七.排水采气工艺.ppt

1、排水采气,水驱气田气井出水后 川西南 川南 赤水 川中 川东,为什么？,排水采气方法,气井携液临界流量 泡沫排水 柱塞气举 优选管柱 连续气举 有杆泵 潜油电泵 水力活塞泵 射流泵,第一节 气井携液临界流量,一、气井积液 1、井中液体来源 地层中的游离水或烃类凝析液与气体一起渗流进入井筒； 地层中含有水汽的天然气流入井筒，由于热损失使温度沿井筒逐渐下降，出现凝析水。,2、气井的积液过程,3、气井积液的识别 产量急剧下降； 井口油压或套压急剧下降； 气井产出液体的量急剧减少； 井底压力或其梯度急剧增高； 气井出现间喷生产。,4、气井排水采气原理 当气井自身能量不足以将井中液体带出地面时，通过人为

2、地向气井补充能量，使气井中的液体排除地面。,二、气井携液临界流量 1、携液临界流速、临界流量 气井开始积液时，井筒内气体的最低流速称为气井携液临界流速，对应的流量称为气井携液临界流量。,2、推导思路-液滴模型 (1)液滴受力: 气体对液滴曳力F沉降重力G,则： 式中：Cd-曳力系数0.44 d-液滴直径 ddmax最安全。表示最大液滴不下落时可连续排液。,(2) 确定d-韦伯数 Nweug2gd/30 意义：当Nwe30时不存在稳定液滴。 当Nwe30时存在稳定液滴，直径最大。 当Nwe30时存在稳定液滴，但直径变小。,(3)临界流速 分析：压力越低，临界流速越大。低压气井临界流速大，更易积液

3、,3、气井携液临界流量 思考题：是选井口还是选井底的条件(P,T)计算qun？,1. 确定气井能否连续携液 当qscqun时，气井连续生产,否则气井停喷。,三、气井携液临界流量的应用,、优选油管尺寸 油管直径越大，气井产量越高 油管直径越小，由于会提高天然气流速，举升液滴的效率也越高 适用条件：流态属雾流,优选管柱排水采气原理： 如果一口气井不能连续携液，可通过更换小油管使其连续携液。,四、气水井的流点,、节点取井口,特点： 流出动态曲线上存在一流点(qmin，Ptf)。 流点左边属不稳定生产区，流点右边属稳定生产区。 当qscqmin时，气井不能正常生产。 正常生范围是：qminqscqma

4、x,、节点取井底,纯气井油管曲线：qscPwf 气水井油管曲线：qsc而Pwf不一定上升,纯气井油管曲线：qscPwf 气水井油管曲线：qsc而Pwf不一定上升 原因： 多相流中，能量主要由滑脱和摩阻两部分控制,不稳定区： 由滑脱控制。气量小滑脱液体下落聚在井底形成恶性循环，直至停喷，是一正反馈。 稳定区： 由摩阻控制。气量摩阻Pwfqsc。是负反馈，形成稳定生产。 结论： 油管直径不能太大，也不能太小, 需合理选择,第二节 泡沫排水采气工艺 泡沫排水采气工艺 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，借助于天然气流的搅拌作用，使之与井底积液充气接触，从而减小液体表面张力，产生

5、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。,该工艺适合条件： 1.井深小于3500m，井底温度小于120度； 2.油管气流线速度不小于0.1m/s，日产液量小于100m3； 3.产层水总矿化度小于10g/L; 4.硫化氢含量小于23g/m3; 5.二氧化碳含量小于86g/m3;,一、起泡剂排水采气机理,有三类物质可改变溶剂的界面张力，能降低界面张力的物质称为表面活性剂。界面张力变化图,泡沫排水采气的机理,泡沫效应：充气泡沫 分散效应：液滴变小 减阻效应：粘度小、光滑 洗涤效应,二、起泡剂,1、起泡剂性能 可降低水的表面张

6、力； 起泡性能好，使水和气形成水包气的乳状液； 能溶解于地层水，亲憎平衡值要求在915范围之内； 泡沫携液量大，即气泡壁形成的水膜越厚。,2 起泡剂类型,离子型（主要是阴离子型） 非离子型 两性表面活性剂 高分子聚合物表面活性剂等,3 起泡剂的选择,（1）井温 （2）凝析油含量 （3）H2S、CO2含量 （4）水矿化度. （5）亲憎平衡值（HLB） 在排水采气中，一般要求亲憎平衡值在915，其值越大，水溶性越高。 （6）界面张力,（7）临界胶束浓度（C.M.C） 胶束是指两亲性分子在水或非水溶液中趋向于聚集（缔合或相变）。所有性质在临界胶束浓度以上都存在转折。,（8）稳定性 稳定性长的比短的起

7、泡剂更易将地层水从井底带至地面，但稳定时间过长又会给地面的分离、集输、计量等带来困难。根据现场使用情况，泡沫的稳定时间一般为小时，泡沫高度为泡沫始高的为好。,三、泡沫排水采气工艺设计 选井 1.气井的产量 产量不高的中小型气水井,产水量一般在100m3/d以下,气水比在160-1500m3/m3 2.油管下入的深度 3.油套管的连通情况 气流速度的控制 当气流速度小于1m/s或大于3m/s时,有利于带水.,气井投药时间 起泡剂最佳注入浓度和注入量 最佳注入浓度 起泡剂注入气井的浓度应小于其临界胶束浓度对正在生产的气井，按其临界胶束浓度的加入，再视带水的情况酌情加减；对停产的井，初始加入的泡剂宜

8、稍过量 起泡剂注入量 根据起泡剂注入浓度和气井产水量，直接计算起泡剂注入量 起泡剂注入方式和流程 注入方式：泵注法、平衡罐注法、泡沫排水车注法和投注法。 消泡剂注入浓度和注入量,第三节 柱塞气举,间歇气举的一种特殊形式 特点： 将举升气体和被举升液体分开，减少气体窜流和 液体回落，提高举升气体的效率。 能量来源：地层气；地层能量不足，注入高压气 优点： 排除井底积液，增大生产压差，延长气井的生产期；柱塞气举的安装、生产和管理费用都较低。 适用范围： 常规连续气举或间歇气举效率不高的井； 柱塞气举还可用于易结蜡、结垢油气井，,一、柱塞气举装置 柱塞 井下管柱（卡定器和油管） 地面设备（防喷管总成、三通总成、计量仪表和控制器）,二、柱塞气举过程 关井恢复压力阶段 开井生产阶段,三、柱塞气举工艺参数设计方法,柱塞气举工艺参数 柱塞运行周期 开井时间和对应开井套压 关井时间和对应关井