排水采气技术培训课件.ppt

,研究院 SPA,排水采气技术,交流材料2008.6,汇报内容,研究院 SPA,一、排水采气工艺问题的提出及实践 二、水封气藏的认识 三、排水采气的基本思路 四、特色排水采气工艺及应用实例 五、相关技术服务与技术支持,二、排水采气工艺问题的提出及实践,研究院 SPA,研究院 SPA,问题的提出,研究院 SPA,排水采气工艺实践,人工助排,研究院 SPA,排水采气工艺应用,排水采气工艺应用,川渝气田每年消耗泡沫排水剂300至500吨，消泡剂 400吨。每年增产天然气3亿立方米，综合投入产出比 1:20左右,具有很好的经济效益。,研究院 SPA,排水采气工艺应用,排水采气工艺井实例,“功勋气井”自2井泡沫排水采气增产5108m3 。1960年5月16日投产，1973年12月10日出水，1982年11月25日开始进行泡沫排水采气，曾多次泡排和消泡试验，并摸索出一套合理制度。十多年来，在不停产的情况下采用过油管射孔，液氮、增压机气举，连续油管加螺杆钻具清砂解堵等工艺技术，五救功勋井，使泡排工艺顺利进行至1998年底，泡排增产达5.02108m3，累产气达46.4108m3，泡排占总产量的10.8。,自2井泡排排水采气曲线,研究院 SPA,三、水封气藏的认识,研究院 SPA,底水气藏气井出水的三种类型,大 缝 型,小 缝 型,横向型,边水气藏水侵模式,多裂缝系统气井气水动态的三种模式,水封气藏的认识,研究院 SPA,大缝型,共同点：地层水堵塞了部分气的渗流通道， 使可动气变成“死气”,三种现象：水对气的封闭 水对气的封隔 水淹,水侵气藏的“解封”：,排水强度 水侵强度,被水侵气藏,由“水驱气”,转化为,“气驱水”,形成,水封气驱出空隙和裂缝中的侵入水,突破,水的封隔,结果,气井出气,水封气藏的认识,研究院 SPA,解封的地质机理,四个基本因素,基质孔隙中的 毛细管捕集,气藏压力保持,气藏废弃压力,四个基本途径,尽量降低气藏压力,降低水侵后裂缝 系统中的压力,降低水侵后储 渗空间的水气比,降低气井的 废弃压力,超水侵强度排水,沿大裂缝（或高 渗段）选择性水窜,水封气藏的认识,研究院 SPA,四、排水采气的基本思路,研究院 SPA,“排水采气”工艺：有水气藏在开发中，水侵波及到某些气井，某些区块，甚至全气藏，采用人工举升、助排工艺和自喷的带水采气，排出侵入储集空间及井筒积液，使水封气变为可动气而被采出。,排水采气的基本思路,研究院 SPA,气藏排水采气的两种模式,排水采气的基本思路,研究院 SPA,气井排水采气的五种模式,整装气藏排水采气井三种,多裂缝系统排水采气井两种,大缝型,中缝型,小缝型,后期排水型,早期排水型,排水采气的基本思路,研究院 SPA,排水采气的工艺技术,排水采气的基本思路,研究院 SPA,排水采气的基本思路,研究院 SPA,以地层压力、产水量和产气量为主的工艺选型,排水采气的基本思路,研究院 SPA,排水采气工艺优缺点对比表,排水采气的基本思路,研究院 SPA,主要排水采气工艺的适应性分析,排水采气的基本思路,研究院 SPA,各种工艺配套和生产管理对比表,排水采气的基本思路,研究院 SPA,五、特色排水采气工艺 及应用实例,研究院 SPA,1、泡沫排水采气工艺,对象：自喷能力不足，气流速度低于临界流速气井。,基本原理：将表面活性剂（起泡剂）从携液能力不足的生产井井口注入井底，借助于天然气气流的搅动作用，使之与井底积液充 气接触，从而减小液体表面张力，产生大量的较稳定的含水泡沫，减少气体滑脱量，使气液混合物密度大大降低，以大幅度降低自 喷井油管内的摩阻损失和井内重力梯度。,研究院 SPA,所起的作用：1.降低井底流压。 2.在井底和井口压力相同的情况下， 井底积液更容易被气流从井底携带至地面,消 泡：使气水分离、从而满足地面集输需要。,气流速度：纯气流把水举升至地面所需气流速度为45， 举升泡沫所需的气流速度仅为0.10.2。泡沫排 液采气方法对于低产井也具有很强的适用性。,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,泡沫排液采气工艺的优点, 充分利用地层自身能量实现举升； 设备配套简单； 实施操作简单； 不同泡排剂适应不同类型生产井的需要。,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,泡沫排水采气工艺的适用范围, 气水比大于180m3/m3的井其条件最佳； 工艺井自身必须具有一定的自喷能力 排液能力一般在100m3/d以下； 不同的注入方法其适应的气水比值不同： 泵注法气水比一般大于 170 m3/m3； 平衡罐加注法气水比一般大于300m3/m3； 泡排车加注法气水比大于200 m3/m3； 投注法气水比大于300 m3/m3，且日产水80m3。 要求工艺井的油套管连通性好。,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,泵注设备：柱塞泵或试压泵将液体泡沫排水剂注入到井内。 注入方式：可采用连续或间歇注入。,泡沫排水采气实施方法泵注法,适用条件： 适用于只需要周期性进行泡沫排水或一两次泡沫 助排便可恢复正常生产的井。 井下无封隔器、产水量550m3，间喷井和生产井均可。 操作方法： 先将泡沫排水剂按设计要求稀释，用高压泵从油套环空注入。,3DY系列汽油注入泵,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,通过投掷器将固体泡沫排水剂（即泡沫排水棒）从井口油管投入到井内，采用此方法可以使泡沫排水剂迅速到达井下地层水中产生泡沫，并可逐步释放出泡沫排水剂。,适用条件：井下有封隔器、产水量5m3或间歇出水气井。 操作方法：先将投掷器装在井口清蜡阀门上，把圆柱形泡沫排水棒通过清蜡阀门开关进入井筒内。,投掷器及井口防喷装置,泡沫排水采气实施方法投掷法,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,新型低密度泡沫排水棒，该产品已获国家 。,HY-5型低密度泡沫排水棒,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,专利,通过平衡罐将液体泡沫排水剂注入到井内，此方法是利用平衡罐与井口压力平衡，泡沫排水剂靠高差和自身重力均匀流入井内。 适用条件：特别适用于依靠泡沫排水才能维持正常生产的气井，气井每天产水量应小于5m3。,20MPa平衡罐,泡沫排水采气实施方法平衡注入法,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,产品一览表及适用范围,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,川东开发卧57井停喷复活 该井位于重庆垫江五洞镇境内卧龙河构造北轴，1980年投产，后产量递减加快，由于产水量大，2004年后只能间歇生产，一月生产一月复压，2005年4月复压一月后三次开井不能自喷 复活，后关井至2006年3月均为未开活，2006 年3月11日我院对该井进行泡沫助排施工作业 一天后实现了死井复活，由于该井地层水中含 硫化氢2030g/m3 ，常规泡沫排水剂排水 效果差，本次施工采用的是针对硫化氢而自行 研发生产HY-3h型泡沫排水剂， 达到了预期效 果，日产气3104m3 ，日产水100m3 ， 随后能保证该井按周期生产至今，当年投入产出比1:14。,施工作业中返排的泡沫水,泡沫排水采气工艺井实例一,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,川东北气矿铁山12井 该井由于开采中期边水推进，气井产量不能把地层水带出地面，井筒内经常积液，产量逐步下滑，由日产2.7104m3下降至1.3104m3，且只能间歇生产，选用了多种泡排剂效果都不佳，2003年5月使用我院研究的泡沫排水产品，每天从套管注入1:20的泡沫排水剂溶液300l，实现了持续生产，日产气提升到2.9104m3，产水2030m3，当年投入产出比1:7.5 。,泡沫排水采气工艺井实例二,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,重庆气矿张28井 该井为石炭系开发后期井，地层能量较低，井深4100m,井口套压3.5MPa，井筒内轻微积液就会导致产量大幅波动，日产量一直在1.2 1.8104m3上下波动，2003年元月对该井每天进行泡沫排水工艺后，其日产量稳定在2.0104m3，日产水量0.4 0.5m3，投入产出比1:24。,泡沫排水采气工艺井实例三,1、泡沫排水采气工艺,研究院 SPA,重庆气矿云和12井 该井井深4803.00m，1997年投入开采，投产初期日产2.5104m3。该井气体中H2S含量为3.828g/m3，CO2含量为55.893g/m3。由于井筒积液，生产后期油套压差5-6MPa，日产气量1.8104m3左右，加注化排剂排水后，生产油套压差降低到2-3MPa，日产气量提高到2.2-2.3104m3。,1、泡沫排水采气工艺,泡沫排水采气工艺井实例四,1、泡沫排水采气工艺,泡沫排水采气工艺井实例五,中石化赤水气矿宝3井 该井为开发后期井，产水量200m3/d，先期采用注气排液生产，日注入天然气9104m3，产气0.8104m3/d。采取泡排+气举工艺后在原注气量不变的情况下，产气量增加至1.7104m3/d，,基本原理：气举是在气田开发的中后期，气井本身的能量不足以实现连续 自喷排液时，借助外来高压气源并通过气举阀，从地面将高压天然气注入 停喷的井中，使注气点以上的气液比增高， 压力梯度减小，从而建立较大 的生产压差，气液连续从地层流入井底，并以自喷方式流至井口，以恢复 水淹井的自喷生 产，或作为自喷生产的能量补充方法，以帮助实现自喷。,影响气举排液采气的因素：井的产率、井底压力、产液指数、举升高度及 注气压力等。,气举方式：采用连续气举生产；间歇气举或柱塞气举。,2、气举排水采气工艺,研究院 SPA,2、气举排水采气工艺,气举排液采气工艺的优点,气举适应能力强，排量范围大。,工艺井不受井斜、井深和硫化氢的限制；,连续气举和间歇气举、举升深度和举升液体量转化调节 灵活方便；,设备配套简单，管理方便，可实现多口井的集中控制；,当邻井有高压气源时投资较少，经济效益显著；,研究院 SPA,适用范围： 排液量为50500 m3/d甚至更高， 最大注气深度3200m。 适应于气液比和产量变化范围大、出砂、高腐蚀性的井。 单井控制储量大于0.5108m3，剩余可采储量大于0.2108m3,局限性： 不能把气采至枯竭，低压井难以采用； 需要高压气井或高压压缩机作高压气源； 套管必须能承受注气高压，高压施工对装置的安全可靠性要求高。,2、气举排水采气工艺,研究院 SPA,气举排液采气工艺的适用范围及局限性,新引进的NPU1200/35DF橇装制氮注氮车,2、气举排水采气工艺,研究院 SPA,橇装气举排液100多井次，累计增气1.5108m3,2、气举排水采气工艺,隆10井1957年投产，1959年水淹改为间歇生产至1962年停产，采出程 度33.6。1994年修井后，同年9月车载压缩机排水后自喷生产（2 3）104m3 升至（45） 104m3，日产水由60m3/d升至(100200)m3/d。 1997年2月恢复气举（间歇连续），1999年改油管注气气，产量升 至6 104m3 。,2、气举排水采气工艺,研究院 SPA,是将柱塞作为气液之间的机械界面，起分隔与密封作用，以 减少气体的窜流和液体的回落；从而依靠气井自身能量或外部补 充能量（柱塞气举），以一种循环的方式推动柱塞在油管内上下 移动，减少滑脱损夫，增加举升效率。, 既可以注气，也可以不注气而利用生产井自身能量生产； 井下设备可用钢丝绳起下安装，因而起下作业方便； 柱塞上下移动可防止结垢。,柱塞举升排水采气工艺的优点,基本原理,3、柱塞举升排水采气工艺,研究院 SPA,柱塞举升排水采气工艺的适用范围,研究院 SPA,3、柱塞举升排水采气工艺,只需用钢丝绳就可以安装和打捞作业,自动化程度高,柱 塞 气 举 排 液采气示意图,3、柱塞举升排水采气工艺,柱塞气举设备,3、柱塞举升排水采气工艺,产气量104m3/d,某井产量递减与柱塞措施效果,研究院 SPA,3、柱塞举升排水采气工艺,某井效果分析,油压：2.4MPa,套压：13.5MPa,调试前：,调试后：,油压：10.2MPa,套压：18.8MPa,产气量104m3,研究院 SPA,3、柱塞举升排水采气工艺,是将深井泵下入井筒液面以下的适当深度，深井泵柱塞在抽油机的 带动下在泵简内作上下往复运动，从而达到在油管内抽汲排水，降 低液柱对井底的回压，从套管采出天然气的目的。,基本原理, 装备简单，使用广泛，易于实现自动化管理； 设备可靠程度高，零部件易于获取且重复利用率高； 适用范围广。理论上能把天然气采至枯竭； 玻璃钢抽油杆和超高强度抽油杆的应用，可解决深抽的问题； 较大面积的实施，可以提高气藏最终采收率具有明显的意义。,机抽排液采气工艺的优点,4、机抽排水采气工艺,研究院 SPA,工艺适用范围,局限性主要表现,气体对泵效的影响较大； 井下有机械运动件，砂、垢及腐蚀对其寿命影响较大； 井口、地面设备庞大，初始投资较大，边远井不便于管理。,排液量小于100m3/d； 泵挂深度一般小于3000m； 玻璃钢抽油杆或超高强度抽油杆，泵挂深度可达3000m以上； 优化杆管机抽工艺的最大泵挂深度可超过4000m； 机抽工艺还可用于大斜度定向井。,4、机抽排水采气工艺,研究院 SPA,几种常用防气装置,多功能井下分离器,气举阀,置换式防气泵,4、机抽排水采气工艺,研究院 SPA,威40井机抽排水采气曲线图,76年水淹停产多次复产工艺未奏效，79年1月10日开抽排水采气， 到9月停抽恢复自喷生产，到1983年5月26日累积增产气量1034 104m3,4、机抽排水采气工艺,研究院 SPA,工艺特点,该工艺主要是采用专用井口装置、利用泡排和气举单项技术的优 点，解决井深、产水量大等问题，以达到增产的目的。,单纯的泡排工艺：只能适应于尚未水淹且具有一定自喷能力的中小 产液量气井，对无自喷能力的井它将难以发挥作用。 泡排气举复合排液采气工艺：既可使泡排用于停喷井，又可 使气举时减小滑脱损失，从而提高举升效率。,5、气举泡沫复合排水采气工艺,研究院 SPA,5、气举泡沫复合排水采气工艺,研究院 SPA,威远气田威23井气举泡排复合工艺试验动态曲线,5、气举泡沫复合排水采气工艺,研究院 SPA,超声旋流雾化排液采气技术 超声波雾化排液就是利用气井自身能量产生超声波，再用超声波能量使液体形成微细雾滴，被气体携带出地面，延长气井稳产期。它是一种预防气井积液的新方法。,6、排液采气新技术,研究院 SPA,雾化装置,分离装置,密封装置,卡定装置,支撑装置,油管,套管,超声旋流雾化装置 示意图,6、排液采气新技术,研究院 SPA,超声旋流 雾化器,超声旋流雾化排液采气示意图,6、排液采气新技术,研究院 SPA,六、相关技术服务内容,研究院 SPA,六、相关技术服务内容,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,研究院 SPA,1 节点系统分析 （1）流入动态分析,排液采气技术筛选软件介绍,研究院 SPA,（2）两相垂直管流 气液两相垂直管流的计算可以采用Duns&Ros方法、Orkiszewski方法、Beggs&Brill方法、Mukherjee&Brill方法等. （3）嘴流,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,自喷井四个流动过程 不同油嘴直径 的协调关系 的油井产量,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,2 排液采气工艺的经济评价 经济评价依据 (1)、油井产能（产油量、产气量）； (2)、评价方法以石油工业建设项目经济评价方法与参数的有关规定； (3)、开发过程中基础参数依据，以油田为核算单位，直接统计上一年的参 数得出，以石油工业统计提要和全国油田开发数据手册为参 考依据。 (4)、原油及天然气售价,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,经济评价指标 经济评价以内部收益率、投资回收期、净现值等作为主要评价指标。此外根据项目特点和实 际需要计算投资利润率、投资税率指标。,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,3 人工举升工艺技术适应性分析 层次分析法通过建立判断矩阵，逐步分层地将众多的复杂因素和决策者个人因素综合起来进行逻辑思维，将多个定性、受主观影响的因素以定量的形式表示出来。 体系的建立：,研究院 SPA,排液采气技术筛选软件介绍,判断矩阵的构成 根据层次分析法的基本原理，按