第六章采气工程第二版课件.ppt

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1、第六章气井生产系统动态第六章气井生产系统动态分析与管理分析与管理 第一节第一节 气井生产系统节点分析气井生产系统节点分析 第二节第二节 气井生产工作制度气井生产工作制度 第三节第三节 气井出水与排水采气工艺气井出水与排水采气工艺 第四节第四节 优选管住排水采气工艺优选管住排水采气工艺 第五节第五节 泡沫排水采气泡沫排水采气 第六节第六节 其他排水采气工艺其他排水采气工艺第一节第一节 气井生产系统节点分析气井生产系统节点分析图6.1 气井生产各部分压降示意图图6.1 气井生产各部分压降示意图P1=Pr-Pwfs通过气层的压降；通过气层的压降；P2=Pwfs-Pwf通过完井段的压降；通过完井段的压

2、降；P3=PUR-PDR通过井底气嘴的压降；通过井底气嘴的压降；P4=PUSV-PDSV通过井下安全阀的压降；通过井下安全阀的压降；P5=Pwh-PDSC通过地面气嘴的压降；通过地面气嘴的压降；P6=PDSC-Psep通过集气管的压降；通过集气管的压降；P7=Pwf-Pwh油管内的总压降；油管内的总压降；P8=Pwh-Psep井口到集气站的总压降。井口到集气站的总压降。一、基本方法一、基本方法气井节点分析方法具有以下几方面的用途：气井节点分析方法具有以下几方面的用途：（1 1）对已开钻的新井，根据预测的流入动态曲线，选择完井方式）对已开钻的新井，根据预测的流入动态曲线，选择完井方式及有关参数，

3、确定油管尺寸、合理的生产压差；及有关参数，确定油管尺寸、合理的生产压差；（2 2）对已投产的生产井，能迅速找出限制气井生产的不合理因素，）对已投产的生产井，能迅速找出限制气井生产的不合理因素，提出有针对性的改造及调整措施，使之达到合理的利用自身能力，提出有针对性的改造及调整措施，使之达到合理的利用自身能力，实现稳产高产；实现稳产高产；（3 3）优选气井在一定生产状态下的最佳产量；）优选气井在一定生产状态下的最佳产量；（4 4）确定气井停喷时的生产状态，从而分析气井的停喷原因；）确定气井停喷时的生产状态，从而分析气井的停喷原因；（5 5）确定排水采气时机，优选排水采气方式；）确定排水采气时机，优

4、选排水采气方式；（6 6）对各种产量下的开采方式进行经济分析，寻求最佳方案和最）对各种产量下的开采方式进行经济分析，寻求最佳方案和最大经济效益；大经济效益；（7 7）选用某一方法预测未来气井的产量随时间的变化；）选用某一方法预测未来气井的产量随时间的变化；（8 8）可以使生产人员很快找出提高气井产量的途径）可以使生产人员很快找出提高气井产量的途径（1）根据确定的分析目标选定解节点。（2）建立生产压力系统模型。（3）完成各个部分数学模型的动静态生产资料的拟合。（4）求解流入和流出动态曲线的协调点。（5）完成确定目标的敏感参数分析。气井的节点分析过程和油井的节点分析方法是一样的，可以按照以下过程进

5、行 这里以气层和举升油管两个主要流动过程为例，说明协调条件。气井的流入动态曲线（IPR）不是了气井井底压力与产量之间的关系，如图6-2所示。IPR曲线上每一流压对应一产量，它反映了一定开采时间内气层向气井的供气能力。图 6-2 气井节点系统分析曲线在给定井口压力条件下，改变气井产量，按照举升管中流动规律计算得出的油管吸入压力与产量的关系曲线，称为油管动态曲线，简称TPR曲线。TPR曲线反映了气井举升管的举升能力，如图6-2所示。图 6-3 系统分析曲线 由由图图（6-36-3）可可见见，流流入入与与流流出出动动态态曲曲线线的的交交点点为为A A。在在A A点点的的左左侧侧，例例如如在在产产量量

6、q q1 1下下，对对应应的的井井底底流流压压P P1 1 P P1 1，说说明明生生产产系系统统内内流流入入能能力力大大于于流流出出能能力力，这这说说明明油油管管或或流流出出部部分分的的管管线线设设备备系系统统的的设设计计能能力力过过小小或或流流出出部部分分有有阻阻碍碍流流动动的的因因素素存存在在，限限制制了了气气井井生生产产能能力力的的发发挥挥。而而在在A A点点的的右右侧侧，例例如如在在产产量量下下，情情况况刚刚好好相相反反。在在该该处处表表明明气气层层生生产产能能力力达达不不到到设设计计流流出出管管道道系系统统的的能能力力，说说明明流流出出管管路路的的设设计计过过大大，造造成成了了不不

7、必必要要的的浪浪费费或或气气井井的的某某些些参参数数控控制制不不合合理理，或或气气层层伤伤害害降降低低了了井井的的生生产产能能力力，需需要要进进行行解解堵堵、改改造造等等措措施施。只只有有在在A A点点，产产层层的的生生产产能能力力刚刚好好等等于于流流出出管管路路系系统统的的生生产产能能力力，表表明明井井处于流入与流出能力协调的状态，该点称为处于流入与流出能力协调的状态，该点称为协调产量点协调产量点。例6-1解解：取：取为解点，系统被分割为两部分为解点，系统被分割为两部分 （1 1）流入）流入 (2)流出流出 已知：气井（油管）深度已知：气井（油管）深度 H=3000mH=3000m；地面水平

8、集气管；地面水平集气管 L=3000mL=3000m；油管和集气管内径；油管和集气管内径 d=6.20d=6.20；管内摩阻系数；管内摩阻系数f=0.015,f=0.015,管内平均温度管内平均温度T=293KT=293K；气体相对密度；气体相对密度=0.6=0.6；分离；分离器压力器压力=5MPa.=5MPa.产能指数方程为产能指数方程为目标目标：在所给参数条件下，求系统最大产能。：在所给参数条件下，求系统最大产能。分析步骤如下：分析步骤如下：分析步骤如下：分析步骤如下：（1 1）假设一系列气体流量）假设一系列气体流量:5:5、7.57.5、1010、12.512.5、1515、17.517

9、.5和和2020，单位为单位为104m3/d104m3/d；（2 2）在）在PsepPsep=5MPa=5MPa条件下，利用水平管输气公式计算各流量相应条件下，利用水平管输气公式计算各流量相应的井口压力的井口压力PwhPwh值，值，计算结果列入表计算结果列入表6.16.1第第4 4栏；栏；（3 3）取）取=13.459MPa=13.459MPa，利用所给气井产能指数方程，计算各流量下，利用所给气井产能指数方程，计算各流量下的的PwfPwf值，计算结果列入表值，计算结果列入表6.26.2第第3 3栏；栏；（4 4）利用垂直管单相气流公式计算）利用垂直管单相气流公式计算 ，计算，计算结果列入表结果

10、列入表6.26.2第第6 6栏；栏；5 5）在同一图上画出流入、流出动态曲线，）在同一图上画出流入、流出动态曲线，如图如图7.47.4所示；所示；(6(6）由流入、流出动态曲线的交点，求出系统在目前条件下的最）由流入、流出动态曲线的交点，求出系统在目前条件下的最大产能为大产能为15.4104m3/d15.4104m3/d。表表6-16-1水平输气管压力计算结果水平输气管压力计算结果qsc104m3/dpsepMPa水平输气管水平输气管P3-1MPaP3=PwhMPa5.050.17015.17017.550.37525.375210.050.64985.649812.550.98845.988

11、415.051.36956.369517.551.79656.796520.052.25817.2581表表6-26-2垂直管压力计算结果垂直管压力计算结果qsprIPR垂直管单相流垂直管单相流P6P8-6P3P6-35.013.4612.4141.0449.8012.6127.513.4611.7071.7519.1982.50810.013.4610.8992.5598.4892.40912.513.469.9773.4827.6562.32115.013.468.91494.5446.6582.25617.513.467.66265.7965.4141.86620.013.466.109

12、47.3494.687 1.422二、气井敏感参数分析例6-2对如图6-5所示的气井生产系统，利用例6-1中的数据分析井口压力一定时，油管直径对系统产能的影响，pwh=6MPa，d1=5.03cm，d2=7.59cm。解解：目的是分析油管直径对系统产能的影响，根据解点尽可能靠近分析对象的要求，取为解节点，则图 6-4 节点3图解图 6-5 各节点的位置1分离器；2井口油嘴；3井口；4井下安全阀；5井下油嘴；6井底；7完井段；8气层流入pr-p8-6=pwf流出pwh+p6-3=pwfqsc,104m3/d5101520222424.2186pwf,MPa12.414310.89938.9145

13、6.10944.45101.40210.0000表 6-3 流入动态（1）根据 ，计算流入态 ，结果见表6-3（3）利用垂直管单相流公式，分别代入d1、d2，计算井口流压一定时间的流出动态qpwf，结果见表6-4。qsc，104m3/dPwf,MPaD1=5.03cmD2=10.03cm57.75957.5988108.28867.6699159.10227.78692010.13217.9479表 6-4 流出动态图 6-6不同直径油管图解（4）分别画出两种油管的qpwf关系曲线，每一曲线都与IPR曲线有一交点，相应的流量即为采用该油管时系统所能提供的最大产能，如图6-6、表6-5所示。表

14、6-5不同管径的井底流压及产量d，cmPwf，MPaQsc，104m35.028.9157.597.817.6 显然，采用较大直径的油管时，系统产能可以提高。本例中，油管直径由5.02cm增加到7.59cm，系统产能提高17.3%。例例6-3 在图（在图（6.16.1）的生产系统中，井口安装一个气嘴，可）的生产系统中，井口安装一个气嘴，可供选择的气嘴尺寸分别为供选择的气嘴尺寸分别为26/6426/64，32/6432/64和和40/64in40/64in，即，即1.031.03、1.271.27和和1.591.59；其它参数同前例。试分析安装气嘴后对系统产；其它参数同前例。试分析安装气嘴后对系

15、统产能的影响。能的影响。解：（解：（1 1）选气嘴）选气嘴为解点；为解点；（2 2）从例）从例1 1，由流出动态曲线求得不同流量下流出系统的，由流出动态曲线求得不同流量下流出系统的P P3 3值，值，并令并令P P3 3=P=PDSCDSC；同时，由流入动态曲线可求得对应流量下流入系；同时，由流入动态曲线可求得对应流量下流入系统的统的P P3 3值，且值，且P P3 3=P=Pwhwh。（3 3）令）令 p1=pwf-pDSC ，由图，由图6-76-7可得出不同气嘴条件下的产气可得出不同气嘴条件下的产气量，见表量，见表6-6.6-6.表6-6 不同气嘴条件下的产气量p1，MPaQsc，104m

16、3/d015.4212.5p1，MPaQsc，104m3/d39.544.5（4 4）气嘴在非临界状态下工作，利用嘴流公式计算不同尺寸）气嘴在非临界状态下工作，利用嘴流公式计算不同尺寸气嘴的气嘴的qscqscP2P2值值 结果见结果见 表表6.76.7D/（in）QscPwhp2=pwhpDSC1.03(26/64)51015 20 5.5857.585 9.101 0.4511.44 2.73 1.27(32/64)51015 20 5.5166.3437.929 9.791 0.3460.6931.559 2.533 1.59(40/64)51015 20 5.2405.9307.585

17、8.998 0.070.281.22 1.74 表表6.76.7不同尺寸气嘴的不同尺寸气嘴的q qscsc P2P2值值（5 5）在同一张图上绘出系统的）在同一张图上绘出系统的p1 Q Qscsc曲线和各气嘴的曲线和各气嘴的p p2 2 Q Qscsc曲线，如图（曲线，如图（6-76-7）所示。每一组曲线与系统的）所示。每一组曲线与系统的p1 Q Qscsc曲线相交，每一交点相应的流量为安装该气嘴后系统的产能，曲线相交，每一交点相应的流量为安装该气嘴后系统的产能，见表见表6-86-8图图6-76-7各种气嘴的特性曲线各种气嘴的特性曲线表表6-86-8不同气嘴条件下的系统产能不同气嘴条件下的系统

18、产能d，cm（in）q sc,104m3/d1.03（26/64）12.61.27(32/64)13.81.59(40/64)14.4第二节第二节 气井生产各种制度与生产特征气井生产各种制度与生产特征一、气井合理产量的确定一、气井合理产量的确定 在组织新井投产时，首先要确定部署气井的合在组织新井投产时，首先要确定部署气井的合理产量。保持气井在合理产量条件下生产不仅可以使理产量。保持气井在合理产量条件下生产不仅可以使气井在较低投入下较长时间稳产，而且可以使气藏能气井在较低投入下较长时间稳产，而且可以使气藏能在合理的采气速度下获得较高的采收率，从而获得较在合理的采气速度下获得较高的采收率，从而获得

19、较好的经济效益。好的经济效益。气井的合理产量必须在充分掌握气藏在地下、地气井的合理产量必须在充分掌握气藏在地下、地面有关测试资料，在产能试井或气井系统分析的基础面有关测试资料，在产能试井或气井系统分析的基础上确定，矿场称之为气井的定产。气井生产过程中，上确定，矿场称之为气井的定产。气井生产过程中，压力、产量会随生产时间延长而递减。根据气井压力、压力、产量会随生产时间延长而递减。根据气井压力、产量递减情况确定一个合理日产气量称为配产产量递减情况确定一个合理日产气量称为配产1.1.气井合理产量的确定原则气井合理产量的确定原则n1 1）气藏保持合理采气速度）气藏保持合理采气速度n2 2）气井井身结构

20、不受破坏）气井井身结构不受破坏n3 3）气井出水期晚，不造成早期突发性水淹）气井出水期晚，不造成早期突发性水淹n4 4）平稳供气、产能接替的原则）平稳供气、产能接替的原则n5 5）合理产量与市场需求协调的原则）合理产量与市场需求协调的原则2.2.气井合理产量确定的方法气井合理产量确定的方法n1 1）经验配产法）经验配产法n2 2）考虑地层与井筒的协调配产法）考虑地层与井筒的协调配产法n3 3）采气曲线配产法）采气曲线配产法n4 4）数值模拟法）数值模拟法n5 5）神经网络法）神经网络法二、气井生产工作制度二、气井生产工作制度 序号序号工作制度名称工作制度名称适用条件适用条件1 1定产量制度定产

21、量制度q qg g=常数常数气藏开采初期气藏开采初期2 2定井底渗流速度制度定井底渗流速度制度C=C=常数常数疏疏松松的的砂砂岩岩地地层层，防防止止流流速速大大于于某某值值时时砂砂子从地层中产出子从地层中产出3 3定井壁压力制度定井壁压力制度p=p=常数常数气层的岩石不紧密，易坍塌的气井气层的岩石不紧密，易坍塌的气井4 4定井口压力制度定井口压力制度p pwhwh=常数常数凝凝析析气气井井，防防止止井井底底压压力力低低于于某某值值时时油油在在地地层层中中凝凝析析出出来来；当当输输气气压压力力一一定定时时，要要求一定的井口压力，以保证输入管网求一定的井口压力，以保证输入管网5 5定井底压差制度定

22、井底压差制度p=pp=pr r-p-pwfwf=常常数数气气层层岩岩石石不不紧紧密密、易易坍坍塌塌的的井井；有有边边、底底水的井，防止生产压差过大引起水锥水的井，防止生产压差过大引起水锥表表6-96-9气井工作制度气井工作制度1.1.定产量工作制度定产量工作制度 定产量工作制度适用于产层岩石胶结的无水气井早期生定产量工作制度适用于产层岩石胶结的无水气井早期生产，是气井稳产阶段最常用的生产工作制度。因在气井投产产，是气井稳产阶段最常用的生产工作制度。因在气井投产早期，地层压力高，井口压力也高，采用气井允许的合理产早期，地层压力高，井口压力也高，采用气井允许的合理产量生产，具有产量高、采气成本低、

23、易于管理的特点。当地量生产，具有产量高、采气成本低、易于管理的特点。当地层压力下降后，可以采取降低井底压力的方法来保持产量一层压力下降后，可以采取降低井底压力的方法来保持产量一定。定。2.2.定井口（井底）压力工作制度定井口（井底）压力工作制度 气井生产到一定时间，井口压力下降到接近输气压力气井生产到一定时间，井口压力下降到接近输气压力时，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，一般还可以近似的简化为按定井底压力预压力制度的变形，一般还可以近似的简化为按定井底压力预测产量变化。测产量变化。定井口压力工作制度一般应用在气

24、藏附近无低压管网，定井口压力工作制度一般应用在气藏附近无低压管网，但天然气要继续输到脱硫厂或高压管网的气井，或是需要维但天然气要继续输到脱硫厂或高压管网的气井，或是需要维持井底压力高于凝析压力的凝析气井。持井底压力高于凝析压力的凝析气井。4.4.确定气井工作制度时应考虑的因素确定气井工作制度时应考虑的因素 1 1）地质因素）地质因素（1 1）地层岩石胶结程度）地层岩石胶结程度（2 2）地层水的活跃程度）地层水的活跃程度2 2）影响气井工艺制度的采气工艺因素）影响气井工艺制度的采气工艺因素（1 1）天然气在井筒中的流速）天然气在井筒中的流速（2 2）水合物的形成）水合物的形成（3 3）凝析压力）

25、凝析压力3 3）影响气井工艺制度的井身技术因素）影响气井工艺制度的井身技术因素3.3.定生产压差工作制度定生产压差工作制度 pr-pr-pwfpwf=常数，即限制生产压差小于某一极限压差。此常数，即限制生产压差小于某一极限压差。此时的极限压差是保证气井不出水、不出砂的最大生产压差，时的极限压差是保证气井不出水、不出砂的最大生产压差，该压差大小由试井资料确定。因气井生产压差为常数，而该压差大小由试井资料确定。因气井生产压差为常数，而地层压力、井底压力、井口压力、产气量等将随时间下降，地层压力、井底压力、井口压力、产气量等将随时间下降，因此，当产量或井口压力不能满足生产要求，应转入其他因此，当产量

26、或井口压力不能满足生产要求，应转入其他工作制度或开始带水采气。工作制度或开始带水采气。（1 1）套管内压力的控制）套管内压力的控制（2 2）油管直径对产量的限制）油管直径对产量的限制4 4）影响气井工艺制度的其他因素）影响气井工艺制度的其他因素三、常规气藏的采气工艺三、常规气藏的采气工艺 按照气藏的特征、开采特点和方式，可将其大体分为常规按照气藏的特征、开采特点和方式，可将其大体分为常规气藏和特殊气藏。常规气井可包括纯气井、低压气井、有边底气藏和特殊气藏。常规气井可包括纯气井、低压气井、有边底水的气藏气井等；特殊气藏主要包括高含硫气藏和凝析气藏。水的气藏气井等；特殊气藏主要包括高含硫气藏和凝析

27、气藏。1.1.无水气藏气井的开采无水气藏气井的开采 无水气藏是指气藏中无边底水和层间水的气藏（也包含边无水气藏是指气藏中无边底水和层间水的气藏（也包含边底水不活跃的气藏）。这类气藏的驱动方式主要是气驱。在底水不活跃的气藏）。这类气藏的驱动方式主要是气驱。在开采过程中除产少量凝析水外，气井基本上只产纯气（有点开采过程中除产少量凝析水外，气井基本上只产纯气（有点也产少量凝析油，但不属凝析气井）。也产少量凝析油，但不属凝析气井）。1.1.无水气藏的开采无水气藏的开采n1 1）无水气藏气井的开采特征）无水气藏气井的开采特征（1 1）气井的阶段开采明显）气井的阶段开采明显产量上升阶段。仅井底受损害，而损

28、害物又易于排出地面的无产量上升阶段。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，气井处于调整工作水气井才具有这个阶段的特征。在此阶段，气井处于调整工作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。件的改善而上升。稳产阶段。产量基本保持不变，压力缓慢下降。稳产期的长短稳产阶段。产量基本保持不变，压力缓慢下降。稳产期的长短主要取决于气井采气速度。主要取决于气井采气速度。递减阶段。当气井的能量不足以克服地层的流动阻力、井筒油递减阶段。当气井的能量不足以克服地层的流动阻力、井筒油管的摩阻和输

29、气管道的摩阻时，稳产阶段结束，产量开始递减。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。低压小产量阶段。产量、压力均很低，但递减速度减慢，生低压小产量阶段。产量、压力均很低，但递减速度减慢，生产相对稳定，开采时间延续很长产相对稳定，开采时间延续很长图 6-10 无水气藏气井生产阶段划分示意图（2）气井合理产量）气井合理产量（3）气井稳产期和递减期的产量、压力能够预测）气井稳产期和递减期的产量、压力能够预测（4）采气速度只影响气藏稳产期的时间长短，而不影响最终）采气速度只影响气藏稳产期的时间长短，而不影响最终采收率采收率n2)2)无水气藏气井的开采工艺措施无水气藏气井的开采工艺措施（

30、1 1）可以适当采用大压差采气）可以适当采用大压差采气（2 2）应正确确定合理的采气速度）应正确确定合理的采气速度（3 3）充分利用气藏能量）充分利用气藏能量（4 4）采用气举排液）采用气举排液2.2.有边、底水气藏气井的开采有边、底水气藏气井的开采n 1 1）动态特征）动态特征实践证明，气井出水早迟主要受以下四个因素的影响：实践证明，气井出水早迟主要受以下四个因素的影响：（1 1）井底距原始气水界面的高度：在相同条件下，井底距气水界面越）井底距原始气水界面的高度：在相同条件下，井底距气水界面越低，气层水到达井底的时间越短。低，气层水到达井底的时间越短。(2)(2)气井生产压差：随着生产压差的

31、增大，气层水到达井底的时间越短气井生产压差：随着生产压差的增大，气层水到达井底的时间越短（3 3）气层渗透性及气层孔缝结构：气层纵向大裂缝越发育，底水到达）气层渗透性及气层孔缝结构：气层纵向大裂缝越发育，底水到达井底的时间越短。井底的时间越短。（4 4）边底水体的能量与活跃程度。）边底水体的能量与活跃程度。n2 2）气井出水的三个明显阶段）气井出水的三个明显阶段（1 1）预兆阶段：气井水中氯根含量明显上升，由几十毫克每升到几千、）预兆阶段：气井水中氯根含量明显上升，由几十毫克每升到几千、几万毫克每升，压力、气产量、水产量无明显变化。几万毫克每升，压力、气产量、水产量无明显变化。（2 2）显示阶

32、段：水量开始上升，井口压力、气产量波动。）显示阶段：水量开始上升，井口压力、气产量波动。（3 3）出水阶段：气井出水增多，井口压力、产量大幅度下降。）出水阶段：气井出水增多，井口压力、产量大幅度下降。n3 3）治水措施）治水措施（1 1）控水采气）控水采气（2 2）堵水）堵水（3 3）排水采气）排水采气3.3.低压气藏的采输气工艺低压气藏的采输气工艺 气藏通常采用是衰竭式开采。因此，随天气藏通常采用是衰竭式开采。因此，随天然气的不断才出，气藏压力将逐渐降低，在开然气的不断才出，气藏压力将逐渐降低，在开采的中后期，气藏就处于低压开采阶段。采的中后期，气藏就处于低压开采阶段。1 1）高、低压分输工

33、艺）高、低压分输工艺2 2）使用天然气喷射器助采工艺）使用天然气喷射器助采工艺3 3）建立压缩机站）建立压缩机站4 4）负压采气工艺技术）负压采气工艺技术四、常规气井的生产动态分析与管理四、常规气井的生产动态分析与管理 实施气井生产管理的目的就是要保证气井在规定的工作实施气井生产管理的目的就是要保证气井在规定的工作制度下稳定生产。一般的，对于未出水的气井，主要工作就制度下稳定生产。一般的，对于未出水的气井，主要工作就是使其稳定生产，尽量延长无水采气期。对于已出水的井，是使其稳定生产，尽量延长无水采气期。对于已出水的井，主要工作就是尽量排除和减少水对采气的影响。主要工作就是尽量排除和减少水对采气

34、的影响。气井生产动态分析的内容包括：分析气井配产方案和工气井生产动态分析的内容包括：分析气井配产方案和工作制度是否合理；分析气井生产有无变化及其变化的原因；作制度是否合理；分析气井生产有无变化及其变化的原因；分析各类气井的生产特征和变化规律，进一步查清气井生产分析各类气井的生产特征和变化规律，进一步查清气井生产能力，预测气井未来产量和压力变化，气井见水及水淹时间能力，预测气井未来产量和压力变化，气井见水及水淹时间等；分析气井增产措施及效果；分析井下及地面采输设备的等；分析气井增产措施及效果；分析井下及地面采输设备的工作状况。工作状况。1.1.用试井资料分析气井动态用试井资料分析气井动态n1 1

35、）正常的指示曲线）正常的指示曲线n2 2）大产量测点时的指示曲线）大产量测点时的指示曲线n3 3）小产量测点时指示曲线上翘）小产量测点时指示曲线上翘n4 4）指示曲线向下弯曲）指示曲线向下弯曲n5 5）指示曲线不规则）指示曲线不规则v1 1）从采气曲线分析气井动态）从采气曲线分析气井动态v2 2）用采气曲线判断井内情况）用采气曲线判断井内情况v3 3）利用采气曲线可分析气井生产规律）利用采气曲线可分析气井生产规律2.2.用采气曲线分析气井动态用采气曲线分析气井动态3.3.利用气井日常生产数据分析气井动态利用气井日常生产数据分析气井动态n1 1）利用油压、套压分析井筒情况）利用油压、套压分析井筒

36、情况不同情况下气井油压、套压的关系如下：不同情况下气井油压、套压的关系如下：纯气井纯气井气水同产井气水同产井开井开井油管生产油管生产套管生产套管生产油、套合采油、套合采油管生产油管生产套管生产套管生产油、套合采油、套合采关井关井井筒内无液柱井筒内无液柱油管内液柱高于环空液柱油管内液柱高于环空液柱油管液柱低于环空液柱油管液柱低于环空液柱油压套压油压套压油压套压油压套压油压油压套压套压相等相等油压油压套压套压油压油压套压套压油压油压套压套压油压套压油压套压油压套压油压套压油压套压油压套压油压套压油压套压n2 2）由生产资料判断气井产水的类别）由生产资料判断气井产水的类别气井产出水一般有两类：一类是

37、气层水，包括边水、底水等；气井产出水一般有两类：一类是气层水，包括边水、底水等；另一类是非气层水，包括凝析水，钻井液水，残酸水，外另一类是非气层水，包括凝析水，钻井液水，残酸水，外来水等。来水等。序号序号名称名称典型特征典型特征1 1气层水气层水氯根含量高（可达数万氯根含量高（可达数万mg/Lmg/L）2 2凝析水凝析水氯根含量低（低于氯根含量低（低于1000mg/L1000mg/L）,杂质少杂质少3 3钻井液水钻井液水浑浊，粘稠，氯根含量不高，固体杂质多浑浊，粘稠，氯根含量不高，固体杂质多4 4残酸水残酸水有酸味，有酸味，PHPH7 7，氯根含量不同，氯根含量不同5 5外来水外来水视来源不同

38、，水型不同，水型不一致视来源不同，水型不同，水型不一致6 6地面水地面水PH7PH7，氯根含量低（低于，氯根含量低（低于100mg/L100mg/L）表表6-12 6-12 不同类别水的典型特征不同类别水的典型特征n3)3)根据生产资料分析是否有边、（底）水侵入气井根据生产资料分析是否有边、（底）水侵入气井由以下几种情况综合判断气井是否是边、底水侵入由以下几种情况综合判断气井是否是边、底水侵入（1 1）钻探证实气藏存在边、底水）钻探证实气藏存在边、底水;(2)(2)井身结构完好，不可能有外来水窜入；井身结构完好，不可能有外来水窜入；(3)(3)气井产水的水性与边水一致；气井产水的水性与边水一致

39、；（4 4）采气压差增加，可能引起底水锥进，气井产水量增加；）采气压差增加，可能引起底水锥进，气井产水量增加；（5 5）历次试井结果对比：指示曲线上，开始上翘的）历次试井结果对比：指示曲线上，开始上翘的“偏高点偏高点”的生产压差逐渐减小，证明水锥高度逐渐增高，单位压差的生产压差逐渐减小，证明水锥高度逐渐增高，单位压差下的产水量增大。下的产水量增大。（1 1）经钻探知道气层上面或下面有水层；）经钻探知道气层上面或下面有水层；（2 2）气井固井质量不合格或套管下得浅、裸露层多，以及）气井固井质量不合格或套管下得浅、裸露层多，以及在采气过程中发生套管破裂，提供了外来水入井通道；在采气过程中发生套管破

40、裂，提供了外来水入井通道；（3 3）水性与气藏水性不同；）水性与气藏水性不同；（4 4）井底流压高于水层压力下生产时气井不出水，低于水）井底流压高于水层压力下生产时气井不出水，低于水层压力时则出水；层压力时则出水；（5 5）气水比规律出现异常。）气水比规律出现异常。n4 4）根据生产资料分析是否有外来水侵入气井）根据生产资料分析是否有外来水侵入气井第三节第三节 气井出水与排水采气工艺气井出水与排水采气工艺一、气井出水原因及其对生产的影响一、气井出水原因及其对生产的影响1 1、气井出水原因、气井出水原因（1 1）气井生产工艺制度不合理。气井产量过大，使边、底水）气井生产工艺制度不合理。气井产量过

41、大，使边、底水突进，形成突进，形成“水舌水舌”或或“水锥水锥”，特别是裂缝发育的高渗区，特别是裂缝发育的高渗区，底水沿裂缝上升更容易形成底水沿裂缝上升更容易形成“水锥水锥”。（2 2）气井钻在离边水很近的区域）气井钻在离边水很近的区域 ，或有底水的气藏气井开采，或有底水的气藏气井开采层段打开过深，接近气水接触面。层段打开过深，接近气水接触面。（3 3）气水接触面已推进到气井井底，不可避免地要产地层）气水接触面已推进到气井井底，不可避免地要产地层水。水。2.2.气井产水对生产的影响气井产水对生产的影响（1 1）气藏出水后，在气藏产生分割区，形成死气区，加之部分气）气藏出水后，在气藏产生分割区，形

42、成死气区，加之部分气井过早水淹，使最终采收率降低。一般纯气驱气藏最终采收率井过早水淹，使最终采收率降低。一般纯气驱气藏最终采收率可达可达90%90%以上，水驱气藏采收率仅为以上，水驱气藏采收率仅为40%50%40%50%，气藏因气水两相，气藏因气水两相流动使一次采收率低于流动使一次采收率低于40%40%。（2 2）气井产水后，降低了气相渗透率，气层收到伤害，产气量迅）气井产水后，降低了气相渗透率，气层收到伤害，产气量迅速下降，递减期提前。速下降，递减期提前。（3 3）气井产水后，由于在产层和自喷管住内形成气水两相流动，）气井产水后，由于在产层和自喷管住内形成气水两相流动，压力损失增大，能量损失

43、也增大，从而导致单井产量迅速递减，压力损失增大，能量损失也增大，从而导致单井产量迅速递减，气井自喷能力减弱，逐渐变为间歇井，最终因为井底严重积液气井自喷能力减弱，逐渐变为间歇井，最终因为井底严重积液而水淹停产。而水淹停产。（4 4）气井产水将降低天然气质量，增加脱水设备和费用，增加了）气井产水将降低天然气质量，增加脱水设备和费用，增加了天然气的开采成本。天然气的开采成本。二、排水采气工艺二、排水采气工艺 针对出水气藏气井的上诉特点，对有水气藏的排水采气工艺针对出水气藏气井的上诉特点，对有水气藏的排水采气工艺技术科分为一次开采的技术科分为一次开采的“三稳定三稳定”带水采气制度和二次开采的排带水采

44、气制度和二次开采的排水采气工艺技术。水采气工艺技术。所谓一次开采的所谓一次开采的“三稳定三稳定”带水采气制度，就是针对带水采气制度，就是针对有水气井不同的生产类型和特点，在开发初期，优选井口角式节有水气井不同的生产类型和特点，在开发初期，优选井口角式节流阀开度，使气水两相管流举升效率最高，在合理的工艺制度下流阀开度，使气水两相管流举升效率最高，在合理的工艺制度下吧流入井筒的水全部带出地面，从而使气井的气、水产量，井口吧流入井筒的水全部带出地面，从而使气井的气、水产量，井口流压和气水比保持相对稳定的生产制度。流压和气水比保持相对稳定的生产制度。所谓有水气藏的二次开采技术，是指开发的中、后期，所谓

45、有水气藏的二次开采技术，是指开发的中、后期，根据不同类型气水井的特点，采用相适应的人工或机械的助喷工根据不同类型气水井的特点，采用相适应的人工或机械的助喷工艺，排除井筒积液，降低井底回压，增大井下压差，提供气井带艺，排除井筒积液，降低井底回压，增大井下压差，提供气井带水能力和自喷能力，确保产水水气井正常采气的生产工艺。水能力和自喷能力，确保产水水气井正常采气的生产工艺。第四节第四节 优选管柱排水采气优选管柱排水采气一、产气管柱尺寸对气井生产的影响一、产气管柱尺寸对气井生产的影响 气井中的产气管柱，也就是装在套管内的管柱，至少气井中的产气管柱，也就是装在套管内的管柱，至少可以起到三种重要作用。可

46、以起到三种重要作用。首先，如果管柱在靠近井底处安首先，如果管柱在靠近井底处安装有封隔器，则管柱可以保护套管不受产气管柱内流体的装有封隔器，则管柱可以保护套管不受产气管柱内流体的高压作用。其次，它可以保护套管不受液体的腐蚀作用。高压作用。其次，它可以保护套管不受液体的腐蚀作用。第三，如果尺寸及组合得当，使用产气管柱可以使井身内第三，如果尺寸及组合得当，使用产气管柱可以使井身内不会留有烃类液体和水。第四，管柱的尺寸必须足够大，不会留有烃类液体和水。第四，管柱的尺寸必须足够大，因而可以使气井在井口回压的作用下能通过最大气量。第因而可以使气井在井口回压的作用下能通过最大气量。第四项是在有各种限制情况下

47、所起到的作用最重要的一个四项是在有各种限制情况下所起到的作用最重要的一个二、优选管柱工艺原理二、优选管柱工艺原理 要要举举起起一一定定直直径径的的液液滴滴，井井中中的的气气体体速速度度必必须须超超过过不不流流动气体中液滴的自由降落速度，这个速度由下式给出动气体中液滴的自由降落速度，这个速度由下式给出:当当气气流流速速度度等等于于液液滴滴沉沉降降的的最最终终速速度度时时，直直径径为为d d的的液液滴就能被气流夹带到地面，即滴就能被气流夹带到地面，即（6-9）（6-10）则携带最大液滴的最小气体流速为则携带最大液滴的最小气体流速为 液滴变形的惯性力液滴变形的惯性力 与阻止这种变形的表面压力与阻止这

48、种变形的表面压力 /d之比，之比，用韦伯数（用韦伯数（Weber number）来表示）来表示 许多实验表明，在韦伯数达到许多实验表明，在韦伯数达到30之前，存在着稳定的液滴。因此，之前，存在着稳定的液滴。因此，稳定的自由降落液滴的最大直径为稳定的自由降落液滴的最大直径为(6-14)（6-12）（6-11）为安全计，为安全计，TurnerTurner等人建议取安全系数为等人建议取安全系数为20%20%。有。有为了矿场使用，对水可以采用如下数值：为了矿场使用，对水可以采用如下数值：=60N/m=60N/m，=1081kg/m3=1081kg/m3。则。则 对于凝析油：对于凝析油：=20N/m=2

49、0N/m，=726kg/m3=726kg/m3。则。则 （6-15）三、应用的技术界限与条件三、应用的技术界限与条件优点优点（1 1）属自力式气举，能充分利用气藏自身能量，不需人为施加）属自力式气举，能充分利用气藏自身能量，不需人为施加外部能源助喷，外部能源助喷，（2 2）变井由间歇生产为较长时期的连续生产，经济效益显著；）变井由间歇生产为较长时期的连续生产，经济效益显著；（3 3）设计成熟、工艺可靠，成功率高；）设计成熟、工艺可靠，成功率高；（4 4）设备配套简单、施工管理方便，易推广。）设备配套简单、施工管理方便，易推广。缺点：缺点：（1 1）工艺井必须有一定的生产能力，无自喷能力的井必须

50、辅）工艺井必须有一定的生产能力，无自喷能力的井必须辅以其他诱喷措施复产或采用不压井修井工艺作业；以其他诱喷措施复产或采用不压井修井工艺作业；（2 2）工艺的排液能力较小，一般在）工艺的排液能力较小，一般在120m2/d120m2/d左右；左右；3 3对小油对小油管常受井深影响。一般在管常受井深影响。一般在2600m2600m左右左右 第五节第五节 泡沫排水采气泡沫排水采气一、泡沫排水采气机理一、泡沫排水采气机理 能显著降低水的表面张力或界面张力的物质称能显著降低水的表面张力或界面张力的物质称为表面活性剂，也称为起泡剂。泡沫排水采气是向为表面活性剂，也称为起泡剂。泡沫排水采气是向井内注入某种能够