气井的开采工艺

f(Pwf)Ptf
气井系统 气嘴 分离器 地面管线
井筒
气层
气井示意图
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气井和气层压力间的相互关系 生产方式：油管生产 地层压力-井底流动压力=采气压差 井底流动压力-油压=在油管中的压力损失 油压-输压=在采气地面管线中的压力损失。
• 为比较气井间及不同阶段生产能力的大小 引出：
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球上有一个可以密封的注水排气孔。为了 保证清管球的牢固可靠，用整体成形的方法制 造。注水口的金属部分与橡胶的结合必须紧密， 确保不致在橡胶受力变形时脱离。注水孔的单 向阀，用以控制打入球内的水量，调节清管球 直径对管道内径过盈量。 • 清管球的主要用途是清除管道积液和分隔 介质，清除小的块状物体的效果较差。不能定 向携带检测仪器，也不能作为它们的牵引工具。 • 管道温度低于零度时，球内应注入低凝固 6 、打开收球筒进气阀对收球筒进行充压验漏。（充 、验漏合格后打开球筒放空阀进行卸压、卸压后关闭 1 2 3 、打开收球筒放空阀 、卸防松楔块，使用专用工具打开球筒快开盲板 、对盲板密封圈及球筒进行检查清理 4 、关闭快开盲板及球筒放空阀 压必须缓慢进行） 放空阀
• （3）泡沫塑料清管器： • 是表面涂有聚氨脂外壳的圆柱形塑料制品。 它是一种经济的清管工具。与刚性清管器比较， 它有很好的变形能力和弹性，在压力作用下， 它可与管壁形成良好的密封，能够顺利通过各 种弯头、阀门和管道变形。它不会对管道造成 损伤，尤其适应于清扫带有内壁涂层的管道。 其过盈量一般为一英寸。即25mm
2
7
6
1、输气管主气阀 2、输气管放空阀 3、收球筒球阀 4、平衡阀 5、收球筒放空阀 6、收球筒进气阀 7、收球筒排污阀 8、快开盲 板 9、防松楔块 10、收球筒压力表 11、上水管线控制阀
二、清管前准备工作
1、工用具的准备 管钳600mm一把、活动扳手200mm、250mm各 一把、平口起子150mm一把、黄油、棉纱、 专用工具、验漏壶、量油尺、胶皮水管。 2.通讯设备及仪器 对讲机一部、 通过指示仪一台、 计算器一部
• 当产量超过其极限值后，产量的增加不呈 线性比例关系，即单位生产压差的产气量 越来越小，使得气井储层能量利用不够合 理。
• 3）气井稳产期和递减期的产量、压力能够 进行预测 （1）根据稳定试井资料求出气井二项式渗流 方程式； （2）结合气藏实际情况，给出相当数量的地 层压力pr值，并假设若干个qg值带入该式 求出井底压力pwf，绘制不同地层压力值下 的井底压力与产量的关系曲线图版
选择 356
• D:\采气工程课件\清管发球（修改）.doc
清管收球操作
天然气管道在输送介质过程中，部 分有害成分会腐蚀管道，通过清管器清 管，可以有效延长管道的使用寿命，改 善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高 管线的输送效率，同时保证输送介质的 清洁度。
一、工艺流程 10 9 8 5 4 11 3 1
• 绝对无阻流量AOF：在气井井底流压等于 0.1MPa时气井的产量，是气井的最大理论 产量。 • 无阻流量：是指气井井口压力等于0.1MPa 时气井的产量。
气井系统生产过程
①渗流过程； ②通过射孔孔眼的流动过程； ③垂直管流举升过程； ④通过节流装置的流动过程； ⑤地面水平或倾斜管流过程。
一、井筒中的垂直管流 气液混合物在垂直管流中的流动型态 纯气井：不产油或产油很少的气井，井筒 中呈单相气流。气体的密度很小，流动摩 阻很小，井底压力大于井口油压就能正常 生产。
无水气藏气井生产阶段划分示意图
• 前三个生产阶段为一般纯气井开采所常见 • 第四个阶段在裂缝孔隙型气藏中表现特别 明显。 • 用第四阶段产量、压力资料计算的储量比 压降储量多13%。这说明低压小产阶段中， 低渗透区的天然气不断向井底补给，致使 压力和产量下降都十分缓慢。
• 2）气井有合理产量 • 气驱气藏是靠天然气的弹性能量进行开采 的，因此充分利用气藏的自然能量是合理 开发好气藏的关键。 根据气井二项式渗滤方程和稳定试井指 示曲线分析，气井的生产压差和产量在某 一极限值以下近似于一条直线，即产气量 随着生产压差的增大而增大 。
• 气水同产井：气液两相流动的井，气液混 合物在上升的过程中，随着压力的逐渐降 低，气体不断的分离、膨胀，使流动形态 不断的变化，一般要经历泡流、段塞流、 环雾流和雾流。
能量消耗：气液柱重力、 流动的摩擦阻力、 滑脱损失、井口的油压。
井底流压+气体的膨胀能=
气液柱重力+摩擦阻力+滑脱损失+井口的油压
• （2）稳产阶段。产量基本保持不变，压力缓慢下 降。稳产期的长短主要取决于气井的采气速度。 • （3）递减阶段。当气井能量不足克服地层的流动 阻力、井筒油管的摩阻和输气管道的摩阻时，稳 产阶段结束，产量开始递减。 • （4）低压小产阶段。产量、压力均很低，但递减 速度减慢，生产相对稳定，开采时间延续很长。
• 二、清管的目的 • 1、清除管线低洼处积水，是管内壁免遭 电解质的腐蚀，避免管内积水冲刷管线，从而 延长管道的使用寿命。 2、改善管道内壁的光洁度，减少摩阻损失， 增加通过量，从而提高管道的输送效率。 • 3、扫除输气管内积存的腐蚀产物。 • 4 、进行管内检查（投产初期，进行管道内 壁涂层和内部探伤（定径、测径）。 • 5、灌注和输送试压水。
油气混合物在油管中的上升速度为： 泡流<段塞流<环雾流<雾流
• 采气生产参数：地层压力、井底流动压力、 油压、套压、输压、流量计的静压、差压、 油气比、水气比、日产气量、油量、水量、 及出砂量。
• 气井生产时各种压力间的关系为： 地层压力>井底流动压力>套压>油压>计量前分离器 压力>流量计静压>输气压力 • 不同情况下气井油套压的关系
井底压力与产量关系
• （3）pwf求出后，进一步可求出井口油、 套压（pt、pc）,于是绘制出pc-qg及pt-qg的 关系曲线图版 • （4）采气速度只影响气藏稳产期的长短， 不影响最终采收率。 • 影响气藏（气井）稳产期长短的的主要因 素是采气速度。采气速度高，稳产年限短。 反之，则稳产年限长。
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（2）皮碗清管器： 利用皮碗裙边对管道的4%左右 的过盈量与管壁紧贴而达到密封， 清管器由前后的天然气压差推动前 进。
清管器皮碗，按形状可分为平面、锥面 和球面三种。 平面皮碗的端面为平面，清除固体杂物 能力强，但变形较小，磨损较块。 锥面皮碗和球面皮碗很能适应管道变形， 并能保持良好的密封。 球面皮碗还可以通过变径管。但它们容 易越过小的物体或被较大的物体垫起而丧失 密封。这种皮碗寿命较长，夹板直径小也不 易直接和间接地损坏管道。
气井的开采工艺
选择题：86～91 7～10 11～17 199～222
无水气藏气井的开采
• 指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）。 1．开采特征 1）气井的阶段开采明显——可分为四个阶段 （1）产量上升阶段。仅井底受损害，而损 害物又易于排出地面的无水气井才具有这 个阶段的特征。在此阶段，气井处于调整 工作制度和井底产层净化的过程。产量、 无阻流量随着井下渗透条件的改善而上升。
地层 井底 井口 输气管线
1．气井工作制度的种类
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1)定产量制度。即气井产量保持不变。 2)定井壁压力梯度制度。指天然气从地层流到井底，在 井壁岩石单位长度上的压力降。就是在一定时间内保持这 个压力降不变。 3)定生产压差制度。天然气从地层流到井底，是因为地 层压力和井底压力存在压差的缘故。压差越大，产量越大。 定压差制度就是在一定时间内保持压差不变。 4)定井底渗滤速度制度。指天然气从地层流到井底过程 中，通过井底的流动速度。定井底渗滤速度制度就是在一 定时间内保持渗滤速度不变。 5)定井底压力制度。地层压力一定时，井底压力高，产 量小；井底压力低，产量大。定井底压力制度就是在一定 时间内保持井底压力不变。
气井见水类型
井 筒
气水
井 筒
气水
气 水 底水锥进
气
水
边水舌进
清 • •
管
一、为什么清管 (1) 输气管线在建造中因长距离、长时间 在野外施工，管内往往进入污水、淤泥、石块、 焊渣和施工工具等； • (2)在投产后，天然气从气井带进大量凝 析油、污水、泥砂也进入管线； • (3)输入管线内的脱硫净化气中饱和的水 蒸气，由于温度降低，在管道内会凝析出 大量的水，形成积液和硫化铁产物。 • 以上这些杂质都会增加管线的摩擦损 失，降级通过能力（效率）和使用寿命。
• 三、清管器 • 1、清管器的作用：清管器是放入输气管 线中，在前后压力差推力作用下，沿管 线运动而清除管内积水、腐蚀粉尘等污 物的清管设备。 • 2、 清管器分类： • 橡胶清管球、皮碗清管器、泡沫塑料清 管器。
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（1）橡胶清管球： 橡胶清管球是一个外径比内径大2% 的空心球，用氯丁橡胶制成的,中空，壁 厚30~50mm。使用时向球内灌水，以排尽 空气。清管球灌水加压胀大之后，其过 盈量为4%～8%。常用的耐油耐摩氯丁橡 胶清管球。 计算3、 4 • 橡胶清管球的优点是变形能力大，通过 • 性能好，不易被卡，使用比较安全。
气井生产工作制度：是气井的合理生产方 式，反映天然气从地层产出时，产量和压 力的变化关系。 应保证在开采过程中能从气井得到最 大的允许产量，并使天然气在整个采气流 程中的压力损失分配合理
• 选择题：180～181
• 气井工作制度：采气时气井的压力和产量 所遵循的关系。
一、气井工作制度
• 气井工作制度 气井工作制度是指采气时气井的压力和 产量所遵循的关系。气井所选择的工作 制度应保证在开采过程中能从气井得到 最大的允许产量，并使天然气在整个采 气流程中的压力损失分配合理。
三、清管操作步骤
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设备检查
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