采气工程-排水采气工艺

压力的作用；而液滴表面张力的压力却趋于使液滴保持完整。
这两种压力对抗能够确定可能得到的最大液滴直径与液滴沉
降速度关系：
dm
30g W 整g 理课2件
11
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：
1
W40g2
l g g2
4
整理课件
12
第二节 优选管柱排水采气
（3）气井连续排液的条件
裂缝型储层其裂缝发育程度主要取决于地应力的大小与岩
石的抗压强度，常为有限封闭体，气水分布、含气范围完全
受裂缝网络形态、大小所控制。整理课件
4
第一节 排水采气工艺的机理
不同储渗类型气藏地质特征
储 渗 类 型 气 藏 边 界 水 体 类 型 气 水 界 面
地 层 压 力 储 量 计 算 方 法
孔 隙 型 清 晰 多 为 边 水 整 齐 一 致
于人工举升。
整理课件
6
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：
评价依据：
⑴ 优选管柱排水采气 ⑵ 泡沫排水采气
气藏的地质特征
⑶ 气举排水采气
产水井的生产状态
⑷ 活塞气举排水采气 ⑸ 常规有杆泵排水采气
经济投入情况
⑹ 电潜泵排水采气
⑺ 射流泵排水采气
整理课件
7
第二节 优选管柱排水采气
1K
L
di2 D2 di2
整理课件
14
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。
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
实验与经验
临界流速 ：
k p0 .03(1301 3 534 5G Z 1 3 w) p T 5 f1 4 p (G 8 Z w) p T f 1 2 p
临界流量 ：
Q k p0 .6(4 G8 ) Z 1 2 (1T 0 3 54 5 G Z 1 3 w) T 5 p f1 4 p p w 1 2 8 d fi2 p
多 为 常 压
容 积 法
裂 — 孔 型 较 清 晰 多 为 边 水 较 整 齐 一 致 常 压 、 高 压 容 积 法 、 动 态 法
裂 — 洞 型 欠 清 晰 边 底 水
欠 整 齐
常 压 、 高 压 动 态 法 为 主
孔 — 裂 型 不 清 晰 边 底 水
不 整 齐
高 压 较 多
动 态 法
裂 缝 型 不 清 晰 多 为 边 水 不 整 齐 、 多 介 面 高 压 、 超 高 压 动 态 法
Q0
（1）气流速度： 0.05097ZTQ0
p d2
整理w课f件p i
10
第二节 优选管柱排水采气
（2）油管鞋处液滴的沉降速度（滞止速度）
若液滴在井筒中的沉降速度和气流举升速度相等，即液滴处
于滞止状态悬浮于气井管鞋处，油管鞋处液滴的沉降速度（滞
止速度）为：
W
4g(l 3
g
g
)
dm
在气流中自由下落的液滴，受到一种趋于破坏液滴的速度
（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。
（2）油管设计必须进行强度校核，对于深井可采用复合油管 柱，并按等抗拉强度计算进行组合。
整理课件
3
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。
自学：图3-2
r
kp
Qr
Q0 Q kp
取
整理课件
r Qr
15
第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井举升能力的因素
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。
k p0.03(1 30 1 5 2 3543 G 1Z w 5p T )f8 1 4p (G Z wp T )f1 p 2
按排水装置的原理分类：气举阀排水采气 柱塞间歇排水采气等。
影响气举方式选择的因素： 气井产率、井底压力、产液指数、举升高度及注气压力等。
对井底压力和产能高的井，通常采用连续气举生产；
对产能和井底压力低的井，则采用间歇气举或柱塞气举。
整理课件
33
第四节 气举排水采气 一、连续气举排水采气
整理课件
34
整理课件
16
第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井举升能力的因素
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。
Q k p0 .6(4 G8 ) Z 1 2 (1T 0 整 理3 5 课件 4 5 G Z 1 3 w) T 5 p f1 4 p p w 1 2 8 d fi2 p
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。 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。
整理课件
22
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。
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。
整理课件
27
第三节 泡沫排水采气
三、工艺技术界限与条件
⒈ 优选泡排气速
试验表明：气速大致在1～ 3m/s范围内不利于泡排。因 此控制合适的气速，可获得 最佳的助排效果。
整理课件气流速度对泡沫排水的影响 28
整理课件
23
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。
整理课件
5
第一节 排水采气工艺的机理
二、排水采气应具有的地质要素
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
整理课件
24
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。
整理课件
25
第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
我国已开发的气田，大多数属于低孔低渗的 弱弹性水驱气田。
实践证明：气井的积液对气井特别是中后期低压气 井的生产和寿命影响极大。只有气井产层的流入和油 管产出的工作相互协调，才能把地层的产出液完全连 续排出井口，获得较高的采气速度和采收率。
整理课件
8
第二节 优选管柱排水采气
一、工艺原理
井口有足够 的压能
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。
整理课件
26
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。
各类表面活性剂都有各自的特性参数—临界胶束浓度，该 值可作为理论用量的依据。
对于多组分助采剂，可参考表3—3。
整理课件
30
第三节 泡沫排水采气
⒋日施工次数
⑴ 产凝析水或产地层水少的气井，宜采用间歇排水方式， 助采剂的加入周期为数天或数月； ⑵ 地层水产量Qw>30m3/d，助采剂在这些井上的加入周 期越短、越均匀、越好，最好是连续加入。一般每天加2～ 3次。
第四节 气举排水采气 二、柱塞气举排水采气
17
第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井举升能力的因素
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。
整理课件
18
第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井举升能力的因素
有水气藏除少数气井投产时就产地层水外，多数气 井是在气藏开发的中后期，由于气水界面上升，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
整理课件
2Leabharlann 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。
整理课件
13
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
d i 1 .24 (G 2 )1 4 Z ( 1 3T 0 3 54 5 G Z 1 w 3 )T p f 5 8 1 p p 8 w 1 4 Q f0 1 2 p
3.油管下入深度的确定
Hi H1 L1 H1 L/2L
H1
气 水
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，延长气整井理的课件自喷采气期。
9
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
根据气体状态方程，在油管鞋处的气体体积流量与标准 状况下的体积流量的关系为：
Q
p0ZT pwfpZ0T0
整理课件
20
第三节 泡沫排水采气
泡沫排水采气：
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。
整理课件
21
第三节 泡沫排水采气
第三节 泡沫排水采气
⒉ 最易泡排的流态
环雾流：气井自身能量充足，带水生产稳定，不需要采用助采 措施。
泡沫排水的主要对 象是泡流、段塞流 和过渡流，尤其以 段塞流的助采效果 最佳。
流态整和理课浓件度与排水量增值关系图 29
第三节 泡沫排水采气
⒊ 合理使用浓度
泡沫排水中，助采剂的加入受气体流动速度、产水量、井 深、助采剂种类等因素的影响。
采气工程-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
整理课件
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。
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较
大；而且更为重要的是，油管下入深度的不合理将直接影
响举升效果。
整理课件
19
第二节 优选管柱排水采气
五、工艺技术界限及条件
整理课件
31
第三节 泡沫排水采气
⒌消泡剂及用量
泡沫排水时，起泡剂过量或产生的泡沫过于稳定时，大 量的泡沫会被带到集输管线，引起堵塞，导致集输压力升 高。
消泡剂的用量，按配方推荐浓度确定，通常间歇注入， 以分离器出水中不积泡为原则。
整理课件
32
第四节 气举排水采气
气举排水采气：利用天然气的压能来排除井内的液体。