一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣田采油采氣技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的 自動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 柱塞氣舉排液工藝是利用氣井自身能量將液體排出井筒的技術(shù)方法。該技術(shù)將柱 塞作為氣液之間的機械界面，利用氣井產(chǎn)出的氣體，推動柱塞在油管內(nèi)進行周期性的上下 運動，進而周期性地將地層產(chǎn)出的液體舉升至地面，并采出氣體。作為氣液界面的柱塞，能 夠有效阻止氣體上竄和液體回落，減少液體從井底運行至井口運個過程的"滑脫"效應(yīng)，大 幅提高氣體舉升液體的效率。運種工藝主要適用于具有一定產(chǎn)能、日產(chǎn)水量小于25m3的氣 井。
[0003] 該技術(shù)需要實現(xiàn)對柱塞運行的控制，根據(jù)油氣井生產(chǎn)狀況自動設(shè)定油氣井的工作 制度，才能有效發(fā)揮排液采氣的作用。柱塞的運行過程W關(guān)井一-開井為一個運行周期，關(guān) 井時，柱塞在油管中自由下落，穿過液柱并回落至固定于井下的柱塞緩沖彈黃上；井底積液 增加到設(shè)定高度后開井，氣體推動柱塞及柱塞上部積液向上運動，柱塞到達井口后，上部積 液全部舉升至地面管線，完成一個排液周期。
[0004] 而傳統(tǒng)的柱塞氣舉運行制度主要是工程師利用油氣井資料做出判斷，人為設(shè)置開 關(guān)井的時間周期，定時開關(guān)井，因此需要頻繁的關(guān)注油氣井生產(chǎn)情況，工作量較大。 陽〇化]目前，已經(jīng)形成的時間優(yōu)化方法可W實現(xiàn)油氣井自動運行，但是方法單一，與油氣 井的實際積液情況結(jié)合不緊密，適用面有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有柱塞氣舉排液與油氣井的實際積液情況結(jié)合不緊密，適 用面有限的問題。
[0007] 為此，本發(fā)明提供了一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，包括如下步 驟：
[0008] 1)通井，然后向油氣井油管內(nèi)依次下入緩沖卡定器和柱塞，在井口采氣樹或井口 采油樹頂部連接防噴管，柱塞在緩沖卡定器和防噴管之間活動；同時在地面管線和防噴管 之間設(shè)置控制油氣井開關(guān)的氣動薄膜閥，氣動薄膜閥由電線連接著柱塞控制器，柱塞控制 器通過控制氣動薄膜閥開關(guān)實現(xiàn)油氣井開關(guān)井操作；
[0009] 2)在井口設(shè)置油、套管壓力傳感器，通過壓力傳感器測量油氣井油、套管內(nèi)壓力， 壓力傳感器與控制油氣井開關(guān)的柱塞控制器電線連接，將測量的油、套管壓力傳輸給柱塞 控制器；
[0010] 3)設(shè)定柱塞控制器控制油氣井開井的套壓值；
[0011] 4)設(shè)定柱塞控制器控制油氣井關(guān)井的套壓值，該套壓值為油氣井開井后套壓由降 轉(zhuǎn)升后的回升幅度值；
[0012] 5)柱塞控制器接收壓力傳感器測量的套壓值信號，然后根據(jù)設(shè)定的油氣井開井和 關(guān)井條件控制油氣井的開關(guān)。
[0013] 上述步驟3)中，若為第一生產(chǎn)周期控制開井，所述套壓值為任意設(shè)定值，若為其 他生產(chǎn)周期控制開井，所述套壓值為前一生產(chǎn)周期關(guān)井期間地面管線壓力的1. 5倍。
[0014] 上述步驟4)中套壓的回升幅度值P=P曲，其中，P為井筒內(nèi)積液的密度，g為 常數(shù)，h為井筒內(nèi)積液高度。
[0015] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的運種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法 根據(jù)油氣井井口套壓和油壓的變化情況控制油氣井的開井或關(guān)井，與油氣井的積液情況緊 密結(jié)合，確保最佳舉液量，實現(xiàn)對柱塞氣舉排液采氣過程自動化的控制管理。
[0016] W下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法中壓力優(yōu)化微升示意圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法中壓力微升值曲線圖。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1 :
[0020] 為了克服現(xiàn)有柱塞氣舉排液與油氣井的實際積液情況結(jié)合不緊密，適用面有限的 問題，本實施例提供了一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，包括如下步驟：
[0021] 1)通井，然后向油氣井油管內(nèi)依次下入緩沖卡定器和柱塞，在井口采氣樹或井口 采油樹頂部連接防噴管，柱塞在緩沖卡定器和防噴管之間活動；同時在地面管線和防噴管 之間設(shè)置控制油氣井開關(guān)的氣動薄膜閥，氣動薄膜閥由電線連接著柱塞控制器，柱塞控制 器通過控制氣動薄膜閥開關(guān)實現(xiàn)油氣井開關(guān)井操作；
[0022] 2)在井口設(shè)置油、套管壓力傳感器，通過壓力傳感器測量油氣井油、套管內(nèi)壓力， 壓力傳感器與控制油氣井開關(guān)的柱塞控制器電線連接，將測量的油、套管壓力傳輸給柱塞 控制器；
[0023] 3)設(shè)定柱塞控制器控制油氣井開井的套壓值；
[0024] 該步驟中，若為第一生產(chǎn)周期控制開井，所述套壓值為任意設(shè)定值，若為其他生產(chǎn) 周期控制開井，所述套壓值為前一生產(chǎn)周期關(guān)井期間地面管線壓力的1. 5倍。
[0025] 4)設(shè)定柱塞控制器控制油氣井關(guān)井的套壓值，該套壓值為油氣井開井后套壓由降 轉(zhuǎn)升后的回升幅度值； 陽026] 該步驟中套壓的回升幅度值P=P曲，其中，P為井筒內(nèi)積液的密度，g為常數(shù)，h為井筒內(nèi)積液高度。
[0027] 5)柱塞控制器接收壓力傳感器測量的套壓值信號，然后根據(jù)設(shè)定的油氣井開井和 關(guān)井條件控制油氣井的開關(guān)。
[0028] 本發(fā)明根據(jù)油氣井套壓的變化趨勢來設(shè)置開、關(guān)井條件；與此同時，開井時間、關(guān) 井時間同樣受最大開、關(guān)井時間、最小開、關(guān)井時間的約束。
[0029] 如圖1所示，當(dāng)套壓回升到開井壓力設(shè)定值時，柱塞控制器自動執(zhí)行開井操作。開 井后，柱塞W上部分的油管，與工作壓力低于套壓的氣井外輸管線接通，在柱塞的上下部形 成了一定壓差，運個壓差便推動柱塞及其上部的液體向井口運動，直至將液體舉升到地面 并排出井筒，與此同時，本周期內(nèi)井下聚集的氣體也一并產(chǎn)出，進入氣井的外輸管線。
[0030] 開井后，先期套壓將快速下降，后期出現(xiàn)逐步細微回升的變化，具體原因是隨著開 井過程的持續(xù)，油管內(nèi)將開始新一輪的積液，此時套壓將停止下降，并開始細微的回升。
[0031] 如圖2所示，根據(jù)油氣井的生產(chǎn)運行情況，W實現(xiàn)最大產(chǎn)氣量、最有效舉液量為前 提，針對套壓細微回升的狀況，給出一個壓力微升具體值；一般在開井狀態(tài)下，當(dāng)井筒出現(xiàn) 約10m積液時需要關(guān)井恢復(fù)壓力，套壓的回升幅度值P=P曲，其中，P為井筒內(nèi)積液的密 度，g為常數(shù)，h為井筒內(nèi)積液高度，即在壓力微升0.IMPa時關(guān)井。當(dāng)套壓回升幅度超過該 模式下設(shè)置的壓力微升值時，柱塞控制器關(guān)閉氣井，直至下一個生產(chǎn)周期再次開井。 陽03引 實施例2 :
[0033] 在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例通過觀察關(guān)井時刻的壓力微升值，設(shè)定柱塞控制 器為壓力微升優(yōu)化模式時，開井壓力為2. 4MPa，微升壓力設(shè)置為0. 015MPa。
[0034] 設(shè)置完成后即開始運行，并在柱塞氣舉控制系統(tǒng)運行3天后，導(dǎo)出柱塞控制器中 存儲的生產(chǎn)報表數(shù)據(jù)，如表1所示， 1^00對表1 :
[0036]
[0037] 由表1可W看出，開井時刻的套壓均為2. 4MPa，符合預(yù)設(shè)開井條件；關(guān)井時刻套壓 微升值均為〇.〇15MPa，符合預(yù)設(shè)關(guān)井條件。在該模式下，控制器根據(jù)套壓的變化情況自動調(diào) 整開、關(guān)井時間，生產(chǎn)制度處于自動優(yōu)化狀態(tài)。
[003引綜上所述，本發(fā)明提供的運種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法根據(jù)油氣 井井口套壓和油壓的變化情況控制油氣井的開井或關(guān)井，與油氣井的積液情況緊密結(jié)合， 確保最佳舉液量，實現(xiàn)對柱塞氣舉排液采氣過程自動化的控制管理。
[0039]W上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡 是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，其特征在于：包括如下步驟： 1) 通井，然后向油氣井油管內(nèi)依次下入緩沖卡定器和柱塞，在井口采氣樹或井口采油 樹頂部連接防噴管，柱塞在緩沖卡定器和防噴管之間活動；同時在地面管線和防噴管之間 設(shè)置控制油氣井開關(guān)的氣動薄膜閥，氣動薄膜閥由電線連接著柱塞控制器，柱塞控制器通 過控制氣動薄膜閥開關(guān)實現(xiàn)油氣井開關(guān)井操作； 2) 在井口設(shè)置油、套管壓力傳感器，通過壓力傳感器測量油氣井油、套管內(nèi)壓力，壓力 傳感器與控制油氣井開關(guān)的柱塞控制器電線連接，將測量的油、套管壓力傳輸給柱塞控制 器； 3) 設(shè)定柱塞控制器控制油氣井開井的套壓值； 4) 設(shè)定柱塞控制器控制油氣井關(guān)井的套壓值，該套壓值為油氣井開井后套壓由降轉(zhuǎn)升 后的回升幅度值； 5) 柱塞控制器接收壓力傳感器測量的套壓值信號，然后根據(jù)設(shè)定的油氣井開井和關(guān)井 條件控制油氣井的開關(guān)。2. 如權(quán)利要求1所述的油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，其特征在于：步驟 3)中，若為第一生產(chǎn)周期控制開井，所述套壓值為任意設(shè)定值，若為其他生產(chǎn)周期控制開 井，所述套壓值為前一生產(chǎn)周期關(guān)井期間地面管線壓力的1. 5倍。3. 如權(quán)利要求1所述的油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，其特征在于：所述 步驟4)中套壓的回升幅度值P= P gh，其中，P為井筒內(nèi)積液的密度，g為常數(shù)，h為井筒 內(nèi)積液高度。
【專利摘要】本發(fā)明是一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動控制方法，通井后向油管內(nèi)下入緩沖卡定器和柱塞，油氣井采氣樹連接防噴管，地面管線和防噴管之間設(shè)置氣動薄膜閥，氣動薄膜閥電連接柱塞控制器，柱塞控制器通過控制氣動薄膜閥開關(guān)實現(xiàn)氣井開關(guān)井操作；在井口采氣室內(nèi)設(shè)置壓力傳感器，壓力傳感器與柱塞控制器電連接；設(shè)定柱塞控制器控制油氣井開井的套壓值；設(shè)定柱塞控制器控制油氣井關(guān)井的套壓值；柱塞控制器接收壓力傳感器測量的套壓值信號，然后根據(jù)設(shè)定的油氣井開關(guān)井條件控制油氣井的開關(guān)。根據(jù)油氣井井口套壓和油壓的變化情況控制油氣井的開井或關(guān)井，與油氣井的積液情況緊密結(jié)合，確保最佳舉液量，實現(xiàn)對柱塞氣舉排液采氣過程自動化的控制管理。
【IPC分類】E21B43/00
【公開號】CN105239967
【申請?zhí)枴緾N201510682884
【發(fā)明人】韓強輝, 慕立俊, 付鋼旦, 劉雙全, 田偉, 李耀德, 李旭日, 惠艷妮, 衛(wèi)亞明, 肖述琴
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月20日