[發明專利]一種用于水平氣井的柱塞氣舉排液裝置及生產方法

在審

• 申請號: 201710935653.2
• 申請日: 2017-10-10
• 公開（公告）號: CN107542434A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 韓強輝;李耀德;田偉;劉雙全;楊亞聰;白曉弘;衛亞明;李辰;李麗
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/12
• 分類號: E21B43/12;E21B17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于氣田采氣技術領域，具體涉及一種用于水平氣井的柱塞氣舉排液裝置及生產方法。

背景技術

鄂爾多斯盆地長慶氣區目前有水平氣井1300余口，預計10年后達到2700口，產氣量在20000m3/d以下氣井將占76.7％，積液問題也逐漸顯現。

柱塞氣舉排液技術是以柱塞作為氣液分隔界面，能有效防止氣體上竄和液體滑脫，增加舉液效率，此外該技術不加注化學藥劑，還具有環保特點。國外認為柱塞氣舉工藝技術是低產及致密氣藏最經濟有效的排水采氣工藝，氣井增產22％～500％，投資回收期4個月，措施可應用至氣井枯竭。國內1991年開展柱塞氣舉工藝技術探索性試驗。長慶氣區攻關研發了自主知識產權柱塞氣舉技術，實現了氣井遠程實時調參和管理，共應用518口井，有效發揮了排液采氣的作用，節省人力物力，特別適用于致密氣田區域面積廣、井多、人少的開發現狀，成為氣田排水采氣的主要技術。

現有柱塞裝置在井底投放井下工具，主要實現緩解柱塞下落沖擊力的功能。由于水平井從造斜點開始到達井底入窗點井斜逐漸增大，而現有井下工具既難以進入大斜度井段，也不能在大斜度井段卡定，只能應用于直井段。并且長慶氣區大部分水平井油管在井底進入水平段前會有縮徑，柱塞下落過程中不能通過此處，油管縮徑點以下井段(包括水平段和部分斜井段)內積液無法舉升，說明無法實現水平井全井筒積液舉升，嚴重影響了柱塞氣舉排液效率。因此現有的柱塞氣舉技術應用于水平井排液效果有限。研制適用水平氣井的柱塞氣舉排液技術具有重要的現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供了一種用于水平氣井的柱塞氣舉排液裝置及生產方法及配套技術，實現了水平氣井全井筒積液舉升，大幅降低了井筒液柱高度，增加了產氣量，應用效果顯著，可解決水平氣井排液采氣的難題。

本發明采用以下技術方案：

一種用于水平氣井的柱塞氣舉排液裝置，包括設置在油管內的自緩沖柱塞和單流裝置，所述油管包括兩段管徑不同的管路，兩段所述管路通過變徑短節連接，所述自緩沖柱塞設置在所述變徑短節上部的油管管路內，所述單流裝置具有控制氣液自下至上單向流功能，設置在所述變徑短節下部的油管管路內，氣井能夠依靠自身能量舉升井筒積液至所述單流裝置的上部并滯留，再通過所述自緩沖柱塞將積液舉升至井口，完成排液生產。

進一步的，所述自緩沖柱塞為中空結構，一端設置有第一打撈頭，另一端設置有導向桿和擋圈，在所述自緩沖柱塞內設置有若干用于實現柱塞自緩沖功能的緩沖彈簧，所述導向桿和擋圈用于固定支撐所述緩沖彈簧。

進一步的，在所述擋圈和導向頭處分別設置有第一彈簧圓柱銷和第二彈簧圓柱銷。

進一步的，在所述導向桿端部設置有用于在所述自緩沖柱塞下落過程中導向及在井底支撐自緩沖柱塞本體的導向頭。

進一步的，所述導向桿為中空結構。

進一步的，所述單流裝置包括單流凡爾、鋼球和膠筒，所述單流凡爾的一端與第二打撈頭連接，另一端經過所述鋼球與設置在所述膠筒內的空心通道連接。

一種水平氣井用柱塞氣舉排液裝置生產方法，包括以下步驟：

S1、將上下兩段管徑不同的油管通過變徑短節連接，將自緩沖柱塞設置在上段油管內，將單流裝置設置在變徑短節下部油管內；

S2、開井后，自緩沖柱塞上行，將單流裝置的上部積液向上舉升至井口，單流裝置下部積液由氣體自身能量舉升至單流裝置的上部；

S3、關井后，自帶緩沖柱塞下行，到達變徑短節的末端后，自帶緩沖柱塞的導向頭遇阻停止運動，自緩沖柱塞由于慣性作用繼續下行，通過緩沖彈簧緩解自身動能，直至停止；

S4、井筒內未舉升到地面管線的液體回落至單流裝置和自緩沖柱塞的上部，并滯留在此；

S5、重復步驟S2-S4完成水平氣井全井筒積液舉升。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：

本發明一種用于水平氣井的柱塞氣舉排液裝置，將兩段管徑不同的油管管路通過變徑短節連接成一體，在管路內設置自緩沖柱塞和單流裝置，自緩沖柱塞不僅增加了柱塞下入深度，還簡化了現有柱塞裝置的井下工具；單流裝置實現了氣液單向流動的功能，且結構簡易，易投放、易打撈，有效利用氣井自身的舉升能力，實現了水平氣井底部部分斜井段和水平段井筒積液舉升，大幅降低了井筒液柱高度，增加了產氣量，有效解決了水平氣井排液采氣的難題。