排水采气工艺

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第二节 优选管柱排水采气
一、工艺原理
稳定自喷排水采气的两个条件：
（2）井口有足
够的压能
气
水
（1）气流流速必 须达到连续排液
的临界流速
关键：优选气井合理管柱
目标：使气井正常生产，延长气井的自喷采气期。
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
二、工艺设计计算
⒈ 气井连续排液的临界流速与临界流量
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
八、空心抽油杆排液采气
白庙气田（位于山东省菏泽 市与东明县的交界处）为了增 加管内流速，降低临界流量， 应用空心抽油杆代替小油管， 配合气举阀，在N2气举诱喷后 可实现连续生产，取得了预期 效果。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
泡沫排水采气：
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
4.临界流量
气井自喷管柱、举升高度、井底流压一定时，气井连续 排液所需的临界流量也一定。
如果油管举升高度相差较大，由于油管鞋处的温度和天 然气偏差系数相差较大，因而连续排液所需的临界流量相 差较大，因此，油管下入深度的不合理将直接影响举升效 果。
第五章 排水采气工艺
第一节 排水采气工艺的机理 第二节 优选管柱排水采气 第三节 泡沫排水采气 第四节 气举排水采气 第五节 常规有杆泵排水采气 第六节 电潜泵排水采气 第七节 射流泵排水采气
采气工程－排水采气工艺
1
引言
无水气藏：是指产气层中无边底水和层间水的气藏 （也包括边底水不活跃的气藏）。
驱动方式：天然气弹性能量，进行消耗式开采。
泡沫助采剂主要包括：起泡剂、分散剂、缓蚀剂、减阻 剂、酸洗剂及井口相应消泡剂等。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒈ 泡沫效应
在气层水中添加一定量的起泡剂，就能使油管中气水两相 管流流动状态发生显著变化。气水两相介质在流动过程中高度 泡沫化，密度显著降低，从而减少了管流的压力损失和携带积 液所需要的气流速度。
根据上述公式，编程计算，求得不同井深和井底流压下 的临界流速和临界流量与一定实际产量相对应的对比流速 和对比流量。然后在双对数坐标纸上绘制诺模图。
自学：图5-2
r
kp
Qr
Q0 Qkp
取 r Qr
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
1.油管举升高度
气井连续排液的临界流速与气井的井底流压和油管举升 高度有关，而与油管的管径无关。当井底流压一定时，油 管举升高度越大，需要的临界流速越大，反之亦然。
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
五、工艺技术界限及条件
（1）关键：确定气井的产量，满足连续排液的临界流动条件。
① 在气水产量较大时，流动摩阻损失是主要矛盾，宜优选较大 尺寸油管生产。但要保证油管鞋处的对比流速Vr≥1。 ② 在气水产量较小时，流动滑脱损失是主要矛盾，宜优选小尺 寸油管生产，以确保油管鞋处的对比流速Vr≥1。
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第三节 泡沫排水采气
二、工艺流程
泡沫注采剂由井口注入，油管生产 的井，从油套环行空间注入；套管生 产的气井，则由油管注入。对于棒状 助采剂，经井口投药筒投入。
消泡剂的注入部位一般是在分离器 的入口处，与气水混合进入分离器， 达到消泡和抑制泡沫再生，便于气水 分离。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒋洗涤效应 起泡剂通常也是洗涤剂，它对井筒附近地层孔隙和井壁的
清洗，包含着酸化、吸附、润湿、乳化、渗透等作用，特别 是大量泡沫的生成，有利于不溶性污垢包裹在泡沫中被带出 井口，这将解除堵塞，疏通孔道，改善气井的生产能力。
采气工程－排水采气工艺
从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂（称为 泡沫助采剂），井底积水与起泡剂接触后，借助天然气流的搅 动，生成大量低密度含水泡沫，随气流从井底携带到地面。
“泡排”的工艺特点：设备简单、施工容易、见效快、成本 低、不影响气井正常生产。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
泡沫助采剂主要是一些具有特殊分子结构的表面活性剂和 高分子聚合物，其分子上含有亲水基团和亲油基团，具有双 亲性。
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第一节 排水采气工艺的机理
三、排水采气工艺方法及评价
排水采气工艺：
⑴ 优选管柱排水采气 ⑵ 泡沫排水采气 ⑶ 气举排水采气 ⑷ 活塞气举排水采气 ⑸ 常规有杆泵排水采气 ⑹ 电潜泵排水采气 ⑺ 射流泵排水采气
评价依据： (1)气藏的地质特征 (2)产水井的生产状态 (3)经济投入情况
采气工程－排水采气工艺
kp
0.03312(10553
34158Gpwfp ZT
)
1 4
(
Gpwfp ZT
)
1 2
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
2.油管尺寸
气井连续排液的流量与管柱直径的平方成正比，自喷 管柱直径越大，气井连续排液所需临界流量也就越大； 反之亦然。因此，小直径油管具有较大举升能力，这就 是小油管法排水采气工艺的基本原理。
采气工程－排水采气工艺
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第一节 排水采气工艺的机理
一、气藏的地质特征
气藏地质特征主要是指气藏形态、边界性质、气水关系及 压力特征等，在很大程度上与储渗类型有直接关系。
造成地质特征差别的主要原因：储层储渗空间的连通性与 均质程度。
孔隙型储层具有较好、较广泛的连通特点，气水分异能得 以充分进行，在沉积上以河流、湖泊相为主，砂体多为层状， 能较容易地确定气藏范围与储量。
起泡剂的分散效应：起泡剂是一种表面活性剂，可以使液相表 面张力大幅度下降，达到同一分散程度所作的功将大大减小。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒊减阻效应
减阻的概念起源于“在流体中加少量添加剂，流体可输性 增加”。
减阻剂是一些不溶的固体纤维、可溶的长链高分子聚合物 及缔合胶体。减阻剂能不同程度地降低气水混合物管流流动阻 力，提高液相的可输性。
⑴ 气藏具有封闭性弱弹性水驱特征。气藏的封闭性、定容 性使排水采气成为可能。
⑵ 产水气藏的水体有限、弹性能量有限。
⑶ 地层水分布受裂缝系统控制，多为裂缝系统内部封闭性 的局部水。这些水沿裂缝窜流，因此可利用自然能量和人 工举升排水。
⑷ 产水气井井底积液。地层水在井底周围区域聚集，有利
于人工举升。
采气工程－排水采气工艺
有水气藏除少（数1气）井确定投合产理时的就采产气地速层度水外，多数气 井是在气藏开（发2的）中充分后利期用，气由藏于能气量水界面上升，或 采气压差过大引起底水锥进后才产地层水。
驱动方式：水驱
采气工程－排水采气工艺
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引言
气井产水的负面影响：
① 井筒积液、回压增大、井口压力下降、气井的生产 能力受到严重影响； ② 井底附近区积液，产层会受到“水侵”、“水锁”、 “水敏性粘土矿物的膨胀”等影响，使得气相渗透率 受到极大损害。
第二节 优选管柱排水采气
油管鞋处液滴的沉降速度（滞止速度）为：
W
4
g
( l 3
g
g
)
d
m
dm
30g g2
4
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
（3）气井连续排液的条件
为了确保气井连续排液，气体临界流速须为滞止速度的
1.2倍，即：
1.2W
Qkp
1
0.648 (GZT ) 2 (10553
34158
Gp wfp ZT
1
)4
1
p
2 wfp
d
2 i
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
3.井底压力 提高井底压力会对气井的举液能力起反作用，在气体质量
速率、自喷管径、油管举升高度相同条件下，压力较高，气 体体积较小，就意味着气流速度较小时，需要较大的临界流 量才能将液体连续排出井口。
实验与经验
临界流速 ：
kp
0.03313 (10553
34158
Gp wfp ZT
)
1 4
(
Gp
wfp
ZT
1
)2
临界流量 ：
Qkp
1
0.648 (GZT ) 2 (10553
34158
Gp wfp ZT
1
)4
1
p
2 wfp
d
2 i
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
2.气井连续排液的合理油管直径
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第二节 优选管柱排水采气
七、连续油管排水采气
针对更换管柱难度大的低压、小产气量气井中，连续油管管 径小、可有效避免压井对气层的伤害，且价格便宜、操作简单、 恢复产能较快等优点。
国外连续油管排水采气已有较长的历史，每年实施达1500井 次以上，最大下入深度6248.4m。
我国张家场气田（川东地区典型的低孔、低渗透储集层的裂 缝—孔隙型气藏）和苏里格气田（内蒙古鄂尔多斯市境内的苏 里格庙地区）等推广使用连续油管排水采气工艺。
水体类型 多为边水 多为边水 边底水 边底水 多为边水
气水界面 整齐一致 较整齐一致 欠整齐 不整齐 不整齐、多介面