排水采气技术

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排水采气工艺实践排水采气工艺技术超水侵强度排水威远气田排水采出气量占总产量的95%川西南气矿排水采出气量占总产量的59%助排效果人工助排研究院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5×108m3。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5.02×108m3，累产气达46.4×108m3，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。排水采气的地质基础储层为多重介质，非均质性很强的有水气藏水体具封闭性，没有区域供水的有水气藏“大排出大气，小排出小气，不排不出气”剩余储量较大的有水气藏有一定数量高产气、水井的有水气藏对气井：裂缝发育的高产气井排水采气效果好对气藏：要有一批大排水井作保证，以达到超水侵速度的强排排水采气的基本思路研究院SPA整状气藏多裂缝系统地质特征储层孔、洞、缝发育裂缝、岩溶局部发育圈闭背斜构造构造＋断层＋裂缝＋岩溶气水关系气藏有统一的原始气水界面气藏各裂缝系统气水关系不同储量大、集中小、分散开发及排水采气特征开发单元气藏裂缝系统排水方式气藏强排单井强排排水实施期水侵中、后期排水水侵早期排水排水部位水活跃部位、水体生产气井排水强度大于水侵强度气井最大水气比排水采气周期长短气藏排水采气的两种模式排水采气的基本思路研究院SPA

大缝型中缝型小缝型天然气原始无阻流量

104m3/d>10010-100<10最大产水量m3/d>10050-100<50构造部位轴部，近断层近轴部，小断层翼、端部有无恢复自喷阶段和排积液阶段有有无后排型早排型产气量递减中后期出水递减快气水同产或排水找气井递减慢排水量变化递增或不变递减水气比变化上升一般不变或下降人工排水采气效果差好采收率低较高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液氮排水复产工艺技术增压机降井口回压技术放喷复产技术自喷井排水采气工艺技术带水采气技术管理小油管排水采气工艺自喷后期复产工艺技术连续油管气举复产技术工艺排水采气机抽排水采气工艺气举排水采气工艺泡沫排水采气工艺柱塞排水采气工艺电动潜油泵排水采气工艺射流泵排水采气工艺复合排水采气工艺固体泡沫棒助排开式气举半闭式气举全闭式气举喷射式式气举机抽（泵挂〈1500m）深抽（泵挂〉1500m气举－泡沫复合工艺气举－柱塞复合工艺气举－机抽复合工艺套管注气油管注气气举－小油管复合工艺液体泡沫助排排水采气的基本思路研究院SPA日产气量（104m3/d)地层压力MPa>10<1.5>1.5<1.5>1.5中压、小水、小气井1、泡排2、柱塞3、深抽中压、小水、大气井1、泡排2、机抽3、柱塞中压、大水、小气井1、开式气举2、半闭式气举3、电动潜油泵中压、大水、大气井1、开式气举2、气举－泡排<10低压、小水、小气井

1、深抽2、机抽－气举3、柱塞－气举低压、小水、大气井1、气举－泡排2、柱塞－气举3、半闭式气举低压、大水、小气井1、电动潜油泵2、气举－泡排

3、射流泵中压、大水、大气井1、气举－泡排

2、开式气举

3、射流泵日产水量<100m3/d日产水量>100m3/d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SPA1、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4～5，举升泡沫所需的气流速度仅为0.1～0.2。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①充分利用地层自身能量实现举升；②设备配套简单；③实施操作简单；④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

①气水比大于180m3/m3的井其条件最佳；②工艺井自身必须具有一定的自喷能力③排液能力一般在100m3/d以下；④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

170m3/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200m3/m3；投注法气水比大于300m3/m3，且日产水＜80m3。⑤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SPA①泵注设备：柱塞泵或试压泵将液体泡沫排水剂注入到井内。②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：①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。②井下无封隔器、产水量5～50m3，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产品名称规格型号生产标准适用范围备注矿化度104mg/l温度℃凝析油含量%泡沫排水剂（棒）HY-3cQ/CNPC-CY223-20050-6≤120≤5可根据应用井的气质、水质、温度压力进行配伍选型HY-3g0-25≤180≤5HY-3h0-20≤180≤5HY-3u0-20≤180≤20HY-5Q/CNPC-CY226-20050-20≤120≤5消泡剂HY-X1Q/HY017-2004泡沫排水工艺的地面流程消泡解堵剂HY-15Q/CNPC—CY756-2005解除井下有机、无机堵塞地层渗透率改造剂HY-16解除因地层长期水浸造成的水锁缓蚀剂HY-H3Q/HY043-2005各种浓度含H2S、CO2等酸性介质的油气生产井及集输管网设备的防腐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20~30g/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3×104m3

，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2.7×104m3下降至1.3×104m3，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2.9×104m3，产水20～30m3，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

2003年3月阴积液再次关井复压2003年5月开始泡沫排水维持连续生产重庆气矿张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1.2～1.8×104m3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2.0×104m3，日产水量0.4～0.5m3，投入产出比1:24。

2003年1月开始泡沫排水产量趋于稳定泡沫排水前产量波动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2.5×104m3。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1.8×104m3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2.2-2.3×104m3。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9×104m3，产气0.8×104m3/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1.7×104m3/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SPA2、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50～500m3/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1.5×108m32、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（4~5）×

104m3，日产水由60m3/d升至(100~200)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。①既可以注气，也可以不注气而利用生产井自身能量生产；②井下设备可用钢丝绳起下安装，因而起下作业方便；③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井深（m）油管尺寸（″）气液比（m3/m3）日排水（m3/d）基本要求≤300021/2，2≥50010～50自喷井或间喷井研究院SPA3、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SPA3、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SPA3、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①装备简单，使用广泛，易于实现自动化管理；②设备可靠程度高，零部件易于获取且重复利用率高；③适用范围广。理论上能把天然气采至枯竭；④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；⑤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①气体对泵效的影响较大；②井下有机械运动件，砂、垢及腐蚀对其寿命影响较大；③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×

104m34、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SPA①比单独的气举、泡排工艺好；②可适用于气举、泡排不能单独使用的低压井；③注采比明显低于常规气举工艺；④可较好地改善气液两相在井筒内的流动状态；⑤适用于常规井口下的间隙气举生产，即气举复活后泡排。气举—泡排复合工艺的优点①该工艺必须具备高压气源、水、电、污水处理及注起泡剂、消泡剂等的配套设备，因此边远气井实施该工艺管理难度大；②该工艺对井身结构以及气井特性要求高，必须满足适用于气举和泡排两种工艺的气井方可实施。气举—泡排复合排液采气工艺的局限性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项目名称应用油田应用井次有效井次有效率%效果提高地层渗透率技术长庆油田采气一厂重庆气矿赤水气矿171588.2日增产天然气6×104m3气井有机解堵技术长庆油田采气一厂重庆气矿川西北气矿蜀南气矿332987.8日增产天然气12×104m3酸化压裂技术松花－白马庙叙利亚Gbeibe161487.5日增产天然气9×104m3日增产原油4000吨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