单螺杆泵采气应用特点

有水气藏中后期，随着地层能量衰减，大批气井地层水无法带出，伴随井底积液影响出现减产甚至水淹停产，须借助工艺措施排水采气以保持生产。作为国内气生产基地，川渝地区气田排水采气工艺广泛应用，但各工艺存在不同适应条件与范围；对于具有可采储量的低产或水淹停产中浅气井，迫切需要寻求一种新的排采上艺技术攻关。基于螺杆泵采油成熟应用，通过适应性分析与现场先导性试验，确定了川渝气螺杆泵排水采气技术可行性与适用范围，并作为一种延长气藏生产时间，提高单井产能的手段，在川渝地区开展一系列技术推广一应用，开创国内先例。

相对于对产水气井特征充分认识与成熟配套技术，国内螺杆泵排水采气研究起步较晚。由于缺乏相应理论研究、针对性工艺设计，加之常规采油工艺的配套：具设备并不能满足产水气井复杂工况，对应实际应用中出现的定子橡胶溶胀失效、抽油杆柱断脱、泵效骤降等情况，大幅缩短螺杆泵实际运行周期，严重制约螺杆泵排水采气工艺应用发展。本文以川渝气田产水气井作为研究对象，结合螺杆泵结构原理，从现场技术应用跟踪评价分析螺杆泵排水采气特征与存在的难点，分别从理论分析、实验评价、工具配套研制、生产分析与调试等儿方面对螺杆泵排水采气工艺设计进行研究，并通过实例分析进行验证分析，形成适用于川渝气田排水采气工艺设计方法与配套工具设备，完善现有排水采气工艺体系，论文主要研究内容如下：

(1)通过地面驱动单螺杆泵系统结构原理分析螺杆泵举升压力变化规律与定转子密封影响因素；结合川渝气田螺杆泵排水采气应用跟踪分析，认识不同产出阶段特点，对比分析螺杆泵采油与排水采气不同特征，总结螺杆泵排水采气现存问题难点。

(2)针对产水气井特点，模型对地层产出进行计算分析。建立井底一螺杆泵-井I=1节点分析系统，结合工作特性曲线合理选泵，螺杆泵工作特征参数，进行定子橡胶溶胀性实验研究；结合井下工况分别对管柱与杆柱进行载荷分析研究，为后而防脱断技术措施提供理论基础；计算地面驱动装置，并针对排水采气工况配备相应设备。

(3)基于螺杆泵排水采气工艺对井口带压高密封性的要求，研制配套高压机械密封系统的驱动装置，并进行理论参数校核计算与室内动密封实验，验证装置密封性。

(4)结合井下管杆柱失效机理，进行相应防脱断技术措施研究；通过油管锚研制、配套管串结构设计形成相应的管柱防脱措施；而针对螺杆泵运行中载荷波动较为明显的抽油杆柱，通过地面配套装置、井下高抗扭抽油杆柱、合理扶正器与安放位置计算分析等方面形成具有针对性的螺杆泵排水采气抽油杆防脱措施。

(5)基于上述分析研究整体上完善螺杆泵排水采气工艺设计方法，配套相应工具设备，通过6126井实际现场应用对本文研究成果进行验证分析。