一种差压驱动的气井液面连续监测系统及方法

技术领域

本发明涉及天然气开发领域，特别适合单井产能低的超低渗气藏的差压驱动的气井液面连续监测系统及方法。

背景技术

苏里格气田属于典型的“低渗、低压、低产、低丰度”气田，存在多数气井地层出水，地层能量逐渐下降，产出的气体携液能力减弱，井筒积液日益增多现象，若不能将井筒积液及时排出，会造成井口压力降低，增加液体对气层的回压，导致天然气产量急剧下降，甚至出现水淹、无法生产的现象。目前，长庆苏里格气田积液气井数占投产井比例超过80％。从气井所占比例来看，积液井已呈大面积分布形势，气井积液已成为影响产能发挥的重要因素。因此，为掌握井筒积液动态情况，需提高气井积液及积液量监测水平。

目前，气田现场主要采用油套压差方法、压力梯度测试法及回声仪测试井筒液面。油套压差法主要是通过油管与套管间压差并结合产气量判断，仅能够识别出油套间积液高度差，无法准确识别套管液面和气井积液量；压力梯度测试法是气田现场应用最广泛、最准确的积液判断方法，可根据压力梯度准确识别油管积液情况，但工艺复杂、操作成本高，无法连续监测；回声仪已在苏里格气田应用，可进行套管液面测试，但自动化程度低目前无法连续监测，同时，作业过程需动用大量人工、车辆设备等，受人力、天气、道路、交通工具等因素影响大。

综上所述，结合长庆苏里格气田现状，亟需提供一种利用气井自身能量实现液面连续监测。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种利用气井自身能量实现液面连续监测系统，解决安装井下节流器的气井无法连续监测气井井筒液面难题，为排水采气措施提供准确依据，提高液面监测自动化水平，进一步降低生产成本。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种差压驱动的气井液面连续监测系统，包括与套管气连通的差压驱动连续监测装置，差压驱动连续监测装置分别连通生产管线和声波发声与接收装置，经差压驱动连续监测装置减压后套管气连通生产管线，经差压驱动连续监测装置增压后套管气连通声波发声与接收装置，声波发声与接收装置连通至气井的管线，增压后套管气连通至气井中的油套环空。

所述差压驱动连续监测装置包括连通套管气的气动增压装置，气动增压装置经控制器驱动的阀门分别连通生产支管和气缸至声波发声与接收装置。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述套管气经套管取气口连通定压阀、电磁阀A至气动增压装置，气动增压装置做功后的套管气连通生产支管，至生产管线；另一路生产支管的套管气经气动增压装置连通至气缸、电磁阀B至声波发声与接收装置，发声后的套管气连通至油套环空。

优选的，所述声波发声与接收装置、电磁阀A、电磁阀B、压力变送器分别连接控制器。

优选的，所述气缸上安装有压力变送器。

本发明进而提供了一种差压驱动的气井液面连续监测方法，包括：

套管气经套管取气口至气动增压装置增压，当压力变送器压力值低于设定值P1时，控制器控制电磁阀A打开，经气动增压装置的发声气体在被增压后储存在气缸中；当达到设定值P2时，关闭电磁阀A4，完成气源补充；其中，P2>P1；

测气井液面时，控制器控制电磁阀B打开，增压后套管气经声波发声与接收装置产生脉冲声波并沿油套环空向气井下传播，遇接箍反射及液面反射的声波，由声波发声与接收装置接收并上传至控制器，完成数据采集。

上述方法中取气与发声应分别进行。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：

1、本发明由于利用气井自身能量驱动气动增压装置，解决了井口测液面人工劳动强度大、不能连续测量、精度低等问题；

2、本发明由于采用气井油套差压与气动增压装置结合，解决了监测装置成本高的问题。

该方法适合特别适合超低渗透气田低产井的工况。该工艺利用气井自身能量实现气井液面连续测量。对于低产气井生产中后期，对气井连续测量井筒液面高度，可提高对气井的认识水平，进一步提高气井排水采气效率，提高产气、产液量，降低巡井次数及维护费用，能够更多的排除井底积液，延长气井生产时间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为气井连续在线液面监测系统示意图；

图2为差压驱动的气井液面连续监测装置结构示意图。

图中：101-声波发声与接收装置；102-差压驱动连续监测装置；103-套管气；104-减压后套管气；105-生产管线；106-增压后套管气；107-油套环空；108-气井。

1-生产支管；2-套管取气口；3-定压阀；4-电磁阀A；5-气动增压装置；6-气缸；7-电磁阀B；8-压力变送器；9-控制器；10-套管注气口。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，本发明实施例提供的差压驱动的气井液面连续监测系统，包括与套管气103连通的差压驱动连续监测装置102，差压驱动连续监测装置102分别连通生产管线105、声波发声与接收装置101，经差压驱动连续监测装置102减压后套管气104连通生产管线105，经差压驱动连续监测装置102增压后套管气106连通声波发声与接收装置101，声波发声与接收装置101连通至气井108的管线，增压后套管气106连通至气井108中的油套环空107。

如图2所示，包括生产支管1、储气罐2、定压阀3、电磁阀A4、气动增压装置5、气缸6、电磁阀B7、声波发声与接收装置101、压力变送器8和控制器9，套管气103经套管取气口2连通定压阀3、电磁阀A4至气动增压装置5，气动增压装置5做功后的套管气排入生产支管1，另一路生产支管1的套管气经气动增压装置5连通至气缸6、电磁阀B7至声波发声与接收装置101，发声后的套管气传至油套环空107。控制器9分别连接声波发声与接收装置101、电磁阀A4、电磁阀B7、压力变送器8。

主要工作过程分两部分，如图2所示，第一部分：驱动所用套管气103分别经取气口2、定压阀3(正常运行时常开)、电磁阀4到气动增压装置5，做功后的套管气排入生产支管1至生产管线105。

第二部分：由生产管线105取气，经气动增压装置5增压后储存至气缸6中(气缸安装压力变送器8)，电磁阀B7打开后，经声波发声与接收装置101发声后传至油套环空107。

液面深度测量采用次声波回声测深原理，利用气井套管与差压驱动连续监测装置102释放气体，在油套环空107中气体瞬间膨胀产生冲击波，脉冲次声波沿油套环空107向气井下传播，遇气液界面产生反射声波脉冲，由声波发声与接收装置101转换成电信号，通过控制器的自动控制增益及实时数字信号处理，实现连续自动计算液面深度。

当压力变送器8压力值低于设定值P1时，控制器9控制电磁阀A4打开，此时气动增压装置5在高压气体驱动下启动，发声气体在启动增压装置5作用下被增压后储存在气缸6中；当达到设定值P2(P2>P1)时，关闭电磁阀A4，完成气源补充。

测气井液面时，控制器9控制电磁阀B7打开，增压后套管气106经声波发声与接收装置101产生脉冲声波并沿油套环空107向气井下传播，遇接箍反射及液面反射的声波，由声波发声与接收装置101接收并上传至控制器9，完成数据采集。同时，控制过程中，需避免取气与发声同时发生。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。