排水采气工艺

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kp 0.03(1 30 1 5 23543 G 1Z w 5p T )f8 1 4p (G Z w p T )f p 1 2
采气工程-排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
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。
第二节 优选管柱排水采气
七、连续油管排水采气
针对更换管柱难度大的低压、小产气量气井中,连续油管管 径小、可有效避免压井对气层的伤害,且价格便宜、操作简单、 恢复产能较快等优点。
国外连续油管排水采气已有较长的历史,每年实施达1500井 次以上,最大下入深度6248.4m。
我国张家场气田(川东地区典型的低孔、低渗透储集层的裂 缝—孔隙型气藏)和苏里格气田(内蒙古鄂尔多斯市境内的苏 里格庙地区)等推广使用连续油管排水采气工艺。
自学:图5-2
r
kp
Qr
Q0 Q kp
取 r Qr
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
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。
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
采气工程-排水采气工艺
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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。
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:
W
4g(l 3
g
g
)
dm
30g dm gW 2
1
W40g2
l g g2
4
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第二节 优选管柱排水采气
(3)气井连续排液的条件
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
Q k p0 .6(G 48 ) Z 1 2 (1T 0 3 54 5 G Z 1 w 3) T p f1 4 5 p p w 1 28 d fi2p
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
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
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。
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第三节 泡沫排水采气
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。
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第二节 优选管柱排水采气
一、工艺原理
稳定自喷排水采气的两个条件:
(2)井口有足
够的压能


(1)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,延长气井的自喷采气期。
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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
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
于人工举升。
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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:
⑴ 优选管柱排水采气 ⑵ 泡沫排水采气 ⑶ 气举排水采气 ⑷ 活塞气举排水采气 ⑸ 常规有杆泵排水采气 ⑹ 电潜泵排水采气 ⑺ 射流泵排水采气
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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。
评价依据: (1)气藏的地质特征 (2)产水井的生产状态 (3)经济投入情况
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第二节 优选管柱排水采气
自喷排水采气
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。
第五章 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
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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。
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。
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
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。
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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。
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。
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第三节 泡沫排水采气
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
Q0
(1)气流速度: 0.05097ZTQ0
pwfpdi2
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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
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相 差较大,因此,油管下入深度的不合理将直接影响举升效 果。
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第二节 优选管柱排水采气
五、工艺技术界限及条件
(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Fra Baidu bibliotek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。
三、工艺技术界限与条件
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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 )fT p 8 1 5 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
1K
L
di2 D2 di2
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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。
临界流速 :
kp 0 .03(1301 3 534 5G Z 1 3 w) T p f5 1 4 p (G 8 Z w) T p f p 1 2
临界流量 : Q k p0 .6(G 48 ) Z 1 2 (1T 0 3 54 5 G Z 1 w 3) T p f1 4 5 p p w 1 28 d fi2p
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。
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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。
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第二节 优选管柱排水采气
八、空心抽油杆排液采气
白庙气田(位于山东省菏泽 市与东明县的交界处)为了增 加管内流速,降低临界流量, 应用空心抽油杆代替小油管, 配合气举阀,在N2气举诱喷后 可实现连续生产,取得了预期 效果。
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第三节 泡沫排水采气
泡沫排水采气:
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力的 作用;而液滴表面张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 gW 2
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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。
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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
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
(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。
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第二节 优选管柱排水采气
六、优选管柱排水采气工艺设计思想
动态模拟的思想:
Qi
Pwfi
vkp、Qkp
di 、Hi
v、Q
比较
生产要求
技术可行性方案
经济要求
实施方案
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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。
有水气藏除少(数1气)井确定投合产理时的就采产气地速层度水外,多数气 井是在气藏开(发2的)中充分后利期用,气由藏于能气量水界面上升,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
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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。
泡沫助采剂主要包括:起泡剂、分散剂、缓蚀剂、减阻 剂、酸洗剂及井口相应消泡剂等。
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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。
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第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
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。
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