[發(fā)明專利]多柱塞協(xié)同氣舉排液技術(shù)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010948722.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN111997571B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀信
• 主分類號(hào): E21B43/00
• 分類號(hào): E21B43/00;F04B47/12;F04B53/14;F04B53/10
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明涉及一種多柱塞協(xié)同氣舉排液方法，應(yīng)用于多柱塞協(xié)同氣舉排液系統(tǒng)中，排液系統(tǒng)往復(fù)循環(huán)運(yùn)行，多個(gè)柱塞分割油管內(nèi)大段液柱和氣柱為多段液柱、柱塞以及氣柱串聯(lián)，多個(gè)柱塞在油管內(nèi)分別上下、彼此間交接液體載荷協(xié)同工作，液體被逐級(jí)排出井筒，每排出一小段液柱，該小段液柱形成的壓力消失，其下的各級(jí)氣柱壓力降低體積膨脹，氣柱得到逐級(jí)膨脹，同時(shí)氣體膨脹能加快柱塞及其上方的液柱上升運(yùn)動(dòng)，氣體膨脹能得到較為充分利用，所需氣液比下降，排液量提升，在氣量相同的情況下，可排出更多的液量，或在排液量相同的情況下，排液系統(tǒng)需要的氣量大為降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油與天然氣井筒依靠自身能量或注氣氣舉排液開發(fā)領(lǐng)域，更具體的說是一種多柱塞協(xié)同氣舉排液方法。

背景技術(shù)

氣井投產(chǎn)后，隨著生產(chǎn)時(shí)間延長，部分井筒內(nèi)會(huì)逐步出現(xiàn)積液，生產(chǎn)開始受到積液影響，需要采取合理的工藝技術(shù)來及時(shí)排除，以維護(hù)氣井的正常穩(wěn)定生產(chǎn)。當(dāng)?shù)貙幽芰砍渥銜r(shí)，油氣井可采用自噴帶液方式進(jìn)行生產(chǎn)；當(dāng)?shù)貙幽芰拷档筒蛔阋跃S持自噴帶液生產(chǎn)后，需要補(bǔ)充能量轉(zhuǎn)為人工舉升方式開采。常用的人工舉升方式有氣舉、有桿泵和電潛泵等。由于自噴帶液方式生產(chǎn)設(shè)備簡單、管理方便且成本低，人們總是努力延長油氣井的自噴生產(chǎn)期。

目前石油與天然氣井依靠自身能量排液的技術(shù)主要有柱塞氣舉排液工藝、泡沫排液工藝。

柱塞氣舉技術(shù)是在舉升氣體和被舉升液載之間提供了一種固體的密封界面，減少了氣體的竄流和液體的回落。常規(guī)柱塞氣舉是一大段氣柱通過柱塞起密封作用舉升柱塞及其上的一大段液柱從油管下部運(yùn)動(dòng)到油管上部并從井口排出到地面。由于液柱存在著與高度成正比的壓力，當(dāng)用氣柱托舉液柱時(shí)，液柱形成的壓力將傳遞到氣柱上，氣柱承受的壓力為井口油壓與液柱壓力之和。液柱越長，其下部的壓力越大，氣柱壓力越大。常規(guī)柱塞氣舉，當(dāng)氣體托舉著柱塞及柱塞上面的一大段液體從油管下部運(yùn)動(dòng)到油管上部時(shí)，柱塞下面的氣柱具有較大的壓力。隨著液柱排出地面，液柱下面的氣柱也隨之排出地面，氣體的壓力被白白釋放，也就是氣體的膨脹能被白白釋放。柱塞托舉的液柱越長，下面氣柱具有的壓力越高，被浪費(fèi)的膨脹能越多。所以常規(guī)柱塞氣舉具有不能充分利用氣體膨脹能、工作需要的氣液比大、排液量小、能量消耗大、氣/油井只能間歇開井、生產(chǎn)時(shí)率低等缺點(diǎn)。一些產(chǎn)氣量低、產(chǎn)液量較大的氣/油井因而不能采用常規(guī)柱塞氣舉，或者需消耗更多的地面向井筒內(nèi)注入氣舉行常規(guī)柱塞氣舉。

泡沫排液技術(shù)存在著需要人工連續(xù)或間斷向井內(nèi)加注泡沫劑、需要的氣液比大、排液量小、液體排出地面后需要進(jìn)行消泡處理等缺點(diǎn)。液體中含有油等具有消泡作用的井使用該技術(shù)效果受限。

發(fā)明內(nèi)容

常規(guī)柱塞氣舉是一大段氣柱通過柱塞起密封作用舉升柱塞及其上的一大段液柱到井口，其氣柱承受的壓力為井口油壓與液柱壓力之和，氣柱不能充分膨脹，因而所需氣液比高。而多柱塞協(xié)同氣舉是在油管內(nèi)安放多個(gè)柱塞，這多個(gè)柱塞將原一個(gè)柱塞舉升的一大段液柱和其下的一大段氣柱分割為多段液柱和氣柱，即一級(jí)：液柱+一級(jí)柱塞+氣柱；二級(jí)：液柱+二級(jí)柱塞+氣柱；三級(jí)：液柱+三級(jí)柱塞+氣柱…，油管內(nèi)由多級(jí)液柱+柱塞+氣柱串聯(lián)組成同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，具體多少級(jí)根據(jù)井況確定。顯然上面級(jí)的氣柱由于承受液柱壓力遠(yuǎn)小于一大段液柱壓力，故其體積將膨脹，氣柱占據(jù)油管段長度將增加，上面級(jí)氣柱體積（長度）大于下面級(jí)的氣體體積（長度）。在液柱總長度相同的情況下，與常規(guī)柱塞氣舉相比，占據(jù)同樣剩余油管空間（長度），多級(jí)柱塞需要的氣體質(zhì)量要小很多。即隨著每一小段液柱排出井口，該小段液柱形成的液柱壓力消失，因此下面的所有小段氣柱體積將隨之膨脹，多柱塞協(xié)同氣舉能讓氣體充分膨脹，氣體膨脹能得到充分利用，所需氣液比下降。在氣量相同的情況下，多柱塞協(xié)同氣舉可排出更多的液量，或在排液量相同的情況下，多柱塞協(xié)同氣舉需要的氣量大為降低。與泡排工藝相比，多柱塞協(xié)同氣舉不需要人工加注泡沫劑，排出地面的液體不需要進(jìn)行消泡處理。同時(shí)，多柱塞協(xié)同氣舉需要的氣液比小，排液量大。本發(fā)明提供一種多柱塞協(xié)同氣舉排液方法，可解決柱塞氣舉排液工藝、泡沫排液工藝工作需要的氣液比大、排液量小、能量消耗大等問題。