自動投棒裝置在蘇里格氣田的應用

吳紅欽 馮應海 王 萍 王小佳

（長慶油田分公司第三采氣廠，內蒙古 烏審旗 017300）

1 氣田概況

蘇里格氣田位于內蒙古自治區鄂爾多斯，構造位置位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡的西部。蘇里格氣田是低滲﹑低壓﹑低豐度，大面積分布的中粗顆粒砂巖巖性氣藏；有效儲層為辮狀河砂巖沉積中的粗巖相帶，非均質性強，連續性較差，其地質條件非常復雜。隨著蘇里格氣田開發程度的逐步增大，大部分氣井在開發過程中，隨著地層壓力的下降，產水氣井逐漸增多，井口壓力大幅度下降，產量急劇遞減，水淹停產井逐年增多，對天然氣的生產造成嚴重的危害，嚴重影響氣田天然氣的開采和最終采收率，成為氣田生產的突出矛盾之一。

蘇里格氣田采用低成本開發模式，建井規模較大，氣井數量多，開展單井泡排工作量較大，需大量人力﹑物力，勞動強度較高。

2 自動投棒裝置組織結構及工作原理

2.1 自動投棒裝置組織結構

自動投棒裝置包括電控箱﹑控制電纜和投放裝置組成，所需直流電源由用戶提供。電控箱主要組成零部件：箱體﹑時間控制器﹑按鈕等，投放裝置主要組成零部件：殼體﹑芯軸﹑轉盤﹑電磁驅動器﹑防爆盒﹑棘輪棘爪﹑上法蘭﹑油壬﹑壓力表等（如圖1所示）。

2.2 自動投棒裝置主要技術參數

（1）投放裝置主要技術參數

額定工作壓力：21MPa（3000psi）

裝置重量：約380kg

投棒方式：每次裝投12支，連續或斷續投放

電磁驅動器參數：24VDC×2.45A

下部法蘭連接形式：6BX 2 9/16 10000 BX153

工作溫度：L（-46～82℃）

（2）電控箱主要技術參數

外形尺寸：298×248×308mm

顯示內容：按時﹑分﹑秒倒計時顯示，最大9999小時59分59秒；剩余根數和投放根數。

3 自動投棒裝置在蘇里格氣田的應用

3.1 自動投棒試驗選井

根據蘇里格氣田氣井生產特征，合理選取氣井開展自動投棒試驗，選井原則如下：

（1）產量3000-5000 m3氣井；

（2）對所選氣井開展節流器打撈工作，即所選氣井為無節流器生產氣井；

（3）所選氣井存在井筒積液，油套壓差較大；

（4）泡排有效果氣井，最好是一摸清泡排周期氣井。

3.2 積液井判斷

根據蘇西區塊氣井生產情況，針對蘇里格氣田“三低”特色以及氣井采用節流器生產的工藝特點，研究并形成了五種基本的氣井積液判斷技術，確保了積液井準確判識，便于積液井分類管理。

（1）油套壓差法

氣井正常生產時，關井壓力恢復后，油壓趨于套壓，油套壓壓差較小；氣井積液有關井壓力恢復后，油壓與套壓存在一定壓差，初步判定：當油套壓差≤2MPa時氣井無積液，正常生產；5MPa≥油套壓差≥2MPa時，氣井存在少量積液；油套壓差≥5MPa，氣井嚴重積液。

（2）井筒流壓梯度法

（3）回聲儀探油套環空液面法

（4）氣井生產采氣曲線法

（5）氣井最小攜液流量法

產量低于氣井臨界攜液流量，同時生產特征表現為套壓逐漸上漲，產量逐步降低可判斷井筒積液

3.3 積液井在氣井生產過程中表現主要特征為：

（1）關井油套壓差較大。

（2）氣井壓力呈上升趨勢。

（3）氣井帶液生產，生產曲線呈鋸齒狀波動上升。

（4）氣井產量較低，一般小于3000 m3。

3.4 自動投棒試驗效果

根據自動投棒試驗氣井的選井原則，在蘇里格西區選取7口井采用3鐘不同廠家投棒裝置開展自動投棒試驗。

本次試驗目的：①檢驗自動投棒裝置能否安全平穩及長時間運行及自動投棒裝置遠傳可操作性及適用性；②對比不同廠家投棒裝置，優選故障率低裝置。

（1）蘇XX-XX-88

該井于2011年8月13日完成自動投棒裝置及遠程控制裝置安裝，如圖2所示。

圖1

圖2 自動投棒裝置安裝圖

表1 4口氣井自動投棒周期統計表

表2 自動投棒裝置常見問題分析及故障排除

該裝置遠控調試正常，可試驗站內控制自動投注泡排棒，在試驗過程中，采用40mm泡排棒進行投注，由于藥輪上的藥孔在轉動后與井筒油管口不重合，泡排棒無法投入井筒，更換30mm泡排棒進行試驗，泡排棒不能連續投注，試驗失敗。

（2）蘇XX-XX-75于2011年8月12日完成自動投泡排棒裝置及遠程控制裝置安裝調試，8月13日遠程（集氣站）控制投泡排棒2根（40mm），裝置運行良好，自動投注制度為每5天投注2根泡排棒，氣井生產平穩。

隨后選取蘇XX-XX-67﹑蘇XXXX-80﹑ 蘇 XX-XX-91﹑ 蘇 XX-XX-87等4口氣井開展自動投棒試驗，4口井裝置均運行良好，初步確定工作制度如圖1所示。

（3）蘇XX-XX-80

該井裝置為xx公司產品，于2011年11月28日完成井口安裝，11月31日調試運行調試，投棒制度2根/天，運行6天，投完儲棒筒（11個）11根泡排棒，運行平穩，因進入冬季生產，未繼續開展試驗。

3.5 裝置運行過程中故障分析（如圖2所示）

3.6 不同廠家設備運行情況對比

通過分析不同廠家設備，投棒裝置運行情況，廠家1生產設備故障率較高，試驗無法開展，試驗失敗，廠家2生產裝置運行平穩，故障率低，但儲棒筒容量及泡排棒直徑較廠家3稍大。

4 試驗結論

（1）試驗結果表明，自動投棒裝置可以代替人工投棒操作，可節省大量人力﹑物力按次按量開展單井泡排試驗，便于大范圍開展單井泡排試驗，只需人工定期添加泡排棒。

（2）自動投棒裝置實現了遠傳控制投棒，無需人員現場操作，集氣站人員可遠傳控制投棒，自動化程度高，符合蘇里格氣田自動化發展的趨勢。

（3）自動投棒裝置運行穩定故障率低。

（4）井口安裝自動投棒裝置前，需先開展單井泡排試驗，摸清泡排周期及泡排加注量。

（5）為增加收益，自動投棒裝置井產氣量應為3000-5000 m3，泡排明顯氣井。

（6）若大范圍開展井口自動投棒裝置安裝，需定期對井口設備進行維修保養，費用較大。

（7）自動投注泡排棒因井筒帶液生產，泡排棒易粘附于井壁上堵塞井筒，建議定期對油管加注消泡劑。

（8）通過試驗對比廠家2生產裝置性價比較高，裝置運行平穩，故障率底，能適應蘇里格大范圍開展泡排工作的需求。

[1]黃艷，佘朝毅，鐘曉瑜，等.國外排水采氣工藝技術現狀及發展趨勢[J].鉆采工藝，2004，28（4）：57－60.

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