排水采气工艺技术现状及新进展样本

排水采气工艺技术现状及新进展
防水治水方法综述
当前国内外治水措施归纳起来有三大类: 控气排水、水井排水和堵水。

控气排水是经过控制气井产量, 即抬高井底回压来减小水侵压差入而减缓了水侵。

其实质是控气控水, 现场有时也称为”控水采气”。

排水采气则是利用水井主动采水来消耗水体能量, 经过减小气和水的压差控制水侵, 从而保护气井稳定生产。

堵水则是经过注水泥桥寒或高分于堵水剂堵塞水侵通道, 以达到控制水侵的目的。

三种措施虽方式不同, 但基本原理都是尽可能降低或消除水侵压差、释放水体能量域增加水相流动阻力。

控气排水主要是以气井为实施对象, 着眼点是气; 水井排水则以水为实施对象, 着眼点是水。

堵水以体现气水压差的介质条件为实施对象, 着眼点是渗滤通道。

控气排水是一种现场常见的方法。

在出水初期水侵原因不明时常常采用股资省．便于操作．但不利于提高气藏采速和开采规模; 水井排水的实施对象巳转至水, 工艺要求相对较高俱有更积极、更主动的意义; 堵水常常受技术条件限制, 当前实际应用很少。

不论哪种措施, 其目的都是为了提高采收率, 都应针对不同的水侵机理、方式, 依据经济效盖来选择和确定。

一、现状综述
中国的气藏大多属于封闭性的弹性水驱气藏, 在开发中都不同程度地产地层水。

由于地层水的干扰, 使气田在采出程度还不高的情况下就提前进入递减阶段, 甚至造成气井水淹停产, 影响气田最终采收率, 因此如何提高有水气藏的采收率, 是国内外长期以来所致力研究和解决的重要课题之一。

中国经过十几年的实践和发展, 以四川气田为代表, 已形成了一定生产能力、比较成熟的下列工艺技术。

当前排水采气工艺技术评价
1．泡沫排水采气工艺
泡沫排水采气工艺是将表面活性剂注入井内, 与气水混合产生泡沫, 减少气水两相垂直管流动的滑脱损失, 增加带水量, 起到助排的作用。

由于没有人工给垂直管举升补充能量, 该工艺用于尚有一定自喷能力的井。

a. 适用井的特点: ( 1) 自喷井中因气水比低, 井底压力低, 垂管流动带水不好, 形成了井底积液的井, 表现为产气量下降, 油压下降( 油管生产) , 套油压差值上升, 产出水不均匀或呈股状, 出水间歇周期延长, 井口压力波动等。

( 2) 因积液而停喷和间喷的井, 经过关井放喷, 气举或其它措施排出了井内积液, 在注入了起泡剂的作用下改进垂管流动状态后就可自喷或延长自喷周期的井。

这类井在开井排积液前就可注入起泡剂, 开井时即可起助排作用。

b. 当前使用范围液体起泡剂: 井的产水量≤300m3/d, 井底温度≤130℃。

固体起泡剂: 由于采用人工从油管投放, 每日投入量有限, 只适用于产水量低于30 m3/d的井和间歇排出井底积液的井。

c. 工艺评价: ( 1) 该工艺技术不复杂, 使用的设备、工具较简单, 易于操作管理, 矿场推广实施快, 费用低, 气水同产井自喷生产后可普遍采用, 提高日产气量和延长自喷期。

统计数据表明, 此项工艺每增产1m3天然气费用低于0.01元, 是经济效益最高, 最易于矿场推广的排水工艺。

( 2) 泡沫排水只是一种人工助排工艺, 当井的产水量上升, 气层压力下降和气水比下降到一定程度时, 仅靠注入起泡剂, 就不可能在维持自喷生产, 需代之以其它人工举升的排水工艺。

( 3) 需定时定量向井筒添加起泡剂。

工艺的排液能力不高, 一般在100m3/d 左右, 气液比较小。

( 4) 井身结构要求严格。

( 5) 工艺参数的确定难度较大。

2. 气举排水采气工艺
气举排水采气工艺类似于气举采油, 即将高压天然气注入气井内, 以改进产层的两相渗流状态, 减小垂直管流的压力损失, 建立足够的生产压差将井底的积液排出。

此工艺在四川威远气田获得了较成功的应用。

由于气举排水工艺的推
广, 一些不产气井变成了高产井, 气藏产气量自1985年开始实现了连续3年年产气量保持在3×108m3以上, 取得了较好的经济效益。

工艺评价
优点: ( 1) 可适应的排液量和举升高度变化范围大, 为各项人工举升排水工艺之首。

( 2) 对特殊和复杂条件适应力强, 对井下的高温、腐蚀环境、出砂、井斜、井弯曲、小井眼和含气量高等适应力强, 气水比越高越有利; 对间歇生产井, 产水量变化的井, 或交替产出大股水、大股气的井均能适应, 这是机械泵排水所不能的。

( 3) 井下工具简单、工作可靠, 检修周期长, 工艺推广实施快; 因井下工具简单, 无运转部件, 故工作时间长、可靠; 井下气举阀的更换和维修技术简单, 检修周期在一年以上。

( 3) 操作管理方便, 易为现场掌握。

只需按要求注入一定气量或一定压力的高压气, 井口无需住人管理、操作、资料录取和井的分析, 与气水同产的自喷井相类似, 不涉及机电等专门知识和技能。

( 4) 费用低, 不用电。

投资与抽油机排水相近, 若邻近有高压气井, 可直接作为动力, 则费用更低。

缺点: ( 1) 工艺井受注气压力对井底造成的回压影响, 不能把气采至枯竭。

( 2) 封闭式气举排液能力小, 一般在100 m3/d左右, 使工艺的应用范围受到一定限制。

( 3) 在无高压气井时, 需用天然气压缩机提供高压气, 增加了施工及管理工作量, 增大了费用。

( 4) 套管必须能承受注气高压。

( 5) 高压施工, 对装置的安全可靠性要求高。

3. 机抽排水采气工艺
抽油机排水采气就是将有杆深井泵装置用于油管抽水, 套管采气。

这种方法适用于气藏中、后期, 低压间歇井或水淹气井, 且天然气不含或低含硫。

工艺评价
优点: ( 1) 直接将泵置于井下, 只要有足够的泵挂深度, 就能够在很低的回压下排水采气。

( 2) 装置简单, 工作可靠, 可用天然气和电作动力, 易于实现自动控制, 其安装使用和维护技术易于为矿场掌握。

( 3) 投资少, 并可使装
备多井运转。

( 4) 对于排水量不超过80 m3/d, 要求泵挂深度不超过1250m的井是一种可行的排水采气工艺。

( 5) 工艺井不受采出程度影响, 并能把气采至枯竭。

缺点: ( 1) 需要深井泵、抽油机, 由于井深, 排量要求大, 动力装置的配套在当前阶段苦难较大。

( 2) 受井斜、井深和硫化氢影响较大, 当前泵挂深度仅能达到1500m, 排量100m3/d左右。

( 3) 鉴于气水井与油井性质差异较大, 尚未完全解决配套问题。

( 4) 该项工艺需长期连续供电对分散较远的井, 需有单井连续发电能力, 增加了推广此工艺的难度。

4. 电潜泵排水采气工艺
电潜泵排水采气是将油井采液用的电潜泵下入气水井井底, 启泵后将井底积液迅速排出井口, 使水淹井的井底回压得以降低, 气水井能恢复稳定生产。

工艺评价
优点: ( 1) 电潜泵因泵挂深度大, 排量高, 适用于压力低、产水量大的排水采气井。

若以井深3000m, 泵挂深度2650m计算, 井底的回压可降到5~6个Mpa, 比气举排水对井底的回压更低。

( 2) 采用了可调速的变频机组, 可在低速下启动, 故能多次重复启动而不损坏电机; 可人工调整井下机组转速, 达到调整井下泵的排量和扬程, 因而对井的产液量变化有一定的适应能力, 这对气水井很重要。

( 3) 易于安装井下温度、压力传感器, 在地面经过控制屏, 随时直观测出泵吸入口处温度、运行电流、压力等参数。

( 4) 自动化程度较高, 安装、操作、管理方便。

( 5) 不受井斜限制。

缺点: ( 1) 需安装高压电源。

( 2) 主要装备在井下, 对于单井裂缝系统, 气井复活后, 难于取出多井多次运用, 使装备的一次性投资较大。

( 3) 电机、电缆寿命受井温影响。

由于高温下电缆易损坏, 使井深受限制, 当前仅能应用于3000m左右井深。

5. 优选管柱排水采气工艺
小油管排水采气工艺技术适用于有水气藏的中、后期。

此时井已不能建立”三稳定”的排水采气制度, 转入间歇生产, 有的气井已濒临水淹停产的危险。

对这样的气井及时调整管柱, 改换成较小管径的油管生产, 任能够恢复稳定的连续自喷。

工艺评价
优点: ( 1) 属自力式气举, 能充分利用其藏自身能量, 不需人为施加外部能源助喷。

( 2) 变工艺井由间歇生产为较长时期的连续生产, 经济效益显著。

( 3) 设计成熟、工艺可靠, 成功率高。

( 4) 设备配套简单, 施工管理方便, 易于推广。

缺点: ( 1) 工艺井必须有一定的生产能力, 无自喷能力的井必须辅以其它诱喷措施复产或采用不压井修井工艺作业。

( 2) 工艺的排液能力较小, 一般在120m3/d左右。

( 3) 对11/2‘’小油管常受井深影响。

一般在2600m左右。

6. 柱塞气举排水采气工艺
柱塞气举排水采气工艺是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水, 由于柱塞在举升气体于采出液之间形成了一个固体界面, 因而有效地防止气体上窜和液体回落, 从而减少滑脱损失, 增加举升效率。

在气井出水初期, 它能延长出水气井的自喷带水能力。

在美国, 柱塞气举被认为是最佳的排水采气工艺。

由于柱塞气举所需的气体由自身的套管气提供, 勿需其它动力设备, 生产成本低。

国内应加强研究, 继续消化和完善这一工艺。

工艺评价: ( 1) 柱塞举升基本上消除了液体回落( 滑脱) , 提高了垂管举升效率, 对产水量不大, 而气水比较高的井采用柱塞气举可延长自喷期。

( 2) 柱塞举升仅适用于产液量低的井, 一般不超过40m3/d。

( 3) 工艺设备简单, 一次性购置和安装费用低。

( 4) 薄膜阀由氮气驱动, 每周消耗一瓶氮气外无其它消耗。

( 5) 由电子控制器程序控制薄膜阀的开关和柱塞的上升下落, 日常管理工作很少。