排水采气.ppt

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1、第六节第六节 排水采气排水采气 目的：目的：排除井筒中的积液。积液的产生：积液的产生：在气井中常有烃类凝析液或地层水流入井底。当气井产量高、井底气液速度大而井中流体的数量相对较少时，水将完全被气流携带至地面，否则，井筒中将出现积液。积液的危害：积液的危害：积液的存在将增大对气层的回压，并限制其生产能力，有时甚至会将气层完全压死以致关井。采取的措施：除采取防止地层水进入气井的一系列措施以减少流入井底的水外，还必须采取措施排出井筒中的积液。气体动力学方法：优选管柱排水采气机械方法：柱塞气举排水采气物理化学方法：泡沫排水采气排除井筒积液的方法：一、一、优选管柱排水采气优选管柱排水采气 1）油管直径过

2、小：虽可以提高气流速度，有利于将井底的液体排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井口压力下所要求的井底流压高，从而限制了气井产量；2）油管直径过大，虽可以降低气流速度及摩阻损失，从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度无法将井底液体携至地面，最终造成井底积液、流压升高而限制产气量。因此必须根据气井的产能状况优选合理的管径，充分利用气藏的能量，尽可能多地使井底的液体能及时被气流携带到地面，以获得最大产气量。优选管柱排水采气 的核心：确定连续排液所需的最小气量。1969年特纳(Turner)等人给出了能将气流中最大液滴携带到地面的最低气流流速：影响因素：气井连续排液所需的最低流速(也称临界流速)主

3、要受气、液密度、及界面张力影响。如 按井底条件算，则最小产气量应为：式中 气流携带液滴所需的最小流量(标准状态)，油管内径，m；井底流压，MPa；T井底气流温度，K；Z井底压力、温度下的气体压缩因子。（11-38）式(11-38)又可改写为：按此式初步选定管径后，还需用节点分析方法对管柱及整个生产系统进行核算分析，以实现整个生产系统最优化。以特纳液滴模型为基础的优选管柱方法适用条件：高气液比、井筒中呈雾状流的含液气井，对井筒中呈其它流动型态的含液气井，则不宜用此方法。二、二、柱塞气举排水采气柱塞气举排水采气主主要要方方法法：游梁式抽油机、连续气举、电潜泵及柱塞气举。柱柱塞塞气气举举：是利用气井

4、自身能量推动油管内的柱塞举水，不需其它动力设备、生产成本低，在美国被认为是最佳的排水采气工艺。优优点点：由于柱塞在举升气体与采出液体之间形成一个固体界面，能够有效地防止气体上窜和液体回落，从而减少了滑脱损失、提高了举升效率。1.柱塞气举装置柱塞气举装置 典型的柱塞气举装置如图11-34所示，其组成为：1)柱柱塞塞。柱塞体内有一阀，根据密封和旁通方式的不同，可设计成不同类型。2)井井底底装装置置。井底装置主要由制动器和井下缓冲器等组成。制动器用卡瓦固定在油管鞋附近。缓冲器主要是一缓冲弹簧，安装在制动器顶部，当柱塞下行碰撞时起缓冲作用。3)防防喷喷管管。防喷管安装在井口闸门以上，主要由弹簧、缓冲板

5、和手动柱塞捕捉器等组成，其功能是吸收上行柱塞抵达井口的动能，必要时可以捕捉柱塞。4)地地面面装装置置。地面装置主要由时间-周期控制器和气动阀组成。气动阀按控制器定时发出的指令开关。2.柱塞气举的工作原理柱塞气举的工作原理 柱塞气举装置的正常工作由时间-周期控制器定时地控制气动阀的开关来完成。当气动阀关闭时，柱塞上的阀已被防喷管内的撞击杆顶开，打开旁通，柱塞自行下落。柱塞撞击井下缓冲器后阀关闭，同时油管中液面不断上升。当油套环空压力恢复到足以突破油管鞋举升柱塞以上液体时，气动阀打开，气体迅速从套管进入油管，与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上部液体升向井口，直到把柱塞上部的液体举升至地面，柱塞撞

6、击防喷管内的顶杆后，阀再次打开，气动阀关闭，柱塞下落，开始下一次工作循环。柱塞气举工艺在气举采油井中也被广泛应用。三、三、泡沫排水采气泡沫排水采气 泡泡沫沫排排水水采采气气就就是是从从井井口口向向井井底底注注入入某某种种能能够够遇遇水水起起泡泡的的表表面面活活性性剂剂(即即起起泡泡剂剂)，井井底底积积水水与与起起泡泡剂剂接接触触后后，借借助助天天然然气气流流的的搅搅动动，生生成成大大量量低低密密度度水水泡沫，随气流携带到地面。泡沫，随气流携带到地面。1.起泡剂的性能要求及适用条件起泡剂的性能要求及适用条件（1）性能要求）性能要求 除具备表面活性剂一般性能外，还要求具有起除具备表面活性剂一般性能

7、外，还要求具有起泡能力强、泡沫携液量大及泡沫稳定性适中等特殊泡能力强、泡沫携液量大及泡沫稳定性适中等特殊性能。常用的表面活性剂有离子型、非离子型、两性能。常用的表面活性剂有离子型、非离子型、两性表面活性剂及高分子聚合物表面活性剂。性表面活性剂及高分子聚合物表面活性剂。(2)适用条件适用条件 气井流体性质不同，采用的起泡剂也不同。一般气水井一般气水井主要采用阴离子型起泡剂，如磺酸盐、硫酸脂盐等，单独使用就能获得较好的效果；含凝析油的气水井含凝析油的气水井中，由于凝析油本身是一种消泡剂，会使起泡剂性能变差，应采用多组分的复合起泡剂(常将几种起泡剂同时配入一个体系中使用)，也可采用两性或聚合物表面活性剂；含硫化氢的气水井含硫化氢的气水井中，要注意防腐用的缓蚀剂与起泡剂互相之间能配伍，使起泡剂不受影响。2.起泡剂的注入方式起泡剂的注入方式 起泡剂一般从油套环空注入，水呈泡沫段塞状态从油管与气一同排出后，在地面进行分离。注起泡剂的方式有便携式投药筒、泡沫排水专用车、井场平衡罐及电动柱塞计量泵等多种，需根据井场条件选择。