[發明專利]一種氣井超聲懸浮排液采氣系統及實現方法

有效

• 申請號: 201811607583.9
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109695437B
• 公開（公告）日: 2021-05-21
• 發明（設計）人: 鐘海全;李苗;胡夢琪
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B28/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種聲懸浮系統和氣井超聲懸浮排液采氣方法，在排水采氣領域引入一種聲懸浮新方法，聲懸浮系統包括：井底聲波發射裝置、井口聲波發生裝置、扶正卡定裝置、地面控制器，能夠實現在井底和井口發射的兩列聲波振幅、頻率相同且穩定僅傳輸方向相反在井筒內某一位置產生駐波現象。井筒液滴被駐波懸浮，在氣流的帶動下流向井口，實現氣井連續攜液生產，可以確保井筒中液滴的連續上升，保持氣井全生命周期都處于無積液生產狀態，充分降低井底流壓，將氣井采至枯竭，適用于各種尺寸管柱組合氣井，作業時無需更換管柱，可根據氣井的產液情況調節聲波頻率，滿足各種產液情況氣井，且清潔環保。

技術領域

本發明專利屬于氣井排水采氣領域，具體涉及一種氣井超聲懸浮排液采氣方法，屬于石油天然氣開采領域。

背景技術

當氣井生產進入中后期時，隨氣井產量遞減，氣流無法連續攜帶井筒中的液滴，發生液滴回落，導致井底積液，增加地層回壓，造成氣井減產甚至水淹停產，為防止氣井積液，需要采取排液采氣措施，將液體連續帶出。

目前的排液采氣方式主要分為化學注劑法、氣舉法、機械排采法；化學注劑法是通過向井中注入化學起泡劑，在井底產生低密度泡沫實現排液，但存在返排液處理費用高、環境污染嚴重、對含油氣井及高溫深井適應性差的問題；氣舉法是通過地面注入高壓氣，增加井下氣量，提高攜液能力實現排液采氣，但對于壓力不足的積液井，存在注氣壓力高，限制地層流體產出、無法將氣井采至枯竭等問題，且對氣源要求高；機械排采法包括機抽、電潛泵等，然而這類方法在氣井中存在受氣體影響大，高氣液比環境易氣鎖，效率低下等問題。

近年來產生了一項聲懸浮技術，利用聲駐波與物體的相互作用產生豎直方向的懸浮力以克服物體的重量，同時產生水平方向的定位力將物體固定于聲壓波節處，包括三軸式和單軸式，前者在空間三個正交方向分別激發一列駐波以控制物體的位置，后者只在豎直方向產生一列駐波。

鑒于以上所述現有技術的缺點，發明一種聲懸浮排水采氣方法，用于解決現有排水采氣技術對環境污染嚴重、天然氣采出不徹底、高氣液比環境易氣鎖的問題，利用單軸式聲懸浮豎直駐波原理，結合氣井攜液基本理論，提出一種基于聲懸浮技術的排液采氣新方法，可確保井筒中液滴連續上升，保持氣井全生命周期都處于無積液生產狀態，充分降低井底流壓，將氣井采至枯竭，并且清潔環保。

發明內容

發明一種聲懸浮排水采氣方法，用于解決現有排水采氣技術對環境污染嚴重、天然氣采出不徹底、高氣液比環境易氣鎖的問題；所述聲懸浮系統包括：井底聲波發射裝置、井口聲波發生裝置、扶正卡定裝置、地面控制器；聲波發射裝置包括：電源模塊，換能器，變幅桿，聲波發射端，所述電源模塊提供足夠的輸出功率和穩定的頻率，使被懸浮物能夠穩定的懸浮在空間聲場中，由于被懸浮物的不同，需提供不同大小的功率，因此要求電源輸出功率連續可調、輸出頻率穩定；換能器，將電功率轉換成機械振動；變幅桿，將機械振動位移或速度振幅放大，聲波發射端，將振動以超聲波的形式向懸浮區域輻射；所述地面控制器包括：調節器、手動調節模塊、懸浮啟動開關，所述調節器，通過調節頻率實現對所述聲波的波長和頻率的調整；所述手動調節模塊，與所述調節器相連，用于人工手動調節所述聲波的頻率；所述懸浮啟動開關，與所述調節器相連，觸發時所述聲懸浮系統開始工作或結束工作。