水井测试工艺

图 1 两级三段免投死嘴分注管柱示意图 球座 撞击筒 压缩式 封隔器 压缩式 封隔器 定压开启 配水器 定压开启 配水器 定压开启 配水器 注水层一 注水层二 注水层三 筛管 导向死堵 （ 一） 分层注 水井 投捞 测试 新工艺 1、 免投死嘴高压分注工艺 （ 1）概述 压缩式封隔器高压分层注水管柱具有耐压高、分注有效期长等特点，在国内油田分层注水井广泛应用。通常高压分注管柱封隔器坐封压力较高，一般在 15 25级高压分注管柱难以通过水嘴节流实现封隔器坐封，因此分注管柱下井时，要求各级配水器必须带死嘴坐封封隔器，然后通过试井钢丝下入投捞器，调配、测试，分注层数越多，投捞调配工作量越大。高压分注井多数为中深井和深井，注水系统压力通常 20 35于井深和注水压力高等因素影响，投捞时遇阻遇卡现 象较多，经常造成堵塞器投不到位、钢丝拉断、仪器掉卡，投捞调配工艺成功率低。另外，由于注水系统压力较高，坐封封隔器时蹩压高、时间长，在投捞配水器死嘴时压力波动大，管柱蠕动量大，容易导致封隔器解封，分注失效。由于投捞调配困难和压力波动大，使得高压分注井难以正常分注，影响注水效率。 针对高压分层注水管柱因投捞调配困难、分注工艺成功率低的问题，从满足封隔器坐封需要和简化投捞调配入手，研究开发了低压坐封高压注水封隔器和定压开启配水器，不需投捞死嘴即可实现封隔器坐封、分注，并且封隔器坐封、分注均在低压过程中连续完成，注 水管柱工作平稳，管柱蠕动量小，施工工艺简便，工艺成功率高，缓解了高压分注难问题。 （ 2） 管柱组成 图 1 为二级三段免投死嘴高压分注管柱示意图，主要由定压开启配水器和压缩式封隔器等组成。 （ 3） 免投死嘴分注工艺原理 多级分注管柱下井前，各级 定压开启 配水器装入初选水嘴，管柱下井后，油管内憋压5压 10 分钟，验证管柱密封性；油管内憋压 7 8压 10 分钟，坐封封隔器；提高注水压力至 11 12上，配水器定压开启机构依次开启，注水通道打开，注入水经过水嘴节流后注入地层，完成封隔器低压坐封、免投死 嘴分注。 （ 4） 原理分析 免投死嘴高压分注的前提条件是：配水器具有定压差开启机构，且开启压差大于封隔器坐封压差。 图 2 为一种带定压差 开启 机构的配水器结构示意图，是在常规偏心配水器堵塞器基础上增加了一次性的定压差开启机构。在水嘴出口端设计暂堵活塞，用销钉固定，销钉在设定压差定堵活塞在冲力作用下进入堵塞器盲孔内，将出水孔道让开，该状态和常规偏心配水器堵塞器没有区别。 当井下有多个配水器进行多层段高压分注时，定压差开启机构将随着注水压力提高依次打开。参照图 1 所 示两级三段免投死嘴高压分注管柱图，当两级封隔器坐封密封后，将三个分注层段分隔开，三个分注层分别对应地层压力为 p 层 1、 p 层 2、 p 层 3。 随着注水压力 升高，各级配水器内外压差 p 配 2、 p 配 3随之变化 。 p 配 1 p 注 p 液柱 1 p 层 1 p 配 2 p 注 p 液柱 2 p 层 2 p 配 3 p 注 p 液柱 3 p 层 3 式中 ， p 液柱 1 、 p 液柱 2、 p 液柱 3分别为三级配水器对应的液柱压差。 堵塞器 工作筒 图 2 定压开启 配水器结构示意图 胶圈 暂堵活塞 销钉 水嘴 当 p 配 1、 p 配 2、 p 配 3其中之一达到设定压差 p 定 时，对应配水器定压开启机构开启。 例如 p 配 2 p 定 时，第二级配水器定压开启机构开启，注入水进 入注水层二，验证上下封隔器密封性。如果封隔器密封，注入水不会进入注水层一、注水层三， p 配 1、 p 配 3 仍将随着注水压力 p 注 的升高而增大，最终会达到设定压差 p 定 ， 对应配水器定压开启机构开启，实现多级分注。反之，如果封隔器不密封，注入水将会进入注水层一或注水层三， p 配 1、 将 不会随着注水压力 p 注 的升高而增大，最终达不到设定压差 p 定 ， 对应配水器定压开启机构不会开启。 （ 5） 流量测试分层验封机理 通过流量计测试分层水量，或者将堵塞器捞出，分析配水器堵塞器定压开启机构销钉剪断情况，通过逆推法进行分层验封。 多级分注 管柱带水咀坐封时，当某个配水器定压开启销钉剪断，水咀通道打开 ,注入水进入对应的地层；如果封隔器密封，注入水不进入相邻层，相邻层压力不会升高，该层对应的配水器内外压差随着注水压力的升高而增大，堵塞器定压开启销钉剪断，水咀通道将打开；反之，如果封隔器不密封，注入水将进入相邻层，相邻层压力会升高，该层对应的配水器内外压差将达不到设定开启压力，堵塞器销钉不会剪断，水咀通道堵死。因此，进行分层流量测试时，如果各层均有水量，表明封隔器密封；如果某个层没有水量，排除该层不吸水因素，表明该层上下封隔器有不密封（或套管窜）； 通过分析，便可以判断封隔器是否密封。 以二级三段分注管柱为例进行分析，得出验封的几种情况，如表 1 所示。 表 1 二级三段分注管柱测试验封分析 配水器 1 配水器 2 配水器 3 验封结果 有 无 无 封 1、封 2 漏 有 有 无 封 2 漏 有 有 有 密封 无 有 有 封 1 漏 无 有 无 封 1、封 2 漏 无 无 有 封 1、封 2 漏 注：表中“有”和“无”是指该层配水器有无水量 。 （ 6） 技术指标 工作压差 : 35作温度 : 150 封隔器坐封压力 : 7 8水器设定开启压差 :11 12 7） 技术特点 1）免投死嘴分注工艺简化了投捞测试工序，减少了更换死咀的投捞次数，提高了注水时率。 2）实现了分注管柱封隔器低压坐封、高压分注，管柱工作压差相对平稳，蠕动量小。 3）免投死嘴高压分注工艺可以通过流量计分层测试辅助验封，施工工艺简便。 （ 8） 注意事项 1）应用免投死嘴分注工艺时，应注意配水器定压开启压力应高于封隔器坐封压力3上，低于注水系统压力 8上。 2）保证管柱和封隔器坐封的稳压时间达到 10上。 3）建议专人操作，确保多级分注工艺成功率。 2、 液力投捞分注 测试工艺 （ 1） 概述 偏心分注工艺采用试井钢丝起下投捞测试仪器，试井钢丝起下投捞测试受井斜的影响较大。在斜井中，投捞测试仪器下井时的摩擦阻力增大，经常出现堵塞器投捞不到位、测试仪器遇阻等问题 ,投捞测试困难，造成重复作业；另外，测试密封段在下井过程中密封圈容易偏磨，造成坐封不严，测试水量不准。 试井钢丝起下投捞测试受井深的影响较大。随着井深的增加，试井钢丝的伸长量增大，投捞测试时地面操作判断难度增加，通常井深在 2500m 以上时，投捞测试的成功率低。受试井钢丝起下投捞测试影响，偏心分注管柱要求两个配水器之间的距 离大于 8m，难于满足厚油层细分开采的需要。随着厚油层细分开采的深入，对注水层分段距离要求更短且层数更多，现有偏心分注技术难以实现夹层小于 3m 的注水井细分注水。 针对偏心分注工艺存在的使用范围受限问题，研究开发了液力投捞分注测试工艺，采用液力投捞分注管柱和水力反冲投捞调配测试工艺，解决了斜井、中深井分层注水钢丝投捞调配、测试困难的问题。 （ 2） 管柱组成 图 3 为液力投捞分注管柱示意图，主要由封隔配水器、封隔器、连通器等组成。 (3） 工艺原理 采用封隔配水器和封隔器分隔注水层段，采用弹性扶正器扶正下井工具、仪 器。装有三个水嘴和三个流量计的单级配水器芯子，可以对三个层段分注、分层测试，两级配水器芯子可实现对四 五个层段分注、分层测试；利用 “层间密封互不干扰 ”的原理，通过配水器芯子验封机构可以实现分层验封；通过水力正、反冲配水器芯子，投捞调配水嘴并测试分层流量，实现分层配注，管柱上提解封。 (4） 技术指标 工作压差： 25冲器 弹性扶正器 封隔配水器 封隔器 连通器 单流阀 图 3 液力投捞分注管柱示意图 工作温度： 120 适应井斜： 45 最小卡封距： 注层段： 5 层 适应套管： 1401785） 技术特点 1） 封隔配水器具有层间封隔和分层配水双重功能， 独创了具备验封功能的配水器芯子，一次投捞更换 5 层水嘴、测试 5 层水量，缩短了更换水嘴的投捞次数和测试时间，同时可保证测试结果的可靠性。 2） 封隔配水器缩短了配水器间距，采取水力反冲投捞测试仪器，不受细分注水、细分测试间距影响。 3） 管柱具有弹性扶正机构和缓冲机构，可保证斜井分注封隔器下井密封可靠，避免压力波动对封隔器的影响，提高了分注管柱的密封有效期。 4） 小直径井下电子流量计具有储存功能，可实现多层流量的同时、准确测试。 3、注水井偏心电动调配测试技术 近几年，随着转注井的逐渐增多和深井分注工作的开展， 使分层注水调配测试工作量大大增加。国内偏心注水工艺大多采用的是靠反复投捞水嘴，反复测试的方法来调配，使得调配测试周期长，工作量大，易遇阻遇卡，投捞成功率低等矛盾日益突出。注水井偏心电动调配测试技术突破了原调配方式，利用微电机做动力源在井下调节水嘴，控制注水量的大小，实现仪器一次下井完成多级调配，具有边测边调、无级调配、高精度调配的特点。 技术组成及特点 1） 技术组成 该技术主要是由井下测试调节仪、可调阀、投捞工具三部分组成。测试调节仪由电缆头、磁定位器、流量器、井下电路、调节器等部分组成 (见图 1)。 2） 技 术特点 (1)仪器一次下井可同时完成流量测试、注水量调配两项任务，具有边测边调功能； (2)能够在 0 200 d 范围内实现无级连续调配。 3） 主要技术指标 耐压： 60 耐温： 125 ； 测量范围： 2 200m3/d；精度： 1 5F s；仪器总长： 2200 仪器外径： 42 工艺原理 注水井偏心电动调配测试工艺原理如图 2。用钢丝投捞器把原偏心配水管柱中的各段堵塞器逐级捞出，再逐级投入可调阀。用电缆从井 测试调节仪，流量计的集流器正好处在 +46 的孔道内，集流 井筒内液体通过涡轮筒后，由地面控制仪器供电，首先进行流量测试，根据测试结果来决定可调阀水嘴开度的大小，以此调整目的层的注水量；在调整注水量的同时，流量器将井下目的层注水量的信号经电缆传输给地面控制仪，地面微机将显示出流量大小，并与配注量对比，若比配注量小，则开大可调阀嘴；若比配注量大，则关小可调阀嘴，直到达到配注量后停止调节。目的层的注入量满足配注要求后，缓慢上提仪器完成上一级偏心配水器的调配。整个工艺是一个闭环测试调配过程。 现场应用情况 注水井偏心电动调配测试技术经过了大量的室内试验后，在采油四厂别古庄 油田对京618 井和京 58 11 井等五口偏心注水井进行了 15 井次的现场试验。在测试、调配工艺上都取得了成功。 试验结果表明，注水井偏心电动调配测试技术的最大优点是一次下井可完成全井各层段的调配测试，调配精度高，可无级连续调配。在井下对水嘴的调节过程中，可以直接观察到井下流量的变化情况，为如何调整作出正确判断。 结 论 1） 边测边调技术切实可行，调配精度高，达到了设计要求； 2） 注水井偏心电动调配测试仪在井下定位对接可调阀准确可靠； 3） 可调阀在井下偏心管柱内的投入、捞出、脱卡可靠； 4） 投捞器投捞可调阀成功率 100。 4、 桥式偏心分层注水及测试新技术 大庆油田 在研究总结常规水井分层测试技术的基础上，研发了桥式偏心注水及测试新工艺，在原偏心配产器具有桥式通道可实现单层分测优点的基础上，对其进行改进，使其满足了分层流量调配的需要。消除了原偏心配水技术采用递减法进行流量测试时存在的问题，是偏心分层注水技术的完善和突破；测分层压力时，不但可以实现单层分测，而且不用投捞偏心堵塞器，既提高了分层资料的准确度，又提高了分层测试效率。同时采用射流洗井器和水力压缩式不可洗井封隔器组成的管柱组合，提高了封隔器的密封率。 1) 桥式偏心工艺原理 桥式偏心注水测压工艺主要由偏心配水工作筒、偏心配水堵塞器、测试密封段组成。工作筒主体上有偏孔，用以坐 入 堵塞器。堵塞器在进、出液孔之间装有水嘴。偏孔内壁出液孔与工作筒中心主通道相通，当测试密封段 (带测试仪 )坐到位后，恰好对准测试密封段两组皮碗之间的中 ,管进液孔，因此可以测得本层的单层段参数 (见图 1)。同时，由于主通道周围布有桥式通道，使在本层段测试时，其它层的工作状况基本不变，对其它层影响小 (见图 2)。 2) 桥式偏心管柱结构 桥式偏心分层配水管柱由投捞式射流洗井器、不可洗井封隔器、新 型偏心配水器以及丝堵等构成。 射流洗井器应用射流原理 (见图 3)，利用从套管注入的高压来水作动力液，动力液经过洗井器的人口进入喷嘴，在喷嘴出口处形成高速射流，使喷嘴附近的压力降低形成低压区。近井地带地层中的流体携带堵塞物在地层压力的作用下，流人低压区与动力液混合进入喉管，经过扩散管后，混合液流速降低，压力增高，从油管返出到地面，达到洗井解堵的目的。射流洗井器在工作压力 8 10 井排量 100 m3/d 左右时产生的负压为 5 15 达到较好的洗井效果，解决了原采用可洗井封隔器管柱验封、测压时洗井 凡尔密封不严或不回位的现象发生，提高了分层测压、验封和分层注水的成功率。 桥式偏心注水测压技术的下井工具不受级数限制，可以任意投捞，任意测试，对某一层进行投捞或测试时，对其它层影响小，同时在油管下端装丝堵可防止死油进入油管，在下井过程中油管与油、套环空不能连通，保证油管内清洁。 3) 桥式偏心测试工艺 测试时，不用捞出井下的偏心配水堵塞器，直接在偏心测试主通道内投入连有相关测试仪器的测试密封段即可实现测试功能。采用四皮碗聚流结构的测试密封段，可以实现双卡测单层，同时设计有相应的测试仪器丢手机构，测压力时， 采用电子存储式高精度压力计，既可以使用一只压力计逐级上提测得所有目的层压力，也可以在每一级投入一级压力计，长时间测取压力曲线，测试完成后，再逐级捞出；测分层流量时将测试仪器投入目的层，实现单层流量直接测试。 4) 技术 特 点 (1)改变了工作筒主体上偏心堵塞器的部分结构尺寸，使其满足了分层注水和分层测压的双重需要。 (2)工作筒主体的结构优化，缩小了皮碗过 孔 时承受的压差，减少了测试密封段过 孔 时皮碗撕坏现象的发生。 5、 聚合物驱分注测试工艺 聚合物驱用于提高采收率主要是为了增加驱替液的粘度，常规分层配 水管柱靠孔嘴控制流量，对聚合物剪切率高达 50%以上，造成价格昂贵的聚合物大量损失，不宜用于聚合物分注。双管分注工艺可实现两层分层注入，但工程投资大、分注层数受限。油套分注工艺工程投资虽有大幅下降，但地面低剪切流量控制器费用仍然较高，分注层数受限，并且难以检测注入剖面。通过分析实验、结构优选，结合国内外油田聚合物驱分注的经验，研究了一种聚合物驱井下低剪切分注工艺，研制了同心结构的聚合物低剪切配注器，采用试井钢丝投捞调配；设计了配套的投捞器，配套了“流量、温度、压力”三参数电磁流量计进行分层测试，分注层数达 3 层 ，满足了聚合物驱井下低剪切分注工艺需要。 1） 技术组成 包括分注管柱配套工具和投捞调配、测试工艺。聚合物驱分注管柱采用空心分注管柱结构，结构如图 1 所示，主要由 合物配注器、洗井封隔器、底部连通阀和球座等组成。 2） 工艺原理 聚合物驱分注管柱下井后，配注器内装蹩压芯，将出口关闭，地面蹩压坐封封隔器，将配注器内的蹩压芯捞出更换为配注芯，聚合物溶液流经配注器的环形连续扩缩管环空时，流动受阻产生压降，从而控制流量；聚合物配注器按配注芯子直径大小排列，分 A、 B 和 C 三级，用试井钢丝携 带打捞器从 A 到 C 依次打捞，投入时从 C 到 A 依次从井口投入；采用试井钢丝起下非集流电磁流量计、分别停在每级配注器以上油管内进行分层测试，结合分层配注量，改变配注芯的长度，调配各层分层水量，达到配注后分注，实现聚合物驱井下单管三层分注。如果对于欠注层对应采用连通阀，可以实现聚合物驱井下单管四层分注、分层测试。 图 1 聚合物驱分注管柱结构示意图 球座 底部连通阀 洗井 封隔器 洗井 封隔器 聚合物配注器 A 聚合物配注器 B 聚合物配注器 C 注聚层 注聚层 注聚层 3） 工艺过程 该技术工艺过程主要包括坐封、测试、分注、定期洗井、定期测试、解封等过程。 （ 1）配下管柱 按图 1 所示管柱示意图配下管柱。 （ 2）反洗井 管柱下井后 ,不投配注器憋压芯子之前 ,首先反洗井 ,直至水质 达到洗井要求。 （ 3）坐封封隔器 三级配注器均装憋压芯子下井，油管憋压，压力升高到 12上 ,坐封封隔器，稳压 10上 ,并打开底部对应的连通器。 （ 4）打捞憋压套 打捞器从油管下入，通过配注器 A 后上提，能够捞出配注器芯子 A，捞出后，下过配注器 B 后上提，能够捞出配注器芯子 B，下过配注器 C 后上提，能够捞出配注器芯子 C，最后将三个配注器芯子全部捞出。 （ 5）地层吸水情况测试 下入流量温度压力三参数电磁流量计进行分层流量测试。地面控制注入压力，在配注量附近稳压测试各层流量，在每一级配注器之上 3 5m 停 测 3 5 分钟，从上至下或从下至上均可。然后调整压力，使流量高于配注量和低于配注量 20 30，稳压后重复测试各层流量。最后起出流量计，在井口测试校对管柱漏失与否，回放各层流量，划出各层吸水指示曲线。 （ 6）调配、测试 结合配注器压力流量曲线，调配配注芯子长度，依次从井口投入配注器芯子 C、配注器芯子 B、配注器芯子 A，等待 10 20 分钟，待配注器芯子到位压力稳定后后，下入流量计分层测试。采用降压法控制 3 个压力点，间隔取为 1任意值 ,3 个压力点之间的压降相同 ,各点压力稳定后稳压 5上 ,测试不同压力下的分层水量。 通常控制中间压力点对应水量和配注量接近。 3 个压力点测试完毕，最后起出流量计，在井口测试校对管柱漏失与否，回放各层流量，达不到配注要求，重复调配配注器芯子、测试，直到合格。 （ 7）分注 测试合格 ,即可进行分注。 （ 8）反洗井 反洗井前 ,应停注聚合物母液，改注清水 24 小时以上，停注水 4 小时以上，等压力扩散后（余压 5 10压反洗井，控制洗井出口压力在 5 10质合格为止。 （ 9）定期测试 按测试步骤 6 进行分层测试 ,测试合格后改正常注水。 （ 10）起管柱 上提管柱 解封封隔器 ,起出井下管柱。 4） 技术指标 分注层数： 3 层 聚合物剪切率 6% 单层排量范围： 25 180m3/d 5） 技术特点 （ 1）配注器具有双环形连续扩缩管结构，依靠增大比表面积增阻原理，对聚合物剪切率低、控制压降大； （ 2）配注器具有单向截止功能，使分注管柱能够彻底反洗井到油层底部，可避免配注器因聚合物返吐堵塞问题，分注有效期长； （ 3）非集流式电磁流量计分层测试，测试结果真实可靠。 6、 井下无电缆遥测技术 西安石油大学 研究出 井下无电缆遥测技术 。 井下无电缆遥测技术的优越性表现在：井下作业或井下测试 时不需要电缆便可将代表井下各种测量参数的电信号迅速传递至地面的施工者，从而给井下测试带来极大的方便。该技术包括下井仪器与地面仪器以及连接两者之问的无电缆信号传输通道：该技术经过 3年多的先导试验，可以在大斜度井、封隔器分采井、小井眼、稠油井等抽油井内有效地实施井下动态监测。 它较为成功的应用有： (1)永久式井下压力计： 长期以来，许多油田希望对一些重点监测井、资料井等进行常年动态监测，对此许多公司是采用固定式压力传感器同信号传输电缆来实现的，但在使用过程中电缆的绝缘易遭损坏而不能长期发挥作用井下无电缆遥测仪 器是借助井内钢铁介质传输井下信息，因此不存在绝缘被损坏的弊端。经过多年研究与现场试验表明，该仪器在抽油井的一个检泵周期内能常年满足井下动态的需要。 使用该仪器时，当它下井后，可在 1 2 个月内关井，测压力恢复；至于何时关井，关井时间的长短均可根据油田生产的需要来决定。测“压恢”以后的其他时间可以是每周或者是每隔几天测“流压”一次。而测流压比测动液面来得准确。所以，凡是装备有永久式井下压力计的机抽井就不必再用回声仪测动液面，这样一来，在整个检泵周期内可随时掌握油层动态特性。 (2)分层试井： 多数油井的产油层包 括许多小油层，各小层的出油能力亦不相同。若能搞清楚各小油层的特性，则对油墁管理，甚至对整个油田的管理都是非常有益的。国内外的油藏工程师们希望通过分层试井来解决小油层的动态特性问题，但由于技术和设备上的种种原因使分层试井至今未获推广使用。而井下无电缆遥测仪器有 8 个通道口，可以同时连接 8 个传感器。此举有利于分层测试，便于井内为多油层时，可用两个封隔器依次将每个小油层封隔开来，并在两个封隔器的上中下各设置一个压力传感器。在检测这 3 个压力值时，就可以判断出二个封隔器座封的密封程度。只要密封可靠，被封隔在中间的小油层 所对应的井筒空间容积有限，续流效应极微，相当于层面关井。因此，一旦关井，此层压力即可迅速恢复至接近油层压力。一般情况下在 1 小时内就可以恢复至油层压力。 由于两个封隔器可以多闪解封与座封，可以从最底部油层依次上提封隔器，依次测量出每个油层的压力恢复值，从而得出每个小层的油层静压、渗透率与污染系数等，以达到分层测试的目的。通常来说，包含有 4 个左右的小层的油井可在 24 小时内完成全部测试与施工任务。 (3)井间监测： 井问监测的数据可以判断观察井与机动井之间是否连通，其监测数据可用来计算井问流体的流动参数，尤其是判 断注水效果，判断裂缝方向，寻找断层及其走向。 井间监测能解决许多油藏管理中的技术问题，该项监测至今尚未完善的原因仍是没有合适的井下监测仪器与设备。而井下无电缆遥测仪器的地面直读功能与高灵敏压力传感器可使井间监测变得快速、准确和易于实现 技术方的压力传感器可以敏感到井下 1 厘米水柱压力的变化，其灵敏度足够井问监测、脉冲试井等使用。 三、产水气藏气井的开采工艺 随开采时间的增加和开发程度的加深，气田和气井都面临气井产水问题，它严重地威胁气井生产的稳定，使产气量急剧下降，严重时气井被水淹停产，大大降低气田和气井 采收率。因此，掌握消除和延缓水害的工艺措施，掌握气井带水生产工艺和气井排水采气工艺，对提高气田和气井最终采收率是很重要的。 （一）气井出水原因、对生产的影响 1、气井出水原因 （ 1）气井工艺制度不合理。气井产量过大，使边、底水突进。 （ 2）气井钻在离边水很近的区域。 （ 3）气水接触面已推近到气井井底，产地层水。 2、气井产水对生产的危害 （ 1）气藏出水后，在气藏产生分割，形成死气区，加之部分气井过早水淹，使最终采收率降低。一般纯气驱气藏最终采收率可达 90 以上。水驱气藏采收率仅为 40 一50 % ，气藏 因气水两相流动使一次采收率低于 40 。 （ 2）气井产水后，降低了气相渗透率，气层受到伤害，产气量迅速下降，递减期提前。 （ 3）气井产水后，由于在产层和自喷管柱内形成气水两相流动，压力损失增大，能量损失也增大，从而导致单井产量迅速递减，气井自喷能力减弱，逐渐变为间歇井，最终因井底严重积液而水淹停产。 （ 4）气井产水将降低天然气质量，增加脱水设备和费用，增加了天然气成本。 针对出水气井的上述特点，需要根据不同类型的气水井特点，采用相适应的人工或机械的助喷工艺，排除井筒积液，降低井底回压，增大井下压差，提高气井 带水能力和自喷能力，确保设备、气水井的正常采气。 （二）各种排水采气工艺方法的评价 产水气藏的排水采气试验研究最大的难题，是排水采气装置都要经受井内流体的复杂性和严重的腐蚀性的考验。因此，排水采气装置并非是采油举升法的单纯“移植”，而是根据气藏（井）的实际情况，做了大量适应性改进和配套完善工作。目前排水采气工艺主要有下述几种方法： 优选管柱排水采气；泡沫排水采气；气举排水采气；活塞气举排水采气；游梁抽油机排水采气；电动潜油泵排水采气；射流泵排水采气。 上述 7 种排水采气工艺适应范围分别简述如下。 （ 1）优选 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 100 d ，目前最大井深 2500m ；可用于含硫气井；设计简单、管理方便、经济投人较低。 （ 2）泡沫排水采气：适用于弱喷及间喷产水并的排水。最大排水量 120 d ，最大井深 3500 m 可用于低含硫气井；设计、施工和管理简便；经济成本较低。 （ 3）气举排水采气：适用于水淹井复产、大产水量井助喷及气藏强排水。最大排水量 400 d ，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，易于管理，经济投人较低。 （ 4）活塞气举排水采气：适用于小产水量间歇自喷井的排水。最大排水量 50 d ，最大举升高度 2800m ；装置设计、安装和管理简便；耐硫化氢腐蚀性较好；经济投人较低。对斜井或弯曲井受限。 （ 5）游梁抽油机排水采气：适用于水淹井复产、间喷井及低压产水气井排水。最大排水量 70 d 。目前最大泵深 250设计、安装和管理较方便；经济成本较低。对高含硫或结垢严重的气井受限。 （ 6）电动潜油泵排水采气：适用于水淹井复产或气藏强排水。最大排水量可达 500 d ，目前最大泵深 2700m；参数可调性好；设 计、安装及维修方便。经济投入较高，对高含硫气井受限。 （ 7）射流泵排水采气：适用于水淹井复产。最大排水量 300 d ，目前最大泵深2800m ；对出砂的产水井适宜；设计较复杂；安装、管理较方便；经济成本较高。 （三）各种排水采气工艺技术 1、优选管柱排水采气工艺 对于中后期的气井，因井底压力和产气量均较低，排水能力差，则应更换较小管径油管，即采用小油管生产，以提高气流带水能力，排除井底积液，使气井正常生产、延长气井的自喷采气期 2、泡沫排水采气工艺 泡沫排水采气是针对产水气田开发而研究的一项助采工艺， 工艺流程见图 4具有设备简单、施工容易、见效快、成本低等优点，在出水气井中得到广泛使用。 所谓泡沫排水采气，就是向井底注入某种图 4 泡沫排水采气工艺流程 能够遇水产生泡沫的表面活性剂，当井底积水与化学药剂接触后，大大降低了水的表面张力，借助于天然气流的搅动，把水分散并生成大量低密度的含水泡沫，从而改变了井筒内气水流态，这样在地层能量不变的情况下，提高了采气井的带水能力，把地层水举升到地面。同时，加人起泡剂还可提高气泡流态的鼓泡高度，减少气体滑脱损失。 3、气举排水采气工艺 气举排水采气是利用高压气井的能量或天然气压缩机为 气举动力，借助于井下气举阀的作用，向产水气井的井筒内注人高压天然气，补充地层能量，排除井底积液，恢复气井的生产能力的一种人工举升工艺。工艺流程见图 4 4、活塞气举工艺 活塞气举排水采气是利用在油管内放入一个柱体活塞，作为气液之间的机械界面，由地层和套管积蓄的天然气推动活塞从井底止行。把活塞之上的水排至地面。活塞气举适用于高气油比弱自喷或间喷油气井中。对于高含水自喷井，可以有效抑底水锥进，降低气井产水率，提高油气田采收率。工艺流程见图 4 ( 1 ）工艺原理 如图 4示，把一 个带有凡尔的钢质活塞下入油管中，当活塞在油管 图 4 气举排水采气工艺流程 底部时，油管是关闭的，井中的全部产出物进入环形空间。此时套管压力恢复，并在环形空间中储存能量，以达到推动活塞并将其上的液体举至地面。可以在出气管线上安装时间脉冲器操作电动凡尔进行控制，用来调节活塞运动的周期速率，随着活塞到达地面，有一个缓冲器打开活塞上的凡尔，在预先设定的时间间隔内允许产物流出。 （ 2）活塞气举的主要优点： 1） 能提高间歇气举的举升效率； 2） 无动力消耗，所需能量由本井提供； 3） 设备投资少，使用寿命长，维修成本低； 4） 地面设备的自动 化程度较高，易于管理。 5、游梁抽油机排水采气工艺 游梁抽油机适用于气井中、后期排水采气。 （ 1）工艺原理 游梁抽油机排水采气是一种借助于机械能排水的生产工艺。其方法是将有杆深井泵下人井筒动液面以下适当深度，泵筒中的柱塞在抽油机带动下作上下往复运动而抽汲排水，达到排水采气目的。进人泵筒内的地层水从油管排出，而天然气则从油套环形空间产出。为适应气水井排水采气的要求，井内设备采用有利于防腐和提高泵效的软密封深井泵，脱接器，井下气水分离器，旋转接头等机抽排水采气配套装置，提高了机抽排水采气的技术机抽排水采气的装备 简单，设计方法成熟。因此，它适用于气藏中后期低压间歇井，投资少、不受高采出程度的限制，可枯竭性水淹气井的排水采气。 （ 2）工艺流程 图 4 活塞举升工艺循环图 气井排水采气的工艺流程包括油管内排水的流程和油管环形空间采气的流程。它与采油的不同点在于油田是油管采油，气井是油管排水，油套管环形空间采气（图 4油管排水的流程是：产层水由井下分离器经过分离将气排到油套管环空，将水排到软密封深井泵。地面抽油机连接抽油杆和柱塞。由于抽油机抽吸使水通过油管、油管头、高压三通、油管出口管线到地面排液计量池。 气的流程是：从井下分离器和地 层排出的气水混合物经过油套管环空、大四通、高压输气管线进人地面气水分离器。如果压力不够，必须加压将分离后的气输送到干线和用户，分离出的水进人排污池。 （ 3）游梁抽油机排水采气的主要优点是： 1） 能连续稳定生产，可以用天然气作燃料； 2） 工艺简单，成本低，操作方便，易于管理。 6、电潜泵排水采气工艺 （ 1）工艺原理及流程 变速电潜泵排水采气工艺是采用随油管一起下人井底的多级离心泵装置。将水淹气井中的积液从油管中迅速排出，降低对井底的回压，形成一定的“复产压差”，使水淹气井重新复产的一种机械排水采气生产工艺 。 图 4机抽排水采气工艺流程图 1234678 其工艺流程是在地面“变频控制器”的自动控制下，电力经过变压器、接线盒、电力电缆使井下电机带动多级离心泵作高速旋转。井液通过旋转式气体分离器、多级离心泵、单流阀、泄流阀、油管、特种采气井口装置被举升到地面排水管线，进人卤水