采气工程 本科7-第7章-井场工艺
油田采气井口采气工艺
油田采气井口采气工艺摘要：泡排、速度管柱和柱塞气举等排水采气技术适合初期积液或轻度-中度积液的气井，配合气举复产等配套技术解决了85%以上的气井排水采气问題现有工艺技术对于一部分气井排水采气效果并不明显，本次研究通过分析4项不同单并增压装置排水采气技术，从气井排水采气效果、设备性能、操作难易程度、经济效益等4个方面进行综合评价，探对单井增压排水采气工艺可行性，完善排水采气技术系列。
关键词：气田；排水采气;单井增压;适用性1气田排水采气工艺现状1.1工艺现状及存在问题气田排水采气主体工艺措施主要有泡排、速度管柱和柱塞气举。
工艺实施方便，成本较低、效果明显,适合初期积液或轻度-中度积液的气井，配合气举复产等配套技术解决了85%以上的气井排水采气问题。
现有工艺技术对于一部分气井排水采气效果并不明显,这类气井具有4个特点：（1）积液严重,长时间关井压力达不到开井条件。
（2）采用气举复产后，短时间恢复产能，但不能连续稳定生产。
（3）气井生产至中后期，自身能量不足或系统运行压力高，井口压力等于或低于管网压力。
（4）井身结构不适合采用柱塞或速度管柱措施。
因此，有必要引进新工艺新技术，辅助此类气井发挥产能，进一步挖掘气井生产潜力。
1.2研究目标及技术思路本次研究开展3项不同单井增压装置排水采气试验，调研1项单井增压装置排水采气技术，从气井排水采气效果、设备性能、操作难易程度、经济效益等4个方面进行综合评价，探讨单井增压排水采气工艺可行性，完善排水采气技术系列。
2井口采气工艺试验2.1工艺原理及流程混输增压装置主要由进气过滤、混输增压、气液分离、气举增压、电气控制、隔声罩、底座撬等七部分组成。
将井口天然气通过过滤、混输增压后进入生产管网,同时也可以通过气举来进行排水采气，采用“一进二出”连接方式。
2.2设备参数本次试验机组型号为YB1.25-90,机组总功率105kW。
抽吸压力最低可达。
MPa,混输排气压力最高2MPa,气举排气压力最高20MPa,机组最大排量2xl04m3/d。
采气工程(廖锐全)-第七章：气井井场工艺
除雾段
液滴聚集段
二、多级分离
逐级降低分离器压力，经过两级或两级以上的闪蒸或部分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
冷凝，将气井所产的流体分离成气、液两相的工艺方法称为多
级分离。 理论和实践都表明多级分离器不仅能够获得较多的液体量， 而且液相中含易挥发组分少。但并不意味着分离器用的越多越好。 两级分离的液烃收率比一级分离略增2%～12%（文献上介绍的最 高数字为20%～25%）。影响液烃收率的因素不仅是分离级数，还 包括气井所产流体的组成、分离温度和压力等。
的条件，然后输往长输管道。
一、气田集输系统的工作范围和工作内容
气田集气系统主要由气井井场、集气站、天 然气处理厂及其相连的管线组成，井场与集气站 的管网连接形式有“放射状”、“树枝状”和 “环状”
1—井场；2—采气管线；3—集气站；
4—集气支线；5—集气干线；
6—集气总站；7—天然气处理厂
气 田 集 输 流 程
第三节、天然气流量计量 第四节、天然气水合物 第五节、天然气脱水
第六节、气田开发的安全环保技术
第二节、气液分离
一、概述 二、多级分离 三、分离器的分类 四、分离器的工作过程
一、概
述
1、杂质对气井生产的危害
腐蚀：由于液态水的存在将加速管道及设备的腐蚀
堵塞： 随着积砂的增加堵塞管道、设备
液泛影响
污染化学溶液
分离器
过滤式
利用气流通 道上的过滤元件 或介质实现分离
三、分离器分类
2、按分离器功能分类
分离器
计量分离器
主要作用是完成
生产分离器
主要作用是完成多
油气水的初步分离并
计量，一般属低压分 离器。
口生产井集中进行初
气井采气工艺介绍(详细版本)
采气工艺原理
气井开采工艺
无水气藏气井和边、底水不活跃气井的开采工艺
➢ 开采工艺措施
• 可以适当采用大压差采气 。使微缝隙里气易排出；可充分发挥低 渗透区的补给作用；可发挥低压层的作用；
• 应正确确定合理的采气速度，并在此基础上制定各井合理的工作 制度，安全平稳采气；
培训主要内容
采气工艺原理
采气工艺原理
气藏的分类开采 气井生产系统介绍 气井开采工艺 气井生产管柱 气井的管理 气井的挖潜增产
采气工艺原理
气藏的分类开采
无水气藏的开采措施：
无边底水气藏的开采不用担心水淹、水窜等问题，所以可适 当采用大压差生产，采用适当大压差采气的优点是：
➢ 增加大缝洞与微小缝隙之间的压差，使微缝隙里气易排出； ➢ 充分发挥低渗透区的补给作用； ➢ 发挥低压层的作用； ➢ 提高气藏采气速度，满足生产需要； ➢ 净化井底，改善井底渗滤条件。 ➢ 无水气藏在开发后期会遇到举升能量不足、井底积液（凝析
采气工艺原理
气井生产系统分析
气井生产系统
气井生产系统（生产模型）指采出流体从储层供给边界到计量分离器 的整个流动过程，包括以下几个互相联系的组成部分：
1）气层——多孔介质（含裂缝）； 2）完井段——井眼结构发生改变的近井地带（由于钻井、固井、完 井和增产措施作业所致）；
3）举升管柱——垂直或倾斜油管、套管或油套环空（带井下油嘴和 井下安全阀）；
4）人工举升装置——用于排液的有杆泵、电潜泵或气举阀等 5）井口阻件——地面油嘴或针型阀等节流装置； 6）地面集气管线——水平、倾斜或起伏管线；
7）分离器。 气井的流动过程
气井的开采工艺
• 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。
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
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
气体井筒流动 本章目的：确定Pws、Pwf 地层流入动态：qsc＝f(Pwf)PR
方法：井下压力计测量，计算方法
思路：等值流动阻力法 –地层流阻Rres, 井筒流阻Rw 结论：当 PR 、 Rres 一定时， qsc 由 Pwf 直接控制，间接由Ptf控制。 油管流动动态：井口压力一定时， 产 量 与 井 底 压 力 的 关 系 。 qsc ＝
采气工程排水采气工艺
第二节 优选管柱排水采气
三、优选管柱诺模图
当油管直径一定时，在双对数坐标系中，井底流压和 临界流量、临界流速都成直线关系。
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3-2
r kp
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。
22
第三节 泡沫排水采气 一、泡沫排水采气机理
⒉分散效应 气水同产井中，存在液滴分散在气流中的现象，这种分散能 力取决于气流对液相的搅动、冲击程度。搅动愈激烈，分散程度 愈高，液滴愈小，就愈易被气流带至地面。 气流对液相的分散作用是一个克服表面张力作功的过程，分 散得越小，作的功就越多。 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。
32
第四节 气举排水采气 一、连续气举排水采气
33
第四节 气举排水采气 二、柱塞气举排水采气
柱塞气举的工作过程
34
第四节 气举排水采气
柱 塞 气 举 工 艺 流 程 及 设 备
35
第五节 常规有杆泵排水采气
常规有杆泵排水采气与有杆泵采油有明显区别： （1）气井产出腐蚀性流体；
（2）地层水矿化度高；
23
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。
24
第三节 泡沫排水采气 一、泡沫排水采气机理
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
• • • • •
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：
•
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
采矿学第07章fgm
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
（3）拆架前顶板管理 ）
7 1 7 3 1 4 1 6 2 1 4 6 2 3 1
矿
(a)
金属网 ＋
木板梁
金属网 (b) ＋
钢丝绳
学
2 1 4
2 1 5 3
1金属网 2钢丝绳 3棚梁 4自移式支架 5锚杆 6帖帮柱 7木板梁 金属网＋木板梁＋锚杆
(c)
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
D D'
C'
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§1 工作面调斜与旋转 1 工作面调斜方法
（2）虚中心调斜 ）
矿
学
S=n×f×B ×× S－靠近中心端的前移量； －靠近中心端的前移量； B—截深； 截深； 截深 f—每次调斜循环 转 α′ 采煤机 ， 截割的通刀 每次调斜循环(转 α′)采煤机 采煤机， 每次调斜循环 长刀） （长刀）数 n—调斜一个α角所需的调斜循环数。 调斜一个α 调斜一个 角所需的调斜循环数。
矿
学
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§3 综采工作面搬迁
2 综采工作面设备的搬运与安装 （1）沿运输平巷运入的设备及顺序 ） 工作面刮板输送机机头部、转载机、破碎机、 工作面刮板输送机机头部、转载机、破碎机、 乳化液泵站、水泵、电气设备、 乳化液泵站、水泵、电气设备、管路 （2）沿工作面回风平巷运入的设备液压支架 ）
第七章 采煤工艺技术管理、设计及发展
采
§1 工作面调斜与旋转 1 工作面调斜方法
o1 α α′ L C
1
矿
学
（1）实中心调斜 ） 旋转中心O 旋转中心 1点停移输送机 另一端移够一个截深， 另一端移够一个截深 ， 将输 送机调成一直线割煤 问题： 顶板反复支撑， 问题 ： 顶板反复支撑 ， O1 处 顶板和煤壁管理困难。 顶板和煤壁管理困难。 措施： 措施：煤壁预先加固 打木锚杆。 打木锚杆。
采气工程期末考试复习资料与思考7-气井井场工艺
第七章气井井场工艺第一节天然气矿场集输站场流程复习一、各种排水采气工艺原理、特点及适用条件优选管柱、泡沫、气举及柱塞气举、机抽、电潜泵、其他。
二、天然气矿场集输系统概念及其用途；天然气矿场集输系统：将气井采出的天然气，经分离、调压、计量后，集中起来输送到天然气处理厂或者直接进入输气干线的全过程。
包括：井场、集输管网、各种用途的站场、天然气净化厂等组成。
集输管网类型：树枝状管网、环形管网、放射形管网、成组形管网。
1.树枝状集气管网特点：集气干线只有一条，各气井直接同集气干线连接。
天然气经气井采出后，在井场经加热、调压、分离、计量后进集气干线。
适用于：气田狭窄，气井分布在气田长轴附近的气田。
2.环形集气管网特点：一条集气干线围成环状，各气井管线接在集气干线上。
环形管网如有某处损坏，天然气可以从环的未损坏的另一端继续输出，不影响供气。
适用于：含气面积接近圆形的大型气田。
3.放射形集气管网特点：在站上完成加热、调压、分离和计量，再输入干线或净化厂，各气井以放射状输到集气站，再用输气干线输出。
实际上它是几条集气管网的组合。
适用于：地面被几条深沟所分割的气田。
4.成组形集气管网成组形集气管网：多把放射形和树枝状，或把放射形和环形组合在一起使用。
适用于：面积较大、井数较多的气田。
集气管网的特点：管内压力高、输送介质复杂、井口压力波动影响输送能力、采气井口管理也影响通过能力。
1.集气管网位于天然气集输系统的起点，管内压力高(一般在4～16 MPa)，流动介质复杂(含气、油、水和固体杂质)，部分气井还含有H2S，CO2、有机硫等腐蚀介质。
设计时要充分考虑安全，进行强度计算，选用抗硫钢材，如用10号、20号碳钢等。
2.集气管网的通过能力直接受井口压力影响，也与气井产出的流体性质变化有关。
3.集气管网运行好坏直接与采气流程的管理有关，最主要的是在采气时把油水分离干净，不要带入集气管线。
三、采气井场装置及作用：调节气井产量；调控输送压力；防止天然气水合物的形成。
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第七章气井井场工艺
第七章气井井场工艺
第一节节流调压
第二节气体流量计算
第三节气液分离
第四节天然气水合物防治
第五节天然气外输前脱水
第一节节流调压
♦一、天然气压能利用
外输压力1.5~4.0MPa。
天然气压能发电
高压井供气水井气举
♦二、天然气节流调压
天然气在管流过程中，通过骤然缩小的孔道，例如孔板或针型阀的孔眼，由于摩阻能耗使下游压力显著降低，这种过程称为节流。
二、天然气节流调压
节流：降压
一级节流调节流量多级节流
（绝热过程）等焓
12H H =(61)
-
3.天然气焓熵图
天然气焓熵图又称H—S图
6.0 =γ
确定节流温降示意图
,T1,P2,T2，已知任意三个，可求第四个变量四个变量：P
1
γ
=
7.0
γ
=
8.0
γ
=
9.0
γ
=
0.1
含氮10%的天然气焓熵图7
.0=γ7
.0=γ
H
S 例6-1 已知p1=6.895Mpa(1000psia)，p2=3.448Mpa(500psia)，T1=93.33℃，γg=0.6，求天然气节流后的温度降。
解:（1）选用图6-1；
（2）在所选图上查到点1（6.895Mpa 、93.33℃），过点1作水平线与3.448Mpa 等压线相交于点2；
（3）读过点2的等温线值。
2=82.22(180)
T =82.22-93.33=-11.11 =180-200=-20T F F
℃℃
即节流后温度降低11.11℃（20F)
第二节气体流量计算
一、天然气计量的分级
二、气体流量计量方法
1、孔板差压流量计
2、气体涡轮流量计
3、旋涡流量计
4、容积式流量计
2、气体涡轮流量计
3、旋涡流量计
4、容积式流量计
5、热线式流量计
热敏电阻
三、孔板差压流量计
1、孔板差压流量计
三、孔板差压流量计
三、孔板差压流量计
标准孔板流量系数与雷诺数关系
表6－2 角接取压标准孔板雷诺数范围ββ
Re D Re D min max min max 0.220
0.25
0.275
0.300
0.325
0.350
0.375
0.400
0.425
0.450
0.475
0.5005×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1035×1034×1031×1031071071071071071071071071071071071070.5250.5500.5750.6000.6250.6500.6750.7000.7250.7500.7750.8001×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1041×1042×1042×104107107107107107107107107107107107107
3、流量计算方法0.0003619 m3/h
（1）.流量系数
（2）
.2
流束膨胀系数
8
.0220.0,
100050 ,75.0/12≤≤≤≤≥βmm D mm p p 适用范围750
100.0,
75050 ,75.0/12≤≤≤≤≥βmm D mm p p 适用范围
双向标准体积管示例
多台流量计的安装
第三节气液分离
一、概述
1、目的和意义
2、分离的方法
二、多级分离
两级分离
三级分离
四级分离
普通立式分离器
立式旋风分离
器。