大牛地气田柱塞气举动态模型的研究与应用

李 璇，杨芾汕，刘玉祥，周瑞立

（中国石化华北油田分公司工程技术研究院，河南 郑州450006）

前言

柱塞气举是间歇气举的一种特殊形式，柱塞作为一种固体的密封界面，将举升气体和被举升液体分开，减少气体滑脱损失，提高举升效率。柱塞气举的能量主要来源于地层压力，将柱塞及其上部的液体从井底推向井口，排除井底积液，增大生产压差，延长气井的生产周期。柱塞气举是一个十分复杂的动态举升过程，受液体段塞高度和气体流动压力影响较大。早期人们对柱塞气举进行了静态模拟，然而该模型是建立在大量假设条件基础上的，模型简单缺乏普遍性；后人建立了不同的动态模型来描述柱塞气举的运行特征，但求解过程复杂实用性不强。截至2012年7月15日，大牛地气田共有17口气井应用过柱塞气举工艺，为了更好地把握柱塞在上下行程中的动态和油套压等参数的变化情况，本文利用动量守恒和质量守恒原理研究柱塞和液体段塞的运动规律及气体压力变化情况，结合大牛地气田的实际生产特征建立了柱塞气举动态模型。综合考虑摩擦和液体漏失的影响，建立了多种因素影响下柱塞和液体段塞的运动方程，以及柱塞上下端气体压力和油套压计算方程。通过本模型的应用结果表明，该模型可为大牛地气田的柱塞举升工艺参数优化提供依据。

1 动态模型的建立

柱塞气举运动周期可分为柱塞上行阶段、续流阶段和关井恢复压力阶段（见图1）。……