柱塞降落时间识别方法和用途技术

一种用于确定柱塞何时到达配备有柱塞升举系统的石油或天然气井的底部的方法。更具体而言，所述方法识别与所述柱塞到达所述底部相关的表面压力。本发明专利技术涉及用于确定柱塞何时到达配备有柱塞升举系统的石油或天燃气井的底部的方法。更具体而言，所述方法识别与所述柱塞到达所述底部相关的表面压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于确定柱塞何时到达配备有柱塞升举系统的石油或气井的底部的方法。更具体而言，方法识别与所述柱塞到达所述底部相关的表面压力。
技术介绍
石油和天然气通常在相同的储层一起被发现。从生产井提取的原始天然气的成分取决于地下沉淀物的类型、深度和位置以及该区域的地质情况。在生产期间，石油、气体和水作为乳液或混合物流向表面。在井的流动生命期间，随着速率和气体速度减少，液体将开始在井的底部聚积，并造成回压的逐渐增加。液体积聚可能造成井的升举效率减少，且在一些情况下，甚至可能造成井停止流动。在井减慢或者停止流动后，操作者可以使用许多人工升举技术来使液体上升到表面。一个已知的方法包括柱塞升举。该柱塞的功能是阻止液体累积积累到它们将造成速率减少或造成井不再流动的点。柱塞升举系统的操作依赖于，井被井口控制器在表面关闭(或处于“off”模式)的时间期间，井中的压力的自然累积。当井被关闭时，允许压力累积。在关闭模式下，在表面没有生产发生。当压力已经充分地累积到使得在管道中积累的液体能够随着柱塞被升举时，井被打开以进行生产。当井处于“on”模式下时，柱塞升举系统运行以在天然气生产期间从井的底部“升举”石油或水和天然气，从而卸载流体累积并增加石油和天然气井的生产力。从功能上来讲，柱塞提供了产生的液体和气体之间的物理接口。这个物理接口使得液体回流最小化，由此增加了井的升举效率。在工业上，柱塞升举的优化主要集中在改变打开/关闭循环时间上，其中打开/关闭周期时间基于诸如时间、压差、柱塞到达速度等因素。实际上，大多柱塞升举控制器通常预设最小关闭时间或降落时间，该最小时间以在打开时间循环激活之前允许该柱塞安全地降落到井的底部为前提。由于最小化关闭时间是优化过程的重要部分，知道什么时候柱塞到达井的底部是重要的。在工业中众所周知，在没有使用非常专业的设备下确定降落时间的技术是不精确的。一般而言，操作者通常基于臆断的时间间隔来确定柱塞是在底部，该臆断的时间间隔是基于柱塞的类型、其估计的降落速度和井的深度的猜测或估计。例如，操作者可以假定柱塞花费了45分钟到达井的底部。该行程时间通常被称作“降落”时间，当电动阀被关闭以关闭流线时以及当柱塞撞击到底部时，该“降落”时间可以为实际的或者估计的时间间隔。然而，许多因素可以影响柱塞的实际降落时间。不同型号和品牌的柱塞以不同的速率降落。例如，23/8″平板型(pad-type)柱塞根据井的深度可以具有大于48分钟的降落时间。在相同的井中，杆控(bar-stock)柱塞可以在大约22分钟内降落；旁路(by-pass)柱塞可以以仅仅7分钟的时间到达底部。另外，新的柱塞很显然以与旧的柱塞不同的速率降落。降落时间还可以是井的深度以及井中液体的量和成分的函数。井的成熟度也可以改变柱塞的降落时间。作为成熟的井，其能够产生柱塞通过其降落的或多或少的流体。另外，盐、沙子、硬粒的存在也能够对柱塞以多快地到达底部具有影响。井筒特征也可以影响降落时间。这些特征可以包括但不限于：管道的状况，管道是粗糙的还是光滑的，杆切口(rod-cuts)的类型，狭小空间的存在、规模、和/或石蜡累积以及井的轨道(垂直与偏离)。其他影响柱塞降落时间的条件对于本领域技术人员而言是熟知的。因此，需要存在一种用于确定柱塞何时到达配备有柱塞升举系统的石油或气体井的底部的方法。
技术实现思路
在实施例中，一种用于识别柱塞何时到达具有柱塞升举系统的井的底部的方法，包括：(a)关闭所述井，其中通过关闭所述井，允许所述柱塞降落到所述井的所述底部并累积能量；(b)随着所述柱塞降落到所述井的底部，获取数据，其中所述数据包括压力测量和相应的时间测量；(c)建立压力变化和时间变化之间的关系，其中所述关系提供：m=P2-P1(T2-T1)]]>其中，m为变化率，P1为相应时间T1处的所述压力，且P2为相应时间T2处的所述井压力；(d)计算所述井被关闭时获得的每个数据点的变化率；(e)绘制所述变化率相对时间的图；以及(f)识别所述能量累积期间的最大变化率，而过滤掉与所述柱塞到达底部无关的异常。附图说明本专利技术，连同它的进一步的优点，将通过参考下面的结合附图的描述被很好地理解。其中：图1为在利用柱塞升举系统的井中，在循环的关闭部分期间，表面压力相对时间的图示描述。图2为在利用柱塞升举系统的井中，对于循环的关闭部分，压力变化除以时间平方根的相对时间的图示描述。图3为在利用柱塞升举系统的井中，在循环的关闭部分期间，表面压力相对时间的图示描述。图4为在利用柱塞升举系统的井中，对于循环的关闭部分，压力变化除以时间平方根的相对时间的图示描述。图5为对于多个循环，在利用柱塞升举系统的井中，在循环的关闭部分期间，压力变化除以时间平方根的的总和相对时间的图示描述。图6为对于多个循环，在利用柱塞升举系统的井中，在循环的关闭部分期间，压力变化除以时间平方根的总和以及这些相同数据点的三周期滚动平均(three period rolling average)相对时间的图示描述。图7为在利用柱塞升举系统的井中，在循环的关闭部分期间，表面压力相对时间的图示描述。图8为在利用柱塞升举系统的井中，对于循环的关闭部分，压力变化除以时间平方根的相对时间的图示描述。具体实施方式现在将参照本专利技术的实施例，具体说明附图中的本专利技术实施例中的一个或多个例子。每个例子都以解释本专利技术的方式提供，并不作为对本专利技术的限制。对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围和思想的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和变形。例如，作为一个实施例的一部分被阐明或描述的特征可以被应用到另一个实施例以形成进一步的实施例。因此，本专利技术旨在覆盖包含在所附权利要求及其等同物的范围内的修改和变形。在使用用于人工升举的柱塞升举系统的井中，活塞在井的表面和底部之间循环以帮助将液体带到表面。为了使柱塞(也即活塞)降落到井的底部并产生能量以升举活塞或流体，井被关闭(也即生产暂停)。然后井被重新打开，而且柱塞和流体缓慢上升到表面。一旦井被关闭，井筒中的压力开始增加，也即累积。在表面看到的压力等价于井中孔底压力减去从井的底部到表面的静液柱的重量(气体、液体等的静液重量)。随着柱塞降落到井的底部，柱塞的重量是柱塞在其中降落的静液柱的重量的一部分。一旦其到达井的底部，其重量转移到其依靠的管子。这个转移造成表面压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别柱塞何时到达具有柱塞升举系统的井的底部的方法，包括：a.关闭所述井，其中通过关闭所述井，允许所述柱塞降落到所述井的所述底部并累积能量；b.随着所述柱塞降落到所述井的所述底部，获取数据，其中所述数据包括压力测量和相应的时间测量；c.建立压力变化和时间变化之间的关系，其中所述关系提供：m=P2-P1(T2-T1)]]>其中，m为变化率，P1为相应时间T1处的所述压力，且P2为相应时间T2处的所述井压力；d.计算所述井被关闭时获得的每个数据点的变化率；e.绘制所述变化率相对时间的图；以及f.识别所述能量累积期间的最大变化率，而过滤掉与所述柱塞到达底部无关的异常。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.15 US 61/713,755;2013.09.16 US 14/027,5961.一种用于识别柱塞何时到达具有柱塞升举系统的井的底部的方法，
包括：
a.关闭所述井，其中通过关闭所述井，允许所述柱塞降落到所述井的
所述底部并累积能量；
b.随着所述柱塞降落到所述井的所述底部，获取数据，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·伯格曼，
申请(专利权)人：科诺科菲利浦公司，
类型：发明
国别省市：美国;US