陕西气井涡流排水采气技术介绍(共33)

气井涡涡流排排水采采气技技术介介绍陕西汇汇丰悦悦石油油科技技开发发有限限公司司2012年7月5日前言言随着苏苏里格格气田田开发发的深深入，，气井井压力力的下下降和和产水水量增增加，，气井井严重重积液液甚至至停产产，排排水采采气工工作的的紧迫迫性日日益突突出。。涡流流工具具可以以达到到改变变井筒筒内介介质的的流动动形态态，提提高气气井携携液能能力的的作用用，从从而减减少井井底积积液，，减小小油管管内压压降，，提高高气井井产量量。通通过该该试验验观察察、验验证涡涡流工工具的的排水水采气气效果果，为为苏里里格气气田排排水采采气工工艺探探索新新的技技术途途径。。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理二、投投放施施工三三涡涡流排排水采采气技技术在在国内内外应应用四四、、涡流流排水水采气气技术术在苏苏里格格气的的试验验汇报报提提纲纲涡流排排水采采气技技术在在油气气田的的应用用，是是美国国能源源部2001年资助助的研研究项项目，，由NETL组织实实施、、测试试、验验收。。涡涡流流排水水采气气技术术改善善气井井生产产状态态、提提高气气井采采收率率，到到目前前已经经用于于北美美、澳澳大利利亚数数千口口天然然气井井、煤煤层气气井的的生产产优化化。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理1、涡流流排水水采气气技术术背景景截至2000年，美美国共共有：：产油井井：411793口产气井井：223707口。这些井井产量量占美美国17%的原油油和7%的天然然气用用量。。对美美国能能源安安全只只顾至至关重重要。。拥有有者均均为独独立的的小业业主，，没有有技术术开发发资金金和能能力。。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理2001年，DOE（美国国能源源部））通过过NETL(国家能能源技技术实实验室室），，组建建了SWC（低产产井协协会））。SWC致力于于系列列研究究开发发项的的研发发，涡涡流排排水采采气技技术就就是其其中之之一。。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理当气液液流进进入涡涡流工工具，，涡流流工具具使流流体快快速旋旋转，，加速速度使使得较较重的的液体体甩向向管壁壁；流流体沿沿工具具向上上运动动，工工具的的结构构、参参数使使得流流体的的旋转转达到到一个个非常常有效效的状状态；优化设设计的的涡流流参数数，可可以使使涡流流产生生的涡涡旋上上升环环膜流流态维维持较较长的的距离离。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理2、涡流流排水水采气气技术术原理理流体的的运动动原理理象枪枪的膛膛线，，即中中心流流边缘缘的非非流边边界也也在运运动，，这导导致主主流体体与外外流体体间较较低的的差速速；由由于摩摩擦力力的减减小，，从而而降低低了剪剪切力力和压压降。。消消除了了流体体、气气流内内小滴滴间的的滑动动。从从而减减小了了气体体向上上运动动所必必需的的做功功量、、及油油管总总的压压力损损失。。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理拆分开开的部部件组装好好的工工具一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理3、国内内外涡涡流排排水采采气技技术研研究成成果（1）螺旋运运动形形成的的原理理：美美国人人Mingaleeva以龙卷卷风为为例研研究流流体螺螺旋运运动形形成原原理。。一股股空气气质量量流被被位于于温暖暖的地地面区区域（（a-b）上水水蒸气气加热热并饱饱和，，因浮浮力的的影响响会以以空气气柱的的形式式做上上升运运动。。新的的空气气，来来自地地面附附近的的温度度相对对较低低的环环境，，沿径径向轨轨迹往往低压压的空空区运运动，，到达达a-b区域，，被加加热并并且饱饱和蒸蒸气，，在气气流90°°弯角处处急剧剧上升升。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理龙卷风风的形形态示示意图图一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理但是这这种将将空气气流由由水平平转向向垂直直运动动在弯弯角90°°处会导导致远远大于于摩擦擦阻力力损失失的水水力阻阻力流流动，，此时时流体体会自自发转转成螺螺旋式式上升升，因因为螺螺旋式式上升升的形形式会会使局局部水水力阻阻力损损失大大大减减少，，以摩摩擦阻阻力损损失为为主，，Mingaleeva通过计计算得得出，，螺旋旋上升升相比比之下下减少少了能能量的的消耗耗。一、涡涡流排排水采采气技技术背背景及及原理理当空气气流上上升高高度为为H时，克克服水水力阻阻力所所消耗耗的能能量：：其中：：N是空气气流运运动所所消耗耗的能能量，，Q是空气气流动动的速速度，，△P是水力阻力力，u是局部气体体的速度，，下标0代表了垂直直上升流，，1是局部阻力力，2是摩擦阻力力，3是螺旋流动动。一、涡流排排水采气技技术背景及及原理通过直接观观察得到龙龙卷风螺旋旋角a≈45°°~65°°，典型摩擦擦阻力系数数的值为：：λ20=0.01-0.1，λ23=0.03-0.15（当Re=103-106），C10=0.2-10。

螺旋流流动所消耗耗的能量从从公式中不不含C10，即螺旋流流动中主要要是摩擦阻阻力损失，，与垂直上上升流相比比，少了局局部阻力，，能量消耗耗减少。一、涡流排排水采气技技术背景及及原理（2）现场试验成成果：2004年美国德州州技术测试试中心在水水流动性测测试表明，，涡流井下下工具能够够降低井底底压力。在相对短的的距离上涡涡流表面工工具能够减减少流体压压降30-50％。流体经过过涡流工具具后，确切的距离离是与压力力，管内径径，流量和和流速有关关的函数。。经多口口井现场试试验，得到到：井下涡流工工具平均有有效作用深深度2280m（7500英尺）。在2005年SWC（美国低产产井协会））的测试报报告中称，，测试数据据表明，涡涡流工具可可以降低临界举升流流速25-30%。一、涡流排排水采气技技术背景及及原理一、涡流排排水采气技技术背景及及原理二、投放施施工三涡流排水水采气技术术在国内外外应用四四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验汇报提提纲二、投放施施工涡流排水采采气工具的的投放、打打捞与节流流器的投放放施工相似似。都是试试井车绞车车上的钢丝丝，通过联联接在气井井口上的防防喷管投放放到设计位位置以下3-5米，然后上上投钢丝，，使工具上上的定位卡卡瓜卡到油油管接箍的的接缝处。。再上击切切断投放工工工具上的的销钉，收收回投放工工具。二、投放施施工一、涡流排排水采气技技术背景及及原理二二、投放施施工三涡流排水水采气技术术在国内外外应用四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验汇报提提纲三、涡流排排水采气技技术在国内内外应用应用实例一一：在新墨西哥哥州北部和和科罗拉多多州南部的的圣胡安盆盆地，BP公司已经在在3000英尺煤层气气井中安装装了井下涡涡流排水采采气工具。。煤层气井井井底有严严重的积液液问题（积积水深度超超过300英尺，而储储层压力已已低于100psi）和产量已已下降到1.000MCF/d。安装井下下涡流工具具之后，产产量上升至至2-2.200MCF/d且液位降低低到25英尺。而且且高产时间间超过4个月。二、涡流排排水采气技技术在国内内外应用工具安装前前工具安装后后二、涡流排排水采气技技术在国内内外应用应用实例二二：大庆油田升升1-1井试验一、涡流排排水采气技技术背景及及原理二、投放施施工

三、、涡流排水水采气技术术在国内外外应用四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验汇报提提纲四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验工具参数：：总长：960mm外径：56mm材质：316L不锈钢打捞颈：39mm应用实例一一：四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验工具安装前前工具安装后后四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验由该井8月26日至9月6日的生产曲曲线图中可可以看出：：投放工具具后28日套压下降降0.2MPa，油压下降降0.6MPa，产气量升升至1.2×104m3/d，之后油套套压及产量量一直稳定定至31日，说明工工具投放后后油管中的的积液逐渐渐被排出；；31日套压由8.6MPa迅速降至4.1MPa，同时油压压由1.6MPa升至3.6MPa，且瞬时流流量出现了了5500m3/h的高峰，说说明套管中中积液排出出；8月31日至9月4日产气量在在2.8-6.5×104m3/d之间波动；；9月4日套压上升升0.7MPa至5.7MPa，产气量最最低降至2.0×104m3/d，至9月6日套压涨至至6.31MPa，产气量3.2×104m3/d，气井出现现积液现象象。四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验涡流工具现现在苏14-11-38井试验，就就已取得的的试验数据据分析：苏苏14-11-38井投放的涡涡流工具实实现了一定定的排水采采气作用：：气井出水水现象明显显，套压由由8.73MPa降至4.11MPa；产量较试试验前大幅幅度提高，，产气量从从0.7×104m3/d涨至最高6.5×104m3/d，目前稳定定在3.2×104m3/d。应用实例二二：四、涡流排排水采气技技术在苏里里格气的试试验2011年11月15日，采气三三厂在苏14-1-