柱塞气举是实现低产气井排水采气的有效措施。目前柱塞的排液机理仍不明确,极大限制了柱塞结构与工艺参数的优化。采用VOF模型结合动网格方法,对柱塞运动流场进行CFD数值模拟,分析柱塞气举过程中气液流动规律、密封机理与柱塞运行规律。结果表明,上行过程中,气体在柱塞与井筒的环隙之间,气体上窜时产生的绕流阻力是柱塞上行的主要动力,窜气必然存在,液体泄漏较少,密封环槽内涡流不明显;下行过程中,槽内形成较强涡流。无论上行还是下行,柱塞均会快速达到受力平衡。在井况相近情况下柱塞的绕流阻力系数基本不变,可根据井况采用平衡速度估算柱塞的总体运行时间。

柱塞气举排采工艺是一种依靠气井自身能量实现气井复产、稳产的有效排液采气工艺,可延长气井寿命,恢复气井产能,有利于实现气田高效开发。为在新疆油田成功应用柱塞气举工艺,文中从工艺选井和柱塞优选出发,在理论研究的基础上引入数据分析的方法,通过收集国内外柱塞气举成功应用井的参数,指导新疆油田的井、柱塞工具选择。应用此种方法指导选井共7井次,工艺成功率为100%,对新疆油田柱塞气举工艺的进一步推广具有重要意义。