气井开采工艺.

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2.有水气藏的开采
• 有水气藏是指有边底水且边底水活跃的气 藏. • 气水同产井是指气井在生产过程中，有地 层水产出，而且水对气井的生产有明显干 扰的气井。 • 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而引起水锥后才产 地层水。气水同产井的开采比较复杂，不 但要选择合理的工作制度，还要根据井的 产水情况采用多种方法排水采气。
2．确定气井工作制度应考虑的因素
• 气井工作制度受多种因素制约，主要有地质因素、采气 工艺因素、井身因素等。 • (1) 地质因素 • 地层岩石胶结程度 岩石胶结不紧，地层疏松，在气流 流速过高时砂粒脱落，容易堵塞气流通道，严重时可导致 地层垮塌，出砂堵塞井底，使产量降低，甚至堵死气层而 停产。另外，高速流动的砂子容易磨损油管、闸门和管线。 所以地层疏松的气井 (如砂层)宜选择定井底流速或定井壁 压力梯度采气，在地层不出砂，井底不被破坏的条件下生 产。 • 地层水的活跃程度 在地层水活跃的气臧上采气，如果 控制不当，容易引起底水锥进或者边水舌进，影响正常采 气. 所以在有水气藏上采气，宜选用定压差生产制度，控 制气井不产地层水。随着气体不断采出，气水界面上升， 临界压差和临界产量也越来越小，控制无水采气就越困难。 无水产量太小时就应放大气井压差转入带水采气。
• 4) 关井后井口必须严密不漏。井口如果漏气，相 当于小产量生产，地层水又带不出来， 时间长了 液柱升高，容易压死气层。 • 5)关井后压力必须恢复到较高时才能开井。开井 有困难时，应先放喷排液，待积液喷净或产水稳 定时，再逐渐提高井口压力，转人生产管线输气。 • 6) 生产中如果出现油压下降，产水量减少，流量 计差压指针波动频率下降，波动幅度加大等现象， 说明带水不好，井筒液柱上升，生产恶化。这时 应降低井口压力，增大压差强化带水。如果无效， 应采取放喷措施排水，待积液排出，井口压力回 升，气水比较稳定后再转入正常生产。
• 用户用气负荷变化，气藏采气速度的大小， 输气管线的压力高低等都是影响气井工作 制度的因素。 • 因而制定气井工作制度时，应对影响气 井工作制度的诸因素进行综合分析后确定。 气井工作制度确定后，还应在生产中检验 该制度是否合理，必要时对原制度进行修 正或改变，使气井生产更趋合理。
二.气井的开采工艺 • 1.无水气藏(纯气井)的开采
各种排水采气工艺的评价
采气方法
控制临界 流量采气
带水 采气
泡沫排 水采气
气举 排水采气
机械设备 排水采气
控制临界流量采气
• 无水临界流量就是地层水刚好侵入气井井 底时的产量，相应的生产压差叫做无水临 界压差。 • 为了不让地层水侵入井底，保持无水采气， 实际生产气量要控制在无水临界流量以下 (比临界流量稍低)。
• 控制临界流量采气优点: • 1)可以保持无水采气.无水采气是有水气藏的最佳 采气方式，具有稳产期长，产量较高，单井累积 产量大的优点。 • 2) 气流在井筒保持单相流动，压力损失比气水两 相流动时小 , 在相同产量下 , 井口剩余压力大，自 喷输气时间长，延迟上压缩机采气时间。 • 3)不需建设地层水的处理设施。 • 4)采气成本低，经济效益高。 • 所以对于有地层水显示或地层水产量不大的 气井，首先考虑提高井底压力 , 降低压差 , 使气井 保持无水采气。
开采方式一般是
• ①控水采气(无水期:少氯根,产气量 井口压 力稳定); • ②带水采气(见水期:氯根含量明显上升,水 量上升,产气量基本不变波动,井口压力波动 或下降); • ③排水水采气(出水期:出水量增多, 产气量 井口压力大幅度下降). • ④堵水采气(底水锥进,夹层水窜进) • 常用的采气方法如图：
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• 3)定井底(井口)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。 气井生产一定时间后，井口压力逐渐下降并接近输气管 压力，此时气井应及时改为定井口压力工作制度，以维持 气井继续生产。 定井口压力制度是定井底压力制度的变形。 对产凝析油的气井，随着不断开采，井底压力会逐渐下 降，如果井底压力降到低于凝析压力时，井底或地层中就 会出现凝析油。井底积液增加了气体流动的阻力，而地层 中已凝析的油又采不出来，直接影响天然气和凝析油的采 出(采收率降低)。 定井底(井口)压力制度一般应用在气藏附近没有低压管 网，天然气需要继续输送到高压管网的低压气井或者需要 维持井底压力高于凝析压力的凝析气井。
(2)带水采气井的管理
• 首先,带水采气井要控制合理压差进行采气, • 压差控制过小过大都不行 ,压差过小 , 井底回压大、 产气量小，达不到带水采气的最低流量而使井底 积液；压差过大，产水量增加， 产气量却不一 定相应增加，有时随着压差增大，产量还要减少。 所以对带水气井，要选择合理的压差，使气井在 该压差下采气时达到三稳定，即压力、产气量和 气水比相对稳定。 • 其次，带水采气井生产稳定时不要随便改变 产量，否则容易形成积液，影响正常采气。
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产气方程 • 指数式:Q=C(Pr2-Pwf2)n • 二项式:Pr2-Pwf2=AQ+BQ2
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。 适应于地层岩石胶结紧密的无水气井的早 期生产，是气井稳产阶段最常用的制度。 气井生产早期，地层压力高，井口剩余压 力大，采用气井允许的合理产量生产，具 有产量高，采气成本低的优点。 生产特征 : 产量不变 , 地层压力 , 井底流压 , 井 口压力随时间不断降低. 地层压力下降后，可以采取增大井口针形 阀开度，降低井底压力的方法 , 继续维持气 井原有的产量，直到井口剩余压力很小， 生产压差增大会使井底受到破坏时，定产 量工作制度结束，转入其他工作制度生产。
地层水的分类
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气井出水因素
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出水类型
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出水阶段
• 预兆阶段:氯根明显上升,产水量 产气量 井 口压力无明显变化. • 显示阶段:水量开始上升,产气量 井口压力 波动. • 出水阶段 :出水量增多, 产气量井口压力大 幅度下降.
(3) 井身技术因素 套管压力的控制 生产时的最低套压，不能 低于套管被挤毁时允许的压力，以防套管 被挤坏，这对高压深井尤为重要。 • 油管直径对产量的限制 由于油管的品种少， 常常不能按产量选择直径合适的油管。 • 油管压力的控制:防止井内压力过高，憋坏 井口装置,使环形空间喷浆、窜气等。
(4) 其他因素
排水采气工艺
• 排水采气具备的地质要素: • ①气藏具有封闭型弱弹性水压驱动特征. • ②产水气藏的水体有限,弹性能量有限,排水 采气试可行的. • ③地层水分布受裂缝系统控制,多为裂缝系 统内部封闭的局部水. • ④产水气井井底积液.
各种排水采气工艺的评价
• ①优化管柱排水采气:适用于有一定自喷能力的小 产水量气井.最大排水量100m3/d,目前最大井深 2500m;可用于含硫气井;设计简单,管理方便经济 投入较低. • ②泡沫排水采气:适用于弱喷及间喷产水井的排水; 最大排水量120m3/d,目前最大井深3500m;可用于 低含硫气井;设计简单,管理方便,经济成本较低. • ③气举排水采气:适用于水淹井的复产、大产水量 气井助喷及气藏强排水;最大排水量400m3/d,目前 最大举升高度3500m;可用于中、低含硫气井;装置 设计、安装较简单,管理方便,经济投入较低.
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• 带水采气 依靠天然气本身的能量将水带出气井, 是排水采 气中最经济的排水方式。 (1)带水采气的条件 1)气井有一定的产量，使油管鞋处的气流速度达 到带水要求的最低速度。 2)气井有一定的压力，气水混合物从井底流到井 口后，有一定剩余压力,即井口压力要大于输气压 力，以保证气体的输出。 油管鞋处带水气流速度可通过计算得到。 气井带水不好时，可以换用小直径油管,以恢复 连续正常带水采气。
带水采气井的操作必须注意以下几点：
• 1) 操作要少、稳、慢 , 避免过多过猛地激动 气井。 • 2)一般不宜关井，要连续生产。因为关井后 井简积液不易压回地层，同时关井初期的 井底压差仍然存在，地层水继续流人井底 形成死水区，堵塞地层孔隙或裂缝。开井 时远处的气流很难突破这种水堵，结果易 导致气井水淹. • 3) 关井前宜进行降压放喷，尽量排除井筒 积液.
• 无水气藏是指没有边底水或者边底水
不活跃的气藏.
• 无水气井指在产气过程中不产地层水的气 井。 • 气驱气藏或弹性水驱很弱的气藏上的气 井是无水气井。 • 无水气井常用的工作制度是:定产量制度， 定渗滤速度制度和定井口压力制度。 • 开采方式:自喷(能量消耗式开采)
• 定产量制度关键是:气井合理产量的确定 • ⑴ 气井产量不合理的危害 • 对气藏而言，不均匀开发必定造成压降不均 匀，形成压降漏斗，在压降快的地区造成边水舌 进或底水锥进，缩短气藏的无水采气期，影响气 井的寿命，使部分气藏产能大幅度降低。 • 采气量过低，时间、设备利用率不高。 • 采气量过大引起井底压差过大，发生井壁坍塌， 出砂，边底水存在引起舌进或锥进。 • ⑵ 气井合理产量确定的原则 • 采气速度要合理；气井不受破坏；井底不被水淹； 平稳供气的原则
• 4)定井壁压力梯度制度 • 井壁压力梯度是指天然气从地层内流 到井底时，在紧靠井壁附近岩石单位 长度上的压力降。 • 定井壁压力梯度制度就是在一定时 间内保持这个压力降不变。
• 地层疏松的气井(如砂层)宜选择定井底流 速或定井壁压力梯度采气，
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• 5)定井底渗滤速度制度 井底渗滤速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。 适用于地层疏松，容易垮塌和出砂的砂岩层的气井。 将井底渗滤速度控制在井底不坍塌、少出或不出砂的范 围内，这样气井产量虽然受到限制，但可以避免井底坍塌、 出砂、堵塞井底，影响气井正常生产，甚至造成气井过早 停产。 为了观察出砂，试井时要装捕砂器或分离器，每测试— 点后，检查有无砂子产出。同时也可仔细倾听气流在管中 流动时有无砂子撞击管壁的声音。一旦测试到在某个产量 地层出砂，就可根据该产量下的井底压力计算出允许的井 底渗滤速度，用以指导气井生产。
第四部分气井开采工艺
• 一、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。
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采气过程
• 气层-井底-井筒-井口-针阀-采气管线集气站-配气总站
气层压力-井底流压-井口压力-(调节产 量)-输气压力-进站压力-加热-节流-分离脱水-外输.
• 2)定生产压差制度 • 天然气从地层内部流到井底，是因为地 层压力比井底压力大，亦即存在压差的缘 故。对一口气井来说，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。 • 有水气藏上采气，宜选用定压差生产制度 这个能保持气井采气时不出地层水的压差 称为临界压差(极限压差)，临界压差下的产 量称为临界产量(极限产量)。
井 筒
气水
井 筒
气水
气 水 底水锥进
气
水
边水舌进
(2) 采气工艺因素
• 天然气在油管中的流速 气井生产时必须保证天然 气在油管中有足够的流速，以带出井底积液，防 止液体在井筒中聚积。 • 气体水合物的形成 气体水合物的生成对采气极为 不利。为防止水合物生成，可根据天然气的组分 确定出水合物形成的最高温度，并控制气井在高 于水合物形成温度的条件下生产。 • 凝析压力 凝析油在地层内凝析后便无法采出。为 此要防止凝析油在地层内凝析。因而生产时的井 底压力要高于最高凝析压力。