采气工艺知识

储层改造—高能气体压裂
高能气体压裂是 利用特定的发射药或推进剂在油 气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地
层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污
染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增 产的目的的一种工艺技术。 该工艺低成本、高产出，进液少、无污染，较强 的分层针对性和不受地层压力系数高低及水敏酸敏限制 的优点，为气田开发中后期的稳产和提高最终采收率提 供了有力的技术支撑。
3、地面集输
采 气 工 艺 技 术 配 套 系 列
地面高压集气技术 集气站高、低压两套外输汇管，流程按需 随时切换，高低压气分别输至高压和低压 配气站集中外输
高低压分输工艺
低压集气、低压外输工艺
高压气举管网工艺
1、储层改造-酸化
酸化又称为基质酸化或孔隙酸化，它是在低于储层 岩石破裂压力下，将酸液注入地层孔隙、裂缝中，通过
采气流程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
把从气井采出的含有液（固）体杂质的高压 天然气变成适合矿场输送的合格天然气的各种设 备组合，称为采气流程。 1)单井采气流程 在单井上安装一套包括调压、分离计量和保 温设备的流程，成为单井采气流程。
2)工艺过程
天然气经针阀减压后进入保温套加热升温，再经针阀减压到略高
于输气压力后进入分离器，在分离器中除去液（固）体杂质后，天然气 从分离器顶部出来经节流装置计量后从集气支线输出。分离出的液（固）
二、常规的采气工艺技术
1、储层改造
酸化 投球分层压裂 卡封分层压裂 重复（二次）压裂 低压气井压裂 复合压裂（爆燃+水力）
采 气 工 艺 技 术 配 套 系 列
水力加砂压裂
长井段双封分层压裂
（前置液氮、酸、粉砂）复合压裂
二氧化碳泡沫压裂 油管传输高能气体压裂 高能气体压裂 欠平衡压井电缆传输过油管高能气体压裂 复合射孔压裂 射孔改造联作工艺
支撑剂体系
支撑剂：储层形成裂缝后 , 由携砂液输送、 携带充填至裂缝中的具有一定强度与圆球度的 固体颗粒。
作用：泵注停止并且缝内液体排出后保持 裂缝处于张开状态，地层流体可通过高导流能 力的支撑剂由裂缝流向井底。
支撑剂体系
支撑剂的性能要求
(1)粒径均匀，密度小
(2)强度大，破碎率小
(3)园度和球度高
2）携砂液：作用是将支撑剂带入裂缝中并将砂子放 到预定位置上去。在压裂液的总量中，这部分占的比重 较大。有造缝及冷却地层的作用。 3 ）顶替液：作用是打完携砂液后，用于将井筒中全 部携砂液替入裂缝中。中间顶替液用来将携砂液送到预 定位置，并有预防砂卡的作用。
压裂工艺对工作液的要求：
⑴ 具有足够的粘度和理想的流变性能； ⑵ 具有良好的悬砂性能； ⑶ 低滤失性； ⑷ 低摩阻； ⑸ 易于返排； ⑹ 对裂缝导流能力和地层渗透率的损害最小。 目前，压裂施工使用的大多是胍胶或改性胍胶作压裂液。 虽然也研制成功多种替代的植物胶(如田菁胶、魔芋胶等)，但 因性能、原料供应和价格等原因，未能得到广泛应用。
压裂液体系
压裂液是为造缝与携砂使用的液体，是水力 压裂的关键组成部分。 压裂液是一个总称，根据其在压裂过程中 的任务不同可分为前置液、携砂液和顶替液。
1）前置液：作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的 裂缝以备后面的携砂液进入，它还起到一定的降温作用。 有时为了提高前置液的工作效率，在一部分前置液中加 细砂以堵塞地层中的微隙，减少液体的滤失。
酸液体系
酸液体系：盐酸、土酸、胶凝酸、泡沫酸、乳化酸等。
酸化施工一般都使用各种强酸（如盐酸、氢氟酸等） 作为工作液的主料，并加入各种添加剂以保证其综合性
能指标达到工艺要求。
1、储层改造-水力加砂压裂
定义：是在高于岩石破裂压力下，将压裂液和支
撑剂注入地层被压开的裂缝中，形成具有良好导
流能力的裂缝，达到增产的目的。
酸液和地层岩石矿物的反应，溶解部分岩石矿物或堵塞
物质，从而扩大或沟通地层岩石的孔隙裂缝，改善地层 近井地带渗透率，提高气井产量的工艺措施。
1、储层改造-酸化
酸化增产原理
因为气井生产时大部分压力损失都发生在井筒附近，只要能 较大地增加近井地带地层的渗透能力，使气井获得增产。
无损害气井酸处理最大增产倍数图
态：使原来径向流动变
为油层与裂缝近似的单 向流动和裂缝与井筒间 的单向流动，消除了径 向节流损失，降低了能 量消耗。 (2) 压裂沟通了新油气源。
（a）浅穿透裂缝渗流模式图 （b）深穿透裂缝渗流 压裂气井渗流模型图
压裂产生的裂缝也可能穿过夹层（垂向）沟通原油油气层以为
的新油气层，或者穿过低渗区（水平方向）沟通新油气源
体从分离器下部放到计量罐后分别放入油罐和水池中。如果只产水不产
油，则液体直接从分离器放到水池中计量后回注废井中，以免污染环境。 为了安全采气，流程上装有安全阀和放空阀，一旦设备超压，安全阀便 自动开启泄压，也可打开放空阀紧急放空泄压。对产水量大的气井，如 果开井采气困难，可以先用放空阀排水，待水减少、压力回升后再关放 空阀，把气输入集气支线。
采气工艺知识
一、基本知识
把地下的天然气经气井和井口设备开采出地 面的一系列工艺技术统称为采气工艺。 常规意义上：从射孔孔眼→井口针阀（气 咀）的生产过程。 从广义上：因近井地层和地面集气系统与井 筒生产关系密切，要涵盖从近井地层→集气站的 整个采集气过程。
气田开发的基本过程
钻井→录井→测井→完井→试气→投产→采气/ 集输→枯竭（废弃） ⑴采气过程的主要目标：尽可能保持气田的长 期高产稳产，提高效益。 ⑵原则：压力损失及分配合理。在采气过程中 要为气井确定合理的工作制度（气咀﹡压力﹡产 量），保证天然气在整个气井生产系统中的压力损 失分配合理。
水力加砂压裂 高能气体+水力加砂压裂联作
地层微裂缝 水力压 裂裂缝 高能预 造缝 水力压裂延伸缝
中原油田天然气产销厂
储层改造—复合射孔
是一项提高射孔完善程度的新工艺技术。该技术可在射孔的同 时，解除井周污染，大大提高射孔完善程度，也适用于新井的投产 和老井的补孔完善层系。 2000年11月，我们在接近枯竭的停产气井挖潜作业中首次应用， 使地层压力系数不足0.2的停产井——文92-47井获得3.5万方/日的高 产气流，累计增产天然气327万方。2003年1月，我们又在文23气田 文108-1井实施获得成功。该井井段跨度长、固井质量差，常规水力 加砂压裂风险很大，应用该技术后，日产气量由措施前的2.7万方/日 提高到8.6万方/日，效果非常明显。 该技术试验应用的成功，还为低压低产或停产气井的低成本挖 潜提供了新的技术途径。
目的是及时排除低压低产气井的井筒积液，
降低井筒液柱对地层的回压，提高气井的生产压 差和产能。
排液采气技术
思路：形成以最小携液理论为指导，以气举为核心，以
泡排和其它排液为辅的配套排液采气工艺技术系列。 对于产能较高，携液稳定的气井，及时将目前 2 1/ 2英寸油 管更换为2英寸油管或连续油管。
对于产能较低的产液井及时改进低压流程，并实施泡沫排 液措施。
中原油田天然气产销厂
思路：根据气井的不同特点采取不同的储层改造技术。

沙四1-2气藏气井，采用大型压裂的“长裂缝”法，增加动用储量。 沙四 3-8气藏气井，气井射开井段长，压力系数低，井况差，根据不 同井条件采用不同改造方法。 射开井段相对集中、压力系数低的气井，用CO2泡沫压裂技术。
对于不能正常带液生产的气井，采用复线连续气举或化排 措施。
中原油田天然气产销厂
排液采气—利用气井自身能量排液采气
理论计算调整方法（Terner雾流模型）
井筒气流流速不低于垂直两相管流的最小带液流速。
δ ρ L ρ 7 . 15 2 ρ g
Turner 液滴模型 对应的最小 带液气量
14 4 1
2 3
5 10 6 7 9 8
13
2
2
12
11
单 井 采 气 流 程
1-采气井口； 2-针阀； 3-保温套； 4-安全阀； 5-分离器； 6-温度计； 7-节流装置 8-集气支线； 9-放空阀；10-计量罐； 11-油罐； 12-水池； 13-井口放空； 14-缓蚀剂罐
3)多井采气流程 把几口单井的采气流程集中在气田适当部位 进行集中采气和管理的流程，称为多井常温采气 流程，一般具有这种流程的站称为集气站。各单 井有集气支线和集气流程连接。集气站的流程和 单井的流程是一致的。流程的工艺过程一般包括： 加热——节流——分离——计量等几部分。 其中加热部分是为了预防在节流降压过程中气体温 度过低形成水化物，若气体压力较低，节流后不 会形成水化物，集气站流程可简化为：节流—— 分离——计量。然后通过汇管输出。
水力压裂的工艺过程：
憋压 造逢
裂缝延伸
充填支撑剂
裂缝闭合
增产原理
和酸化一样，压裂是通过提高地层的 渗透率增产的。不同的是酸化只能改善近 井地带的渗透率，而压裂却能够在地层内 造出一条或数条人工裂缝，由于有裂缝的 存在，有可能出现以下两种情况使气井获 得大幅度增产：
增产原理
(1) 改变流体的渗流状
燃气超正压射孔压裂
火药外包式射孔压裂
2、排液采气
气举排液采气
采 气 工 艺 技 术 配 套 系 列
化学排液采气
利用自身能量带液采气
机械排液采气工艺
复合（组合）排液采气
其它排液采气工艺
原管柱间歇/复线连续气举工艺 气举阀间歇/复线连续气举工艺 井间互联井筒激动排液诱喷复产工艺 合压激动-正举诱喷-反举排液组合工艺 液氮/翘装式现场制氮气举诱喷工艺 化学排液增产稳产工艺（平衡罐/泵注） 化学排液诱喷复产工艺 理论计算调整方法（球 / 椭球液滴模型） 动能因子计算调整气井带液工作制度工艺 小油管排液采气工艺 复合油管排液采气工艺 抽油机排液采气工艺 电潜泵排液采气工艺 柱塞间歇气举排液采气工艺 液氮+连续气举复合诱喷排液工艺 液氮+化排复合排液采气工艺 高压气举+化排复合排液采气工艺 合压激动+气举阀复合气举排液采气工艺 气举阀环空憋压自举排液采气工艺 补孔井关井复压自力诱喷排液复产工艺