一种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气田采油采气技术领域，具体设及一种油气井柱塞气举排液生产的 自动控制方法。
【背景技术】
[0002] 柱塞气举排液工艺是利用气井自身能量将液体排出井筒的技术方法。该技术将柱 塞作为气液之间的机械界面，利用气井产出的气体，推动柱塞在油管内进行周期性的上下 运动，进而周期性地将地层产出的液体举升至地面，并采出气体。作为气液界面的柱塞，能 够有效阻止气体上窜和液体回落，减少液体从井底运行至井口运个过程的"滑脱"效应，大 幅提高气体举升液体的效率。运种工艺主要适用于具有一定产能、日产水量小于25m3的气 井。
[0003] 该技术需要实现对柱塞运行的控制，根据油气井生产状况自动设定油气井的工作 制度，才能有效发挥排液采气的作用。柱塞的运行过程W关井一-开井为一个运行周期，关 井时，柱塞在油管中自由下落，穿过液柱并回落至固定于井下的柱塞缓冲弹黃上；井底积液 增加到设定高度后开井，气体推动柱塞及柱塞上部积液向上运动，柱塞到达井口后，上部积 液全部举升至地面管线，完成一个排液周期。
[0004] 而传统的柱塞气举运行制度主要是工程师利用油气井资料做出判断，人为设置开 关井的时间周期，定时开关井，因此需要频繁的关注油气井生产情况，工作量较大。 阳〇化]目前，已经形成的时间优化方法可W实现油气井自动运行，但是方法单一，与油气 井的实际积液情况结合不紧密，适用面有限。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是克服现有柱塞气举排液与油气井的实际积液情况结合不紧密，适 用面有限的问题。
[0007] 为此，本发明提供了一种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，包括如下步 骤：
[0008] 1)通井，然后向油气井油管内依次下入缓冲卡定器和柱塞，在井口采气树或井口 采油树顶部连接防喷管，柱塞在缓冲卡定器和防喷管之间活动；同时在地面管线和防喷管 之间设置控制油气井开关的气动薄膜阀，气动薄膜阀由电线连接着柱塞控制器，柱塞控制 器通过控制气动薄膜阀开关实现油气井开关井操作；
[0009] 2)在井口设置油、套管压力传感器，通过压力传感器测量油气井油、套管内压力， 压力传感器与控制油气井开关的柱塞控制器电线连接，将测量的油、套管压力传输给柱塞 控制器；
[0010] 3)设定柱塞控制器控制油气井开井的套压值；
[0011] 4)设定柱塞控制器控制油气井关井的套压值，该套压值为油气井开井后套压由降 转升后的回升幅度值；
[0012] 5)柱塞控制器接收压力传感器测量的套压值信号，然后根据设定的油气井开井和 关井条件控制油气井的开关。
[0013] 上述步骤3)中，若为第一生产周期控制开井，所述套压值为任意设定值，若为其 他生产周期控制开井，所述套压值为前一生产周期关井期间地面管线压力的1. 5倍。
[0014] 上述步骤4)中套压的回升幅度值P=P曲，其中，P为井筒内积液的密度，g为 常数，h为井筒内积液高度。
[0015] 本发明的有益效果：本发明提供的运种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法 根据油气井井口套压和油压的变化情况控制油气井的开井或关井，与油气井的积液情况紧 密结合，确保最佳举液量，实现对柱塞气举排液采气过程自动化的控制管理。
[0016] W下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法中压力优化微升示意图。
[0018] 图2是本发明油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法中压力微升值曲线图。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1 :
[0020] 为了克服现有柱塞气举排液与油气井的实际积液情况结合不紧密，适用面有限的 问题，本实施例提供了一种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，包括如下步骤：
[0021] 1)通井，然后向油气井油管内依次下入缓冲卡定器和柱塞，在井口采气树或井口 采油树顶部连接防喷管，柱塞在缓冲卡定器和防喷管之间活动；同时在地面管线和防喷管 之间设置控制油气井开关的气动薄膜阀，气动薄膜阀由电线连接着柱塞控制器，柱塞控制 器通过控制气动薄膜阀开关实现油气井开关井操作；
[0022] 2)在井口设置油、套管压力传感器，通过压力传感器测量油气井油、套管内压力， 压力传感器与控制油气井开关的柱塞控制器电线连接，将测量的油、套管压力传输给柱塞 控制器；
[0023] 3)设定柱塞控制器控制油气井开井的套压值；
[0024] 该步骤中，若为第一生产周期控制开井，所述套压值为任意设定值，若为其他生产 周期控制开井，所述套压值为前一生产周期关井期间地面管线压力的1. 5倍。
[0025] 4)设定柱塞控制器控制油气井关井的套压值，该套压值为油气井开井后套压由降 转升后的回升幅度值； 阳026] 该步骤中套压的回升幅度值P=P曲，其中，P为井筒内积液的密度，g为常数，h为井筒内积液高度。
[0027] 5)柱塞控制器接收压力传感器测量的套压值信号，然后根据设定的油气井开井和 关井条件控制油气井的开关。
[0028] 本发明根据油气井套压的变化趋势来设置开、关井条件；与此同时，开井时间、关 井时间同样受最大开、关井时间、最小开、关井时间的约束。
[0029] 如图1所示，当套压回升到开井压力设定值时，柱塞控制器自动执行开井操作。开 井后，柱塞W上部分的油管，与工作压力低于套压的气井外输管线接通，在柱塞的上下部形 成了一定压差，运个压差便推动柱塞及其上部的液体向井口运动，直至将液体举升到地面 并排出井筒，与此同时，本周期内井下聚集的气体也一并产出，进入气井的外输管线。
[0030] 开井后，先期套压将快速下降，后期出现逐步细微回升的变化，具体原因是随着开 井过程的持续，油管内将开始新一轮的积液，此时套压将停止下降，并开始细微的回升。
[0031] 如图2所示，根据油气井的生产运行情况，W实现最大产气量、最有效举液量为前 提，针对套压细微回升的状况，给出一个压力微升具体值；一般在开井状态下，当井筒出现 约10m积液时需要关井恢复压力，套压的回升幅度值P=P曲，其中，P为井筒内积液的密 度，g为常数，h为井筒内积液高度，即在压力微升0.IMPa时关井。当套压回升幅度超过该 模式下设置的压力微升值时，柱塞控制器关闭气井，直至下一个生产周期再次开井。 阳03引 实施例2 :
[0033] 在实施例1的基础上，本实施例通过观察关井时刻的压力微升值，设定柱塞控制 器为压力微升优化模式时，开井压力为2. 4MPa，微升压力设置为0. 015MPa。
[0034] 设置完成后即开始运行，并在柱塞气举控制系统运行3天后，导出柱塞控制器中 存储的生产报表数据，如表1所示， 1^00对表1 :
[0036]
[0037] 由表1可W看出，开井时刻的套压均为2. 4MPa，符合预设开井条件；关井时刻套压 微升值均为〇.〇15MPa，符合预设关井条件。在该模式下，控制器根据套压的变化情况自动调 整开、关井时间，生产制度处于自动优化状态。
[003引综上所述，本发明提供的运种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法根据油气 井井口套压和油压的变化情况控制油气井的开井或关井，与油气井的积液情况紧密结合， 确保最佳举液量，实现对柱塞气举排液采气过程自动化的控制管理。
[0039]W上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，其特征在于：包括如下步骤： 1) 通井，然后向油气井油管内依次下入缓冲卡定器和柱塞，在井口采气树或井口采油 树顶部连接防喷管，柱塞在缓冲卡定器和防喷管之间活动；同时在地面管线和防喷管之间 设置控制油气井开关的气动薄膜阀，气动薄膜阀由电线连接着柱塞控制器，柱塞控制器通 过控制气动薄膜阀开关实现油气井开关井操作； 2) 在井口设置油、套管压力传感器，通过压力传感器测量油气井油、套管内压力，压力 传感器与控制油气井开关的柱塞控制器电线连接，将测量的油、套管压力传输给柱塞控制 器； 3) 设定柱塞控制器控制油气井开井的套压值； 4) 设定柱塞控制器控制油气井关井的套压值，该套压值为油气井开井后套压由降转升 后的回升幅度值； 5) 柱塞控制器接收压力传感器测量的套压值信号，然后根据设定的油气井开井和关井 条件控制油气井的开关。2. 如权利要求1所述的油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，其特征在于：步骤 3)中，若为第一生产周期控制开井，所述套压值为任意设定值，若为其他生产周期控制开 井，所述套压值为前一生产周期关井期间地面管线压力的1. 5倍。3. 如权利要求1所述的油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，其特征在于：所述 步骤4)中套压的回升幅度值P= P gh，其中，P为井筒内积液的密度，g为常数，h为井筒 内积液高度。
【专利摘要】本发明是一种油气井柱塞气举排液生产的自动控制方法，通井后向油管内下入缓冲卡定器和柱塞，油气井采气树连接防喷管，地面管线和防喷管之间设置气动薄膜阀，气动薄膜阀电连接柱塞控制器，柱塞控制器通过控制气动薄膜阀开关实现气井开关井操作；在井口采气室内设置压力传感器，压力传感器与柱塞控制器电连接；设定柱塞控制器控制油气井开井的套压值；设定柱塞控制器控制油气井关井的套压值；柱塞控制器接收压力传感器测量的套压值信号，然后根据设定的油气井开关井条件控制油气井的开关。根据油气井井口套压和油压的变化情况控制油气井的开井或关井，与油气井的积液情况紧密结合，确保最佳举液量，实现对柱塞气举排液采气过程自动化的控制管理。
【IPC分类】E21B43/00
【公开号】CN105239967
【申请号】CN201510682884
【发明人】韩强辉, 慕立俊, 付钢旦, 刘双全, 田伟, 李耀德, 李旭日, 惠艳妮, 卫亚明, 肖述琴
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月20日