一种用于气井泡沫排水采气的处理方法及加注装置与流程

1.本发明属于天然气开采工程技术领域，特别涉及一种用于气井泡沫排水采气的处理方法及加注装置。


背景技术：

2.有水气藏在我国已投入开发气田中占80％以上，所包含的天然气储量占比超过75％以上，是我国天然气工业稳产上产和大发展的基础。随着开发时间的延长，这类气田出水井数迅速增加，截止目前已达到了生产井的60％，且出水后气井产量下降了20％～85％，给天然气的连续稳产上产带来严峻挑战。国内外数十年的开发实践表明，排水采气技术是保障出水气田稳产和提高采收率的最有效措施，其中，泡沫排水采气占总排水采气井数的60％，是应用最广泛的排水采气技术，因此，对泡沫排水采气的研究与提升也是气田提高开发效率与效益的主要攻关方向。随着气田开发方式的不断革新，物联网、信息技术普及应用促使油气开发方式正逐步从单井模式向“集群化、智能化、规模化”发展。我国西部气田泡沫排水采气作业量大、泡排剂的加注与地面消泡主要以人工车注为主，自动化程度低，工人劳动强度大，也不利于气田的精细化管理。
3.如何契合气田新的开发理念，实现气井智能泡排加注与管理，是气田提质增效的新起点。结合西部气田气井分散、集中消泡、日照充足的特点，开发一种用于气井泡沫排水采气的太阳能分布式智能加注与集群消泡装备具有重要的意义和广阔的用途。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种用于气井泡沫排水采气的处理方法及加注装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种用于气井泡沫排水采气的处理方法，包括以下步骤：
7.通过物联网对气井的生产动态数据和自动加注装置运行数据进行采集；
8.将生产动态数据和自动加注装置运行数据输入到云端或移动端平台；
9.通过云端或移动端平台对生产动态数据和自动加注装置运行数据分析和优化；
10.将分析优化后的数据输入自动加注装置，自动加注装置根据分析优化后的数据调整加注制度及用量，往气井中加注药液；
11.气井产生带有泡沫的气水汇集在单井集气汇管，并进入集群消泡装置；
12.集群消泡装置的运行参数输入云端或移动端平台进行优化，然后集群消泡装置自动执行优化后的运行参数，对气水进行消泡；
13.消泡后的气水混合后进行分离流程，完成整个泡沫排水采气作业。
14.优选的，所述气井的生产动态数据包括积液状态、井底积液量以及泡排剂用量。
15.优选的，所述自动加注装置往气井注入的药液为泡排剂或起泡剂，所述集群消泡装置用于往单井集气汇管注入消泡剂。
16.优选的，所述自动加注装置和集群消泡装置均连接有补给车，所述补给车用于给
自动加注装置补充药液和给集群消泡装置补充消泡剂。
17.优选的，所述自动加注装置、站内集群消泡装置的参数数据通过无线传输接入云端或移动端平台。
18.优选的，包括太阳能电池板和设备外壳；
19.所述太阳能电池板安装在设备外壳上；
20.所述设备外壳内置有储药罐；
21.所述储药罐上端安装有添药管，内壁安装有液位计，下方安装有柱塞泵,所述柱塞泵一端连接有出液管。
22.优选的，所述设备外壳底部还设置有基座。
23.优选的,所述添药管和出液管均延伸至设备外壳外侧。
24.优选的,所述出液管上安装有流量计和阀门。
25.优选的，所述设备外壳上还设置有无线传输装置，所述无线传输装置分别与柱塞泵和液位计电连接。
26.本发明的有益效果：
27.本发明有效解决我国西部气田泡沫排水采气作业量大、泡排剂的加注与地面消泡主要以人工车注为主，自动化程度低，工人劳动强度大，不利于气田的精细化管理的问题。
28.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1示出了本发明的一种用于气井泡沫排水采气的加注消泡方法流程图；
31.图2示出了基于云服务、物联网的泡沫排水采气智能管控示意图；
32.图3示出了分散气井分布式泡排剂加注、站内集中消泡运行流程示意图；
33.图4示出了井口太阳能泡排剂智能加注装备结构示意图；
34.图5示出了气田气井智能泡排前后综合生产曲线。
35.图中：1、太阳能电池板；2、设备外壳；3、添药管；4、储药罐；5、流量计；6、出液管；7、阀门；8、柱塞泵；9、液位计；10、无线传输装置；11、基座。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.一种用于气井泡沫排水采气的加注消泡方法，如图1所示，包括以下步骤：
38.通过物联网对气井的生产动态数据和自动加注装置运行数据进行采集；
39.将生产动态数据和自动加注装置运行数据输入到云端或移动端平台；
40.通过云端或移动端平台对生产动态数据和自动加注装置运行数据分析和优化；
41.将分析优化后的数据输入自动加注装置，自动加注装置根据分析优化后的数据调整加注制度及用量，往气井中加注药液；
42.气井产生带有泡沫的气水汇集在单井集气汇管，并进入集群消泡装置；
43.集群消泡装置的运行参数输入云端或移动端平台进行优化，然后集群消泡装置自动执行优化后的运行参数，对气水进行消泡；
44.消泡后的气水混合后进行分离流程，完成整个泡沫排水采气作业。
45.需要说明的是，分流流程通过分离器进行。
46.需要说明的是，如图2所示，气田、气井的生产动态数据通过各气田已经安装的物联网设备进行实时采集；然后，通过油田的无线传输系统将采集的数据输入到建立的云端、移动端等平台对气井的积液状态、井底积液量以及泡排剂最优用量进行智能分析和优化；最后，智能分析和优化的结果数据通过油田的无线传输系统推送给井场的自动加注装备，自动加注装备按照优化的结果自动执行泡沫排水采气药剂加注制度调整。
47.进一步地，气井的生产动态数据包括积液状态、井底积液量以及泡排剂用量。
48.进一步地，自动加注装置往气井注入的药液为泡排剂或起泡剂，集群消泡装置用于往单井集气汇管注入消泡剂。
49.需要说明的是，自动加注装置是先往气井加注的是泡排剂(或起泡剂)，目的是将井筒内的积液在气流的搅拌下形成泡沫，便于气流携带出到地面。自动加注装置是放在气井井场的，每一口井需要一台加注装置。
50.需要是进一步说明的是，井筒内返出的泡沫达到井口后，为了便于气水分离，首先要将泡沫消泡，集群消泡装置的作用是加注消泡剂来进行消泡，因为气田现场各气井生产出来的气、水都会在集气站汇集后统一分离处理，因此，集群消泡装置是装在集气站上的，一台设备可以管很多井。
51.进一步地，自动加注装置和集群消泡装置均连接有补给车，补给车用于给自动加注装置补充药液和给集群消泡装置补充消泡剂。
52.需要说明的是，在整个系统的运行过程中，井口智能加注装置、站内集群消泡装置的药剂剩余量数据通过无线传输装置接入云端、移动端等平台，在小于所设置的阈值时会自动向药剂补给车发送信息，药剂补给车及时的给各加注装置及时补足对应药剂。
53.进一步地，自动加注装置、站内集群消泡装置的参数数据通过无线传输接入云端或移动端平台。
54.需要说明的是，如图3所示，由于分散气井井口直接的距离比较远，在各个井口旁边安装井口自动加注装置，气井的生产动态和自动加注装置运行数据经过油田物联网设备进行采集，并通过无线传输装置输入到云端、移动端等平台，自动加注装置自动执行优化反馈后的结果；然后，通过油田的无线传输系统将采集的数据输入到建立的云端、移动端等平台对气井的积液状态、井底积液量以及泡排剂最优用量进行智能分析和优化；最后，各井口产出的、含有大量泡沫的气水在单井集气汇管处汇总，一起进入站内集群消泡装置，该装置向经过的各井汇集后含大量泡沫的气水中注入消泡剂，消除全部泡沫，站内集群消泡装置
的各项运行参数实时通过无线传输装置输入云端、移动端等平台进行优化，然后自动执行优化后的消泡剂的加注制度及用量；最后，消泡后的气水混合流进入后续分离器流程，完成整个泡沫排水采气作业。
55.一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，如图4所示，包括太阳能电池板1和设备外壳2；
56.太阳能电池板1安装在设备外壳2上；
57.设备外壳2内置有储药罐4；
58.储药罐4上端安装有添药管3，内壁安装有液位计9，下方安装有柱塞泵8,柱塞泵8一端连接有出液管6。
59.进一步地，设备外壳2底部还设置有基座11。
60.需要说明的是，基座11可以保持设备外壳2的稳定。
61.进一步地,添药管3和出液管6均延伸至设备外壳2外侧。
62.需要说明的是，添药管3与外部的补给车连接，出液管6与气井连接。
63.进一步地,出液管6上安装有流量计5和阀门7。
64.需要说明的是，流量计5可以监控通过出液管6的流量，阀门7可以自动开启或关闭，控制出液管6的工作状态。
65.进一步地，设备外壳2上还设置有无线传输装置10，无线传输装置10分别与柱塞泵8和液位计9电连接。
66.需要说明的是，如图3所示，太阳能电池板1的主要功能是为柱塞泵8加注泡排剂、无线传输装置10传输数据、阀门7开关、液位计9液面计量、流量计5流量计量提供电力；储药罐4的作用是存储泡排剂溶液；柱塞泵8的功能是按照云端、移动端等平台推送过来的泡排剂设计用量将泡排剂注入到气井；无线传输装置10的作用是传输太阳能泡排剂自动加注装置数据给云端、移动端等平台，并且接收平台的优化设计结果；设备外壳2的功能是保护内部核心部件；液位计9的作用是实时计量储药罐4中的液面位置；流量计5的作用是实时计量药剂的加注量；阀门7的作用是开关进入井口的药剂注入管线；添药管3的作用是向当储药罐4的泡排剂溶液不足时，补给药剂。
67.设备的运行过程是无线传输装置10将接收到的云端、移动端等平台的泡排剂用量优化结果传输给柱塞泵8、流量计5，柱塞泵8开始工作，阀门7对应打开，将储药罐4的泡排剂溶液注入到气井井口，当流量计5计量的用量达到设计的用量时，柱塞泵8停止泵入，并自动关闭出液管6的管线阀门7。同时，当液位计9的监测数据小于储药罐4设置的最低阈值时，通过无线传输装置10向药剂补给车发送信号，提醒药剂补给车过来通过添药管3向本设备补充药剂。
68.需要说明的是，截止目前，该发明已开展了推广应用，现场人工工作量降低了4/5，设备除补给药剂外无需其他人工干预。泡排效果提高23％、药剂用量降低29.5％、综合成本降低55％，效果良好。
69.图5为其中一口井智能泡排前后的综合生产曲线。该井于1月13日开启智能泡排，措施后产气增幅0.73％，产水降幅40.1％，油套压差增加4.25％，药剂用量降幅62.6％。降本增效效果显著，有效保障气井生产。该井在智能加注前前采用的是自动加注的方式，即现场技术人员根据对气井生产状态的分析粗略的设置了一个药剂加注量，每天自动加注设备
定时、定量的往气井中加入泡排剂以维持气井稳定生产。由于无法与气井生产动态联系起来，每天的药剂加注量都是定值，并且为了防止药剂用量过少带来气井产量不稳定的风险，药剂用量往往偏大很多，此种状态下药剂的用量与气井生产状态没有实时和直接的联系，也不会随生产动态变化。而智能加注阶段每天的药剂用量都是根据气井的生产动态实时分析出来的，可以很精准的对药剂的用量进行设计，且无需人工参与，这也是智能加注阶段药剂用量更少，产量稳中有增的原因。
70.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于气井泡沫排水采气的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：通过物联网对气井的生产动态数据和自动加注装置运行数据进行采集；将生产动态数据和自动加注装置运行数据输入到云端或移动端平台；通过云端或移动端平台对生产动态数据和自动加注装置运行数据分析和优化；将分析优化后的数据输入自动加注装置，自动加注装置根据分析优化后的数据调整加注制度及用量，往气井中加注药液；气井产生带有泡沫的气水汇集在单井集气汇管，并进入集群消泡装置；集群消泡装置的运行参数输入云端或移动端平台进行优化，然后集群消泡装置自动执行优化后的运行参数，对气水进行消泡；消泡后的气水混合后进行分离流程，完成整个泡沫排水采气作业。2.根据权利要求1所述的一种用于气井泡沫排水采气的处理方法，其特征在于，所述气井的生产动态数据包括积液状态、井底积液量以及泡排剂用量。3.根据权利要求1所述的一种用于气井泡沫排水采气的加处理方法，其特征在于，所述自动加注装置往气井注入的药液为泡排剂或起泡剂，所述集群消泡装置用于往单井集气汇管注入消泡剂。4.根据权利要求1所述的一种用于气井泡沫排水采气的处理方法，其特征在于，所述自动加注装置和集群消泡装置均连接有补给车，所述补给车用于给自动加注装置补充药液和给集群消泡装置补充消泡剂。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于气井泡沫排水采气的处理方法，其特征在于，所述自动加注装置、站内集群消泡装置的参数数据通过无线传输接入云端或移动端平台。6.如权利要求1所述的一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，其特征在于，包括太阳能电池板(1)和设备外壳(2)；所述太阳能电池板(1)安装在设备外壳(2)上；所述设备外壳(2)内置有储药罐(4)；所述储药罐(4)上端安装有添药管(3)，内壁安装有液位计(9)，下方安装有柱塞泵(8),所述柱塞泵(8)一端连接有出液管(6)。7.根据权利要求6所述的一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，其特征在于，所述设备外壳(2)底部还设置有基座(11)。8.根据权利要求6所述的一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，其特征在于,所述添药管(3)和出液管(6)均延伸至设备外壳(2)外侧。9.根据权利要求6所述的一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，其特征在于,所述出液管(6)上安装有流量计(5)和阀门(7)。10.根据权利要求6所述的一种用于气井泡沫排水采气的加注装置，其特征在于，所述设备外壳(2)上还设置有无线传输装置(10)，所述无线传输装置(10)分别与柱塞泵(8)和液位计(9)电连接。

技术总结
本发明提供了一种用于气井泡沫排水采气的处理方法及加注装置，所述方法包括通过物联网对气井的生产动态数据和自动加注装置运行数据进行采集；将生产动态数据和自动加注装置运行数据输入到云端或移动端平台；通过云端或移动端平台对生产动态数据和进行自动加注装置运行数据分析和优化；将分析优化后的数据输入自动加注装置，自动加注装置根据分析优化后的数据调整加注制度及用量，往气井中加注药液；气井产生带有泡沫的气水汇集在单井集气汇管，并进入集群消泡装置。本发明有效解决我国西部气田泡沫排水采气作业量大、泡排剂的加注与地面消泡主要以人工车注为主，自动化程度低，工人劳动强度大，不利于气田的精细化管理的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：曹光强 李楠 陈君 师俊峰 熊春明 姜晓华 王浩宇 贾敏 刘岩 杨晓鹏 杜竞 许鸷宇
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13