一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動(dòng)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(dòng)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(jī)械界面，利用氣井產(chǎn)出的氣體，推動(dòng)柱塞在油管內(nèi)進(jìn)行周期性的上下 運(yùn)動(dòng)，進(jìn)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(yùn)行至井口運(yùn)個(gè)過程的"滑脫"效應(yīng)，大 幅提高氣體舉升液體的效率。運(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞運(yùn)行的控制，根據(jù)油氣井生產(chǎn)狀況自動(dòng)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(yùn)行過程W關(guān)井一-開井為一個(gè)運(yùn)行周期，關(guān) 井時(shí)，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(dòng)柱塞及柱塞上部積液向上運(yùn)動(dòng)，柱塞到達(dá)井口后，上部積 液全部舉升至地面管線，完成一個(gè)排液周期。
[0004] 而傳統(tǒng)的柱塞氣舉運(yùn)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(shí)間周期，定時(shí)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(shí)間優(yōu)化方法可W實(shí)現(xiàn)油氣井自動(dòng)運(yùn)行，但是方法單一，與油氣 井的實(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)；同時(shí)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(dòng)薄膜閥，氣動(dòng)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(dòng)薄膜閥開關(guān)實(shí)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(cè)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(cè)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(cè)量的套壓值信號(hào)，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(yùn)種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞氣舉排液采氣過程自動(dòng)化的控制管理。
[0016] W下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)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(dòng)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(dòng)控制方法中壓力微升值曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1 :
[0020] 為了克服現(xiàn)有柱塞氣舉排液與油氣井的實(shí)際積液情況結(jié)合不緊密，適用面有限的 問題，本實(shí)施例提供了一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動(dòng)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(dòng)；同時(shí)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(dòng)薄膜閥，氣動(dòng)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(dòng)薄膜閥開關(guān)實(shí)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(cè)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(cè)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(cè)量的套壓值信號(hào)，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(shì)來設(shè)置開、關(guān)井條件；與此同時(shí)，開井時(shí)間、關(guān) 井時(shí)間同樣受最大開、關(guān)井時(shí)間、最小開、關(guān)井時(shí)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(shí)，柱塞控制器自動(dòng)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(yùn)個(gè)壓差便推動(dòng)柱塞及其上部的液體向井口運(yùn)動(dòng)，直至將液體舉升到地面 并排出井筒，與此同時(shí)，本周期內(nèi)井下聚集的氣體也一并產(chǎn)出，進(jìn)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(xì)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(shí)套壓將停止下降，并開始細(xì)微的回升。
[0031] 如圖2所示，根據(jù)油氣井的生產(chǎn)運(yùn)行情況，W實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)氣量、最有效舉液量為前 提，針對(duì)套壓細(xì)微回升的狀況，給出一個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)，柱塞控制器關(guān)閉氣井，直至下一個(gè)生產(chǎn)周期再次開井。 陽03引 實(shí)施例2 :
[0033] 在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例通過觀察關(guān)井時(shí)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(shí)，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(yùn)行，并在柱塞氣舉控制系統(tǒng)運(yùn)行3天后，導(dǎo)出柱塞控制器中 存儲(chǔ)的生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)，如表1所示， 1^00對(duì)表1 :
[0036]
[0037] 由表1可W看出，開井時(shí)刻的套壓均為2. 4MPa，符合預(yù)設(shè)開井條件；關(guān)井時(shí)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(dòng)調(diào) 整開、關(guān)井時(shí)間，生產(chǎn)制度處于自動(dòng)優(yōu)化狀態(tài)。
[003引綜上所述，本發(fā)明提供的運(yùn)種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞氣舉排液采氣過程自動(dòng)化的控制管理。
[0039]W上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡 是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種油氣井柱塞氣舉排液生產(chǎn)的自動(dòng)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(dòng)；同時(shí)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(dòng)薄膜閥，氣動(dòng)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(dòng)薄膜閥開關(guān)實(shí)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(cè)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(cè)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(cè)量的套壓值信號(hào)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)薄膜閥，氣動(dòng)薄膜閥電連接柱塞控制器，柱塞控制器通過控制氣動(dòng)薄膜閥開關(guān)實(shí)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(cè)量的套壓值信號(hào)，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(shí)現(xiàn)對(duì)柱塞氣舉排液采氣過程自動(dòng)化的控制管理。
【IPC分類】E21B43/00
【公開號(hào)】CN105239967
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510682884
【發(fā)明人】韓強(qiáng)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(qǐng)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(qǐng)日】2015年10月20日