塞可以以僅僅7分鐘的時間到達底部。另外，新的柱塞很顯然以與舊的柱塞不同的速率降落。

降落時間還可以是井的深度以及井中液體的量和成分的函數。井的成熟度也可以改變柱塞的降落時間。作為成熟的井，其能夠產生柱塞通過其降落的或多或少的流體。另外，鹽、沙子、硬粒的存在也能夠對柱塞以多快地到達底部具有影響。井筒特征也可以影響降落時間。這些特征可以包括但不限于：管道的狀況，管道是粗糙的還是光滑的，桿切口(rod-cuts)的類型，狹小空間的存在、規模、和/或石蠟累積以及井的軌道(垂直與偏離)。其他影響柱塞降落時間的條件對于本領域技術人員而言是熟知的。

因此，需要存在一種用于確定柱塞何時到達配備有柱塞升舉系統的石油或氣體井的底部的方法。

發明內容

在實施例中，一種用于識別柱塞何時到達具有柱塞升舉系統的井的底部的方法，包括：(a)關閉所述井，其中通過關閉所述井，允許所述柱塞降落到所述井的所述底部并累積能量；(b)隨著所述柱塞降落到所述井的底部，獲取數據，其中所述數據包括壓力測量和相應的時間測量；(c)建立壓力變化和時間變化之間的關系，其中所述關系提供：

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