采气工程-常规气藏开采(一)

1十五863子课题验收汇报,1,采气工程,教师：张勇2008.09,1十五863子课题验收汇报,2,常规气藏开采,1十五863子课题验收汇报,3,常规气藏开采,气井合理产量确定气井生产工作制度气井分类开采常规气藏气井生产管理,主要学习内容,1十五863子课题验收汇报,4,气井合理产量的确定,常规气藏开采,1十五863子课题验收汇报,5,常规气藏开采,气井合理产量，采用节点分析方法，将在一定井口流压下的气井流人动态曲线与油管动态曲线相交点所对应的产量，称之为在此条件下的气井合理产量。把最小井口流压条件下求得的合理产能称之为气井最大合理产量。气井的合理产量制定，矿场称之为气井的定产。并把根据气井压力、产量递减的情况，重新确定一个合理的日产气量，称之为配产。,1十五863子课题验收汇报,6,常规气藏开采,气井合理产量确定应遵循的原则：,气藏保持合理的采气速度采气速度：整个气藏年产气量（1年一般以330天计）与气藏地质储量的百分比。一般气藏采气速度在4%左右。,1十五863子课题验收汇报,7,常规气藏开采,气藏的采气速度要合理应满足的条件是：（1）气藏能保持较长时间稳产。稳产时间的长短不仅与气藏储量和产量的大小有关，还与气藏是否有边底水，边底水活跃与否等其它因素有关；（2）气藏压力均衡下降；气藏压力均衡下降可以避免边底水舌进、锥进，这对有水气藏的开采十分重要；（3）气井无水采气期长，此阶段采气量高。气井无水采气期长，资金投入相对少，管理方便采气成本低；（4）气藏开采速度相对较快，采收率高；（5）所需井数少，投资省，经济效益好。,1十五863子课题验收汇报,8,常规气藏开采,不同地质类型气藏采气速度确定原则：（1）对于地质情况清楚，储量丰度高，储层均质性强的气藏，在确定了合理采气速度后，采取稀井高产方针、可以节约投资，获得良好的经济效益。（2）对于均质水驱气藏，较高的采气速度有利于提高采收率。（3）对于非均质弹性水驱气藏，由于地质条件干差万别，故应根据气藏的具体情况确定采气速度。气藏经过试采确定出合理采气速度后，各井可按此速度允许的采气量并结合实际情况确定各井的合理产量。,1十五863子课题验收汇报,9,常规气藏开采,气井井身结构不受破坏如果气井产量过高，对于胶结疏松易垮塌产层，高速气流冲刷井底会引起气井大量出砂；井底压差过大可能引起产层垮塌或油、套管变形破裂，从而增加气流阻力，降低气井产量，缩短气井寿命，因此，合理产量应低于气计开始出砂、使气井井身结构受破坏的产气量（出砂临界产量）。如果井的产量控制过小，对于某些高压气井，井口压力可能上升至超过井口装置的额定工作压力，危及井口安全；对于气水井，产量过小，气流速度达不到气井自喷带水的最低流速，造成井筒积液（最小携液产量）。对于产层胶结紧密、不易垮塌的无水气井，根据现场经验，合理的产量应控制在气井绝对无阻流量的1520以内较好。,1十五863子课题验收汇报,10,常规气藏开采,气井出水期晚，不造成早期突发性水淹气井生产压差过大会引起底水锥进或边水舌进。尤其是裂缝性气藏，地层水将沿裂缝窜进，引起气井过早出水，甚至造成早期突发性水淹。气井过早出水，产层受地层水伤害，会造成不良后果：（1）加速产量递减。气层的一部分渗流通道被水占据，单相流变为两相流，使气相渗透率降低，增大了气体渗流阻力，使产气量大幅度下降，递减加快；（2）地层水沿裂缝、高渗透带窜进，气体被水封隔、遮档，气体流动受阻，部分区块形成死区，使采收率降低；（3）气井出水后气水比增加，造成油管中两相流动，使气液举升压力损失增加，井口流动压力下降。严重时会造成积液，产气量下降，甚至造成气井过早停喷，大大缩短气井寿命。,1十五863子课题验收汇报,11,常规气藏开采,平稳供气、产能接替的原则连续平稳供气是天然气生产的基本要求。气井在生产过程中随着地层压力下降，产量最终不可避免要下降，产量下降速度主要与储量和产量的大小有关，合理产量的确定可以使气井产量的下降不致于过快过大，能保持阶段性相对稳产。既能满足平稳供气的需要，也能为新井产能接替争取时间。,1十五863子课题验收汇报,12,常规气藏开采,气井合理产量确定方法,投产初期合理产量确定：产能试井和生产系统分析方法结合开发不同阶段：合理产量预测新方法,1十五863子课题验收汇报,13,常规气藏开采,气藏开发阶段气井合理产量确定,气藏开采过程中气井无阻流量计算模型：,Kh：地层系数,气井开采过程中气井的无阻流量取决于该井的地层系数与地层压力平方的乘积,1十五863子课题验收汇报,14,常规气藏开采,实际应用：利用气区块气井数据（地层压力和地层系数），建立了本区块气井无阻流量与地层系数之间的线性关系,1十五863子课题验收汇报,15,常规气藏开采,完井测试产量与无阻流量间的经验关系式：测试产量与一点法无阻流量配套的新井资料点在双对数坐标上，具有较好的线性关系：,通过这一关系就可以确定那些未测得地层压力和井底流动压力资料新井的无阻流量值,1十五863子课题验收汇报,16,常规气藏开采,稳定产量与无阻流量的关系统计四川盆地的测试资料，气井合理稳定产量一般相当于气井无阻流量的1/51/3。,1十五863子课题验收汇报,17,气井的生产工作制度,常规气藏开采,1十五863子课题验收汇报,18,常规气藏开采,气井生产工作制度，又称工艺制度。它指的是：在井底（井口）或地面装置上控制一定的压力和产量变化条件，而这个变化条件是通过调节压力和产量来实现的，以确保气井的安全生产和保护地下资源的要求。也有人认为气井生产工作制度是指气井的开采条件和保证正常生产的一系列措施，如：测压、计量、测温、检修、维护及增产措施等。我国目前常用的气井工作制度是定产生产和定压（井口压力）生产两种。,1十五863子课题验收汇报,19,常规气藏开采,气井工作制度确定原则气井工作制度应保证气井在生产过程中能得到最大的允许产量，并使天然气在整个采气过程中(产层井底井口一输气干线)的压力损失分配合理。即，采气工作者应从气井地质情况、井身结构、采气工艺、采气速度及用户用气量变化等因素出发，选择确定在某一生产时期的气井生产方式，以达到充分利用地层能量，尽可能地采出较多的天然气。,1十五863子课题验收汇报,20,常规气藏开采,气井工作制度类型：,1十五863子课题验收汇报,21,常规气藏开采,定产量工作制度,适用于产层岩石胶结紧密的无水气井早期生产，是气井稳产阶段常用的制度。气井投产早期，地层压力高，井口压力高，采用气井允许的合理产量生产，具有产量高，采气成本低，易于管理等优点。,定产量生产时，地层压力、井口压力、井底压力之间的差值越来越大，直到井口压力降到与输气压力接近，气井转入定井口压力生产，或者在产量降至最小携液产量定产量生产。,1十五863子课题验收汇报,22,常规气藏开采,定井口压力,气井生产到一定时间，当井口压力降低到接近输气压力时，应转入定井口压力制度生产。定井口压力制度是定井底压力制度的变形。定井口压力制度一般应用在气藏附近无低压管网，天然气要继续输到脱硫厂或高压管网的气井，或者需要维持井底压力高于凝析气露点压力的气井。,1十五863子课题验收汇报,23,常规气藏开采,定井底压差,式中：允许的地层压差；Pe（t）在t时刻，该井采气体积范围内的地层边界压力，MPa；Ps（t）在t时刻的井底压力，MPa。,1十五863子课题验收汇报,24,常规气藏开采,确定气井工作制度应考虑的因素,1、地质因素（1）地层岩石胶结程度地层岩石疏松，当气体流速过高时砂粒将脱落，易堵塞气流通道，严重时可导致地层垮塌，堵塞外底，使产量降低，甚至堵死气层而停产。另外，高速流动的砂子易磨损油管、阀门和管线。所以，地层疏松的气井(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，井底不被破坏条件下生产。,1十五863子课题验收汇报,25,常规气藏开采,（2）地层水的活跃程度在地层水活跃的气藏上采气时，如果控制不当容易引起底水锥进或边水舌进。结果使井底附近地层渗流条件变坏，增加了天然气流动阻力，使气井产量减少，严重时可使气井水淹。所以在有水气藏采气初期，气井宜选用定压差生产制度，延续气井产地层水。,1十五863子课题验收汇报,26,常规气藏开采,2、影响气井工作制度的采气工艺因素（1）天然气在井筒中的流速气井生产时必须保证井底天然气有一定流速，以带出井底积液，防止液体在井筒聚积。（2）水合物的形成把气井控制在高于水合物形成的温度条件下生产，以保证生产稳定。（3）凝析气的露点压力如果凝析油在地层中凝析后便无法采出，且增大渗流阻力。在采气过程中为防止凝折油在地层中凝析出，井底流压应高于凝析油析出的露点压力。,1十五863子课题验收汇报,27,常规气藏开采,3、影响气井工作制度的井身技术因素（1）套管内压力的控制生产时的最低套压，不能低于套管被挤毁时的允许压力，以防套管被挤坏。（2）油管直径对产量的限制由于油管品种和其它原因，常常未能按产量要求和设计要求选择合适直径的油管。对一些高产气井或是产气量很少的产水气井，不合适的油管将影响气井的正常采气。,1十五863子课题验收汇报,28,常规气藏开采,4、影响气井工作制度的其它因素主要有用户用气负荷的变化，气藏采气速度的影响，输气管线压力的影响等因素都可能影响气井产量和工艺制度。,1十五863子课题验收汇报,29,常规气藏开采,气井的分类开采,1十五863子课题验收汇报,30,常规气藏开采,按照不同的地质特点和开采特征（如压力、产量、产油气水和气质情况等），可以把常规气藏气开采划分为无水气藏气井、有水气藏气井、低压气藏气井开采。,1十五863子课题验收汇报,31,常规气藏开采,无水气藏气井的开采无水气藏是指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)。这类气藏的驱动方式主要靠天然气弹性能量，进行衰竭式开采。开来过程中，除产少量凝折水外，气井基本上产纯气(有的也产少量凝析油，但不属凝折气井)。,1十五863子课题验收汇报,32,常规气藏开采,开采特征1气井的阶段开采明显无水气藏气井生产可分为四个阶段：（1）产量上升阶段仅井底受损害，而损害物又易于排出地面的无水气井才具有这个阶段的特征。在此阶段，气井处于调整冲制度和井底产层净化的过程。产量、无阻流量随着井下渗透条件的改善而上升。,1十五863子课题验收汇报,33,常规气藏开采,（2）稳产阶段产量基本保持不变，压力缓慢下降。稳产期长短主要取决于气井的采气速度。（3）递减阶段当气井能量不足克服地层的流动阻力、井筒油管的摩阻和输气管道的摩阻时，稳产阶段结束，产量开始递减。（4）低压小产阶段产量、压力均很低但递减速度减慢，生产相对稳定，开采时间延续很长。,1十五863子课题验收汇报,34,常规气藏开采,第四个阶段在裂缝孔隙型气藏中表现特别明显。说明低压小产阶段中，低渗透区的天然气不断向井底补给，致使压力和产量下降都十分缓慢。,1十五863子课题验收汇报,35,常规气藏开采,2气井有合理产量气驱气藏是靠天然气的弹性能量进行开采的，因此充分利用气藏的自然能量是合理开发好气藏的关键。3气井稳产期和递减期的产量、压力能够进行预测,1十五863子课题验收汇报,36,常规气藏开采,采气速度只影响气藏稳产期的长短，而不影响最终采收率。影响气藏(气井)稳产期长短的主要因素是采气速度。采气速度高，稳产年限短。从气驱气藏生产趋势看，它们的采收率都是很高的，可达90以上。渗透性好的高产气井(无阻流量100104m3/d以上)稳产期采出程度可达50以上；低产井(无阻流量100104m3/d以下)稳产期采出程度较低，约30。,1十五863子课题验收汇报,37,常规气藏开采,无水气藏气井的开采措施1可以适当采用大压差采气优点：（1）增加大缝洞与微小缝隙之间的压差，使微裂缝隙里的气易排出（2）充分发挥低渗透区的补给作用；（3）发挥低压层的作用；（4）提高气藏采气速度，满足生产需要；（5）净化井底，改善井底渗透条件。,1十五863子课题验收汇报,38,常规气藏开采,2确定合理采气速度在开采的早、中期，由于举升能量充足，凝析液对气井生产的影响不大，但气藏应有合理采气速度，在此基础上各井制定合理的工作制度，安全平稳地采气。对某些井底有损害、渗滤条件不好的气井，可适当采用酸化压裂等增产措施。,1十五863子课题验收汇报,39,常规气藏开采,3充分利用气藏能量在晚期生产中，由于气藏能量衰竭，排液(主要是凝析液)能量不足，如果管理措施不当，气井容易假死或减产，为了使晚期气井延长相对稳产时间，提高气藏最终采收率，应充分利用气藏能量，根据气井生产中的矛盾采取相应的措施,1十五863子课题验收汇报,40,常规气藏开采