國(guó)內(nèi)外排水采氣技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀(已修改)
2025-01-13 12:26 本頁(yè)面
【正文】 國(guó)內(nèi)外排水采氣 技術(shù)原理及應(yīng)用現(xiàn)狀 主要內(nèi)容 ?氣井積液概念及危害 ?氣井積液原理 ?排水采氣工藝措施 一、氣井積液概念及危害 ? 氣井積液 在天然氣開(kāi)采中，在氣井中常有烴類凝析液或地層水流入井底，當(dāng)氣井產(chǎn)量高、井底氣液速度大而井中液體的數(shù)量相對(duì)較少時(shí)，水將完全被氣流攜帶至地面，隨著氣藏壓力和天然氣流動(dòng)速度的逐步降低，致使 氣藏中的產(chǎn)出水或凝析液不能隨天然氣流攜帶出井筒，滯留在井中， 這種現(xiàn)象便稱之為 “氣井積液”。 ? 產(chǎn)水氣藏的地質(zhì)特征 （ 1） 氣藏具有多產(chǎn)層、多裂縫系統(tǒng) 。 （ 2） 氣藏有邊水和底水存在 。由于氣藏與外圍的區(qū)域供水區(qū)無(wú)明顯的聯(lián)系，故驅(qū)動(dòng)類型屬于 封閉性的弱彈性水驅(qū)氣藏 。地層水主要是沿裂縫的部位竄入井底的。氣井見(jiàn)水的早晚與所在裂縫的部位、采氣速度和邊界條件有關(guān)。 （ 3） 受儲(chǔ)層非均質(zhì)的影響 。由于儲(chǔ)層的非均質(zhì)和受斷層切割的影響，所形成的許多裂縫系統(tǒng)，使氣、水分布不受構(gòu)造高度的控制，氣藏?zé)o統(tǒng)一的氣水界面。 ? 產(chǎn)水氣藏的地質(zhì)特征 （ 4）除少數(shù)氣田控制儲(chǔ)量較大外，相當(dāng)多的 裂縫系統(tǒng)控制儲(chǔ)量較小 ，裂縫系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)的基本單元。 （ 5）大多數(shù)產(chǎn)水氣井在生產(chǎn) 初期的產(chǎn)水量上升 很快 ，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的排水，裂縫系統(tǒng)的產(chǎn)水量逐漸減少，有的甚至不再產(chǎn)水。 ? 由于產(chǎn)水氣藏存在上述地質(zhì)特征，在氣田或氣藏實(shí)施排水采氣就具備了下述地質(zhì)要素： ? （ 1） 氣藏具有封閉弱彈性水驅(qū)特征 ，產(chǎn)水氣藏的水體有限、彈性能量有限，氣藏的封閉性、定容性使排水采氣成為可能。 ? （ 2） 地層水分布受裂縫系統(tǒng)控制 ，多為裂縫系統(tǒng)內(nèi)部封閉的局部水。這些水沿裂縫竄流，故可利用自然能量和人工舉升的方法排水。 氣井出水對(duì)生產(chǎn)的影響及危害 （ 1）氣井積液的危害： “氣井積液” 一段時(shí)間聚集于井底，形成液柱，對(duì)氣藏造成額外的靜水回壓，導(dǎo)致 氣井自噴能量持續(xù)下降 。通常，如果這種情況持續(xù)下去，井筒中聚集的液柱終會(huì)將氣壓死，導(dǎo)致氣井停產(chǎn)。 （ 2）氣井出水對(duì)生產(chǎn)的影響 ① 氣藏出水后，在氣藏產(chǎn)生分割，形成死氣區(qū)，加之部分氣井過(guò)早水淹，使最終采收率降低。 ② 氣井產(chǎn)水后，降低了氣相滲透率，氣層受到傷害，產(chǎn)氣量迅速下降，遞減期提前。 ③ 氣井產(chǎn)水后，管柱內(nèi)形成氣水兩相流動(dòng)，單井產(chǎn)量迅速遞減，氣井自噴能力減弱，逐漸變?yōu)殚g歇井，最終因井底嚴(yán)重積液而停產(chǎn)。 ④氣井產(chǎn)水將降低天然氣質(zhì)量，增加脫水設(shè)備和費(fèi)用，增加了天然氣成本。 二、 氣井積液原理 氣井積液來(lái)源 ① 凝析液； ② 氣層中的游離水。 gwlc qgq ?① 凝析液 gwlc qgq ?wggq式中 : —— 天然氣飽和含水量 。 —— 氣井產(chǎn)氣量 . ② 氣層中產(chǎn)游離水 lfqlfq③ 氣井產(chǎn)出液量 gwlflclflqgqqqq ???? 液體在井筒中的存在形式 ① 以小液滴形態(tài)存在； ②以液膜的形式存在于油管內(nèi)壁， 其多存在于管柱中、上部。 lfq 氣井出水原因 ? ①氣井工藝制度不合理。 氣井產(chǎn)量過(guò)大，使邊、底水突進(jìn)形成“水舌”或“水錐”。特別是裂縫發(fā)育的高滲透區(qū)，底水沿裂縫上升更容易形成“水錐”。 ? ②氣井鉆在離邊水很近的區(qū)域 ，或有底水的氣藏氣井開(kāi)采層段打開(kāi)過(guò)深，接近氣水接觸面。 ? ③氣水接觸面已推進(jìn)到氣井井底， 不可避免地要產(chǎn)地層水。 影響出水的主要因素 ①采氣速度 過(guò)高的采氣速度 易導(dǎo)致底水很快到達(dá)井底，使氣井無(wú)水生產(chǎn)期很短，產(chǎn)量迅速遞減，甚至氣井水淹。 ②生產(chǎn)壓差 生產(chǎn)壓差過(guò)大 會(huì)引起底水錐進(jìn)或邊水舌進(jìn)。生產(chǎn)壓差越大，地層水因錐進(jìn)或舌進(jìn)而到達(dá)井底的時(shí)間越短，引起氣井過(guò)早出水，甚至造成氣井早期突發(fā)性水淹 。 ③ 氣層非均質(zhì)性及地層巖性結(jié)構(gòu) 氣層巖性非均質(zhì)性越強(qiáng)，井底距氣水界面方向滲透性越強(qiáng)或縱向裂縫越發(fā)育，底水到達(dá)井底的時(shí)間越短。 ④ 原始?xì)馑缑婢嗑椎母叨扰c水體的能量 在相同條件下，井底距原始?xì)馑缑嬖浇?，水體的能量越大，越活躍，則底水到達(dá)井底的時(shí)間越短。 井底積液時(shí)的現(xiàn)象 （ 1）只產(chǎn)純氣，不產(chǎn)水； （ 2）井口壓力快速下降； （ 3）井底液面緩慢上升； （ 4）氣井產(chǎn)氣量迅速下降。 ? 當(dāng) Qg Qc，天然氣攜帶液滴以霧狀流形式把液體排出井筒，此時(shí)井底無(wú)積液。 連續(xù)排液的最小流量 Qc： ? 當(dāng) Qg Qc，氣流中的液滴直徑不斷增大，氣流攜帶液滴困難，液滴回落到井底形成積液。 井筒壓力分布狀態(tài) )(lggtwf ll HHpHppp ??????gp?lgp?井口至液面井段 天然氣與液滴 及 其運(yùn)動(dòng)滑脫所產(chǎn)生的平均壓力梯度 。 液面至氣層中部 混氣液柱 及其運(yùn) 動(dòng)滑脫所產(chǎn)生平均壓力梯度 。 ?三、排水采氣工藝 ? ? 針對(duì)出水氣井的特點(diǎn)，對(duì)有水氣藏的排水采氣工藝技術(shù)可分為： ? 選擇 使氣水兩相管流舉升效率最好的 合理工作制度 ，把流入井筒的水全部帶出地面，從而使氣井的氣水 產(chǎn)量 、 井口流壓 和 氣水比 保持相對(duì)穩(wěn)定。 ? 開(kāi)發(fā)的中、后期， 采用機(jī)械助噴工藝 ，排除井筒積液，降低井底回壓，增大井下壓差，提高氣井帶水能力和自噴能力，保證正常采氣。 氣體動(dòng)力學(xué)方法 機(jī)械方法 物理化學(xué)方法 ? 對(duì)給定的一口產(chǎn)水氣井，究竟選擇何種排水采氣方法，需要進(jìn)行 不同排水采氣方式的比較 。 ? 排水采氣方法對(duì)井的開(kāi)采條件有一定的要求 ，如果不注意地質(zhì)、開(kāi)采及環(huán)境因素的敏感性，就會(huì)降低排水采氣裝置的效率，甚至失敗。 ? 除了井的動(dòng)態(tài)參數(shù)外，其他開(kāi)采條件，如 產(chǎn)出流體性質(zhì)、出砂、結(jié)垢等，也是考慮的重要因素 。而最終考慮因素是投入和產(chǎn)出，必須進(jìn)行綜合和對(duì)比分析，最后確定采用何種排水采氣工藝。 優(yōu)選管柱排水采氣 ? 優(yōu)選管柱是在油氣田開(kāi)發(fā)中后期，當(dāng)氣井生產(chǎn)不能穩(wěn)定且轉(zhuǎn)入間歇開(kāi)采時(shí)，對(duì)這類氣井及時(shí)調(diào)整管柱， 減少氣流的滑脫損失 ，充分利用氣井自身能量的 氣舉 排水采氣方法。 ? 優(yōu)選管柱是一種自噴工藝，它施工簡(jiǎn)單到只需更換一次油管，而不需要人為地提供任何能量。 ? （ 1）技術(shù)原理 1） 油管直徑過(guò)小 ，雖可以提高氣流速度，有利于將井底的液體排出，但在油管中的摩阻損失大，一定井口壓力下所要求的井底流壓高，從而 限制了氣井產(chǎn)量 ； 2） 油管直徑過(guò)大 ，雖可以降低氣流速度及摩阻損失，從而降低流壓，提高氣井產(chǎn)量，但過(guò)低的氣流速度無(wú)法將井底液體攜至地面，最終 造成井底積液、流壓升高而限制產(chǎn)氣量 。 ? 必須根據(jù)氣井的產(chǎn)能狀況 優(yōu)選合理的管徑 ，充分利用氣藏的能量，盡可能多地使井底的液體能及時(shí)被氣流攜帶到地面，以獲得 最大產(chǎn)氣量 。 ? 在設(shè)計(jì)自噴管柱時(shí)，必須考慮兩個(gè)因素： （ 1）自噴管中的 氣流速度必須達(dá)到排液的臨界速度 ，確保地層流入井筒的全部液體被帶出； （ 2）當(dāng)氣體沿著自噴管柱流出時(shí)，必須建立合理的最低壓力降，以
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