《泡沫排水采气论》课件.ppt

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1、泡沫排水采气论PPT课件 本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！汇 报 题 纲一、概述 二、泡沫排水采气工艺技术原理 三、起、消泡剂的筛选及加注流程的改进 四、现场试验及应用效果评价 五、结论与建议 一、概述一靖边气田产水现状二靖边气田产

2、水特征三靖边气田排水采气的优选一靖边气田产水现状图1 靖边气田历年产水井数、年产水量、历年产水量变化图截止目前，靖边气田已完钻气井500多口，自1992年发现第一口产水气井至今，共计已有84口井产地层水，约占总完钻井数的16%，产水井中日产水量最大可达222m3陕20井。目前靖边气田下古共投产气井326口，产水井53口，占下古投产井数的16.36%，产水井稳定配产222.5104m3/d，占气田总产气量的13.48%，日产水323 m3左右，约占气田总产水量的70.8%，单井最大日产水量40m3，平均单井日产水6.7m3，平均水气比1.49m3/104m3。截至2005年12月底，53口产水井

3、历年累计产气32.08108m3，占气田历年产气量13.44%，产水30.26104m3，占气田历年产水量68.58%。二靖边气田产水气井生产特征1、产水气井易造成油套压值偏大油套压差（MPa）井数（口）平均配产（104m3/d）平均产水量（m3/d）累计配产（104m3）累计产水量（m3）比例（）小于1184.56.7381.1121.233.9612103.422.5134.225.118.862362.634.5818.527.511.323452.084.0610.420.39.42大于471.718.61260.213.22关井713.22合计53156.2254.3表1 产水气井按

4、油套压差分类结果表 图2 产水气井按油套压差分类柱状图图3 陕170井采气曲线图2、产水气井易形成较大的水气比水气比（m3/104m3）井数（口）平均配产（104m3/d）平均产水量（m3/d）平均水气比（m3/104m3）配产（104m3）产水量（m3）比例（）小于0.5265.41.20.22214731.250.00.51.0 54.22.80.66721149.3大于1.0154.118.84.58561.6282.227.7产水规律不清楚713.0合计53229.6327.4表2 产水气井按水气比分类结果表 图4 产水气井按水气比分类柱状图图5 G4-9井采气曲线图三靖边气田排水采气

5、工艺技术优选排水方法泡沫优选管柱气举柱塞气举机抽电潜泵射流泵最大排液量（m3/d）1001004005070500300最大井深（m）4000380035003000240027002800斜井适宜较适宜适宜受限受限受限适宜地面环境条件适宜适宜适宜适宜一般适宜适宜，需高压电源适宜开采条件高气液比很适宜很适宜适宜很适宜较适宜一般适宜适宜含砂适宜适宜适宜受限较差含砂5%适宜很适宜地层水结垢很适宜化防，较好化防，较好较差较差较好较好腐蚀性较适宜加缓蚀剂适宜适宜适宜高含H2S受限较差适宜设计难易简单简单较易较易较易较复杂较复杂维修管理方便很方便方便方便方便较方便方便投资成本低低较低较低较低较高300较

6、高表3 排水采气工艺技术的适应性和目前工艺水平表图6 泡沫排水采气工艺流程示意图 泡沫排水采气工艺是将起泡剂注入油套环空，与井筒积液混合，借助天然气气流的搅动，利用起泡剂的泡沫效应、分散效应、减阻效应和洗涤效应在井筒产生低密度含水泡沫，降低液体密度，减少液体沿油管壁上行时的“滑脱损失，提高气流垂直举升能力和气井的携液能力，从而到达排出井筒积液的目的。其工艺流程如图1所示。改工艺具有设备简单、施工容易、投资少、见效快、不影响日产生产等优点。汇 报 题 纲一、概述 二、泡沫排水采气工艺技术原理 三、起、消泡剂的筛选及加注流程的改进 四、现场试验及应用效果评价 五、结论与建议 泡沫排水采气工艺是将外

7、表活性剂起泡剂利用柱塞泵注入油套环空，与井筒积液混合，借助天然气气流的搅动，利用起泡剂的泡沫效应、分散效应、减阻效应和洗涤效应在井筒产生低密度含水泡沫，降低液体密度，提高气流垂直举升能力和气井的携液能力，从而到达排出井筒积液的目的。汇 报 题 纲一、概述 二、泡沫排水采气工艺技术原理 三、起、消泡剂的筛选及加注流程的改进 四、现场试验及应用效果评价 五、结论与建议 三、起、消泡剂的筛选及加注流程的改进 一泡沫排水剂的组成二泡沫排水剂筛选 三 起、消泡剂加流程的改进 一起泡剂的组成及消泡原理 起泡剂由外表活性剂、稳定剂、防腐剂、缓蚀剂等复配而成。其主要成分是外表活性剂，一般含量为30%40%。外

8、表活性剂是一种线性分子，由两种不同基团组成，一种是亲水基团，与水分子的作用力强，另一种是亲油基团，与水分子不易接近。当外表活性剂溶于水中后，根据相似相溶原理，亲水基团倾向于留在水中，而亲油基团倾向于分子在液体外表上整齐地取向排列形成吸附层，此时溶液外表张力大幅降低，当有气体进入外表活性剂溶液时，亲水基团定向排列在液膜内，亲油基团那么定向排列在液膜内外两面，靠分子作用力形成稳定的泡沫。二泡沫排水剂选择1、2004年起、消泡剂选择过程1起泡剂的筛选表4 起泡剂起泡能力和携液量测定实验分析认为UT-11B起泡剂比较适宜靖边气田产水气井实际情况，其理论使用浓度为3。(2)消泡剂性能测定型号消泡剂浓度破

9、泡速度抑泡能力%minmlFG-217.7510FG-7I16.710TXP-817.510WT-116.1330表5 消泡剂消泡速度和抑泡能力测定数据 从试验数据看，WT-1型消泡剂消泡速度较快，但抑泡所用消泡剂量较大；FG-2、FG-7I和 TXP-8型消泡剂抑泡所用消泡剂量一样，而FG-7I型消泡剂破泡速度相对较快，考虑到起消泡剂间的相互配伍性，选择FG-7I型消泡剂作为气田所用的消泡剂。消泡剂型号称取重量稀释比例破泡时间抑泡时间克%秒分秒FG-7I11232922171403316359441450155109236610958表6 FG-7I型消泡剂性能测试数据 从消泡剂性能测定数据

10、看出：FG-7I型消泡剂具有破泡速度快、抑泡能力强的特点，是适合靖边气田消泡剂，最正确理论使用浓度为1.25。(3)起、消泡剂与气田其它溶剂间配伍性能测定表7 UT-11B型起泡剂与凝析油、甲醇、缓蚀剂配伍性试验数据名称名称浓度浓度起泡体积起泡体积 ml ml15min15min携液量携液量 ml/L ml/L30S30S3min3min5min5min常温常温高温高温常温常温高温高温常温常温高温高温常温常温高温高温凝析油凝析油1 10 00 00 0605605甲醇甲醇35350 00 00 0缓蚀剂缓蚀剂5 50 00 00 0表8 FG-7I型消泡剂与凝析油、甲醇、缓蚀剂配伍性试验数据型

11、号浓度破泡速度抑泡能力备注%minml凝析油14.55选用3的UT-11B型起泡剂配制试验所用起泡液甲醇353.8710缓蚀剂53.455表9 起、消泡剂对三甘醇起泡趋势影响试验数据浓度泡沫高度 ml消泡时间 s试验条件起泡剂消泡剂起泡剂消泡剂三甘醇：100温度：40气速：0.04m3/h01.5318.13.41028.6210.72.81246.6313.62.71469.3 根据对起消泡剂的配伍性试验数据分析：凝析油对起泡剂的发泡能力有明显影响，但对起泡剂的携液能力影响不大；甲醇和缓蚀剂对起泡剂发泡能力和携液能力均有明显影响；甲醇、缓蚀剂、凝析油本身都有一定的消泡、稳泡能力，使消泡剂的消

12、泡和抑泡性能都有所增强。起泡剂对三甘醇的影响较大，随着起泡剂浓度增加，三甘醇发泡趋势越显著，消泡剂对三甘醇发泡趋势的影响较小，而且浓度越高，发泡趋势越小。2、2005年起、消泡剂选择过程1起泡剂的筛选No.选用起泡剂名称起泡剂浓度地层水总量起始泡高（mm）3min后泡高（mm）1SPI-51300ml120702CT5-21300ml15040380021300ml14020480051300ml135105HY-3g1300ml120110表10 起泡剂起泡力测定表No.选用起泡剂名称起泡剂浓度地层水总量带出水量带水时间1SPI-51300ml1956002CT5-21300ml255600

13、380021300ml230600480051300ml2206005HY-3g1300ml260600表11 起泡剂动态带水能力测定表 通过以上罗氏泡高实验和动态带水实验说明：HY-3g泡排剂是上述五种起泡剂中，最适合陕5井地层水的起泡剂，具有高温下泡沫稳定，带水能力强的特点。2筛选出的起泡剂HY-3g型各种性能测定不同浓度HY-3g起泡能力评价实验 起泡剂浓度%起始泡高mm三分钟后泡高mm五分钟后泡高mm0.05 65.00 65.00 60.00 0.10 120.00 110.00 105.00 0.30 165.00 170.00 165.00 0.45 180.00 195.00

14、185.00 0.50 180.00 195.00 190.00 表12 不同浓度的HY-3g起泡剂泡高情况不同浓度HY-3g带水能力评价实验起泡剂浓度%带出液量ml带液时间0.05605400.102006000.302805000.452805000.50280500表13 不同浓度的HY-3g起泡剂动态带水情况 0.1%HY-3g型起泡剂与不同浓度的甲醇配伍性测定实验表14 参加不同浓度甲醇后泡高试验情况地层水量ml甲醇量ml起始泡高mm三分钟后泡高mm五分钟后泡高mm290101151151002802011511510027030115110100260401151101002406

15、01008075210902000 不同浓度HY-3g型起泡剂与三甘醇配伍性评价实验起泡剂浓度地层水三甘醇起泡剂消泡剂蒸出量温度范围30%150ml350ml/342ml10020%100ml400ml/393ml10010%50ml450ml/444ml1005%25ml475ml/470ml10030%145ml350ml5ml340ml10020%95ml400ml5ml391ml10010%40ml450ml5ml5ml445ml1005%15ml475ml5ml5ml472ml100表15 三甘醇蒸馏试验中三甘醇回收情况 不同浓度HY-3g型起泡剂的缓蚀性能评价表16 起泡剂缓蚀性评

16、价不同浓度HY-3g型起泡剂外表张力测定表17 外表张力测定情况序号水样药剂名称药剂浓度(%)表面张力(mN/m)备注1自来水无无71.90水量：50ml/次2陕5井无无56.603陕5井HY-3g0.0532.904陕5井HY-3g0.1033.305陕5井HY-3g0.3033.90 根据以上室内评价可得出HY-3g起泡剂能适应泡沫助排的要求，与生产井地层水混合后，在井下温度、压力条件下不产生堵塞。起泡剂使用浓度0.050.1%较适宜。另外HY-3g起泡剂具有在盐水和H2S气体中起到缓蚀功能的作用，可降低盐水和H2S气体对钢铁的腐蚀，保护井下管串，延长使用寿命，缓蚀率40%。且起泡剂与甲醇

17、混合甲醇体积浓度20使用根本不影响起泡剂效果。2、消泡剂性能测定项目破泡速度（s）抑泡时间（min）HY-3g起泡剂+陕5井层水+消泡剂55表18 消泡剂破泡时间与抑泡时间表 由上表可以看出，与HY-3g起泡剂配套X-1消泡剂具有有快速消泡作用和优良的抑泡能力，可以到达现场试验要求。三消泡剂加注流程的改进 根据靖边气田工艺流程现状及泡沫排水试验已取得的认识，制作两个用于放置配好起泡剂和消泡剂溶液的1m3罐，由于靖边气田为防止高压集气过程中生成水合物堵塞采气管线需要注入防冻剂甲醇，每口单井需要一台柱塞泵32L/h、一条注醇管线与采气管线伴行，起泡剂加注充分利用该流程，用现有的注醇泵和注醇管线将起

18、泡剂注入到油套环空。图7 起、消泡剂加注工艺流程示意图1、消泡剂加注泵的改进图8 消泡剂加注泵改进前后比照图 以前，加注消泡剂泵是专门安装一台气动泵，该泵的排量仅为5L/h，并且要与站内自用气管线连接，燃烧的尾气还要通过仪表风放空管线进展放空，因此，安装和撤除气动泵时就必须站内动火，造成全站关井，影响气井开井时率。为了防止这些因素，在充分利用站内设备，减少投资本钱思想的指导下，2005年对消泡剂的加注泵的改进，根据每座集气站都有一台混合注醇泵或有些站内有预留泵现象，充分利用该设备，作为消泡剂的加注泵。由于该注醇泵排量较大32L/h，注入的消泡剂稀释浓度低，可与天然气充分接触，消泡效果更好。2、

19、消泡剂注入口的改进图9 消泡剂注入口改进前后比照图 以前，消泡剂通过气动泵，从加热炉节流后压力表接头处参加。根据站内加热炉与脱水橇之间的距离大概20米左右，导致消泡剂与泡沫接触时间较短，消造成泡效果不理想。为了在目前的条件下，根据站内的实际情况，将消泡剂的注入口为单井进站压力表考克处此处在站内流程中距离脱水撬最远，在原来的距离上大概增加了5米，提高了消泡剂与泡沫的接触时间，使消泡效果明显。通过对消泡剂加注泵和注入口的改进，不但提高了消泡效果，而且减少了投资本钱减少一台气动泵以及管线焊接的费用，使操作简单化，减少集气站员工的劳动强度。汇 报 题 纲一、概述 二、泡沫排水采气工艺技术原理 三、起、

20、消泡剂的筛选及加注流程的改进 四、现场试验及应用效果评价 五、结论与建议 一、概述一陕5井试验情况二G25-5井试验情况三G6-2井试验情况时间油压（MPa）套压（MPa）油套压差（MPa）产气量 （104m3/d）产水量（m3）5-37.20 12.80 5.60 2.3380 11.000 5-46.20 12.80 6.60 1.3758 5.200 5-87.20 12.80 5.60 1.5529 4.677 6-15.80 13.60 7.80 1.5975 12.900 6-25.80 13.60 7.80 2.1697 14.600 6-35.80 13.60 7.80 1.9

21、637 12.900 6-45.40 12.00 6.60 1.3979 14.800 6-57.00 11.20 4.20 1.5573 14.300 6-69.60 11.80 2.20 1.5065 14.600 6-79.00 11.40 2.40 1.7698 15.300 6-87.40 11.00 3.60 1.8413 15.500 6-97.00 10.80 3.80 1.9937 16.400 6-107.80 10.80 3.00 1.9755 14.500 6-118.00 10.90 2.90 1.9284 14.700 6-127.80 10.60 2.80 2.0

22、704 15.300 6-137.80 10.40 2.60 2.2044 12.600 6-147.60 10.20 2.60 2.2268 18.900 6-157.40 10.20 2.80 2.3612 13.700 表19 陕5井试验前后生产数据比照表一陕5井试验情况图10 陕5井试验前后曲线变化情况 由陕5井的试验可看出，泡沫排水采气工艺对于提高气井气体携液能力，缩小气井油套压差，保证产水气井连续稳定生产方面具有较好的效果。试验初期大浓度的起泡剂主要起到集中排出井筒积液的作用，井筒积液排出后调整起泡剂的用量，保证气井的连续带液，同时也减少了起泡剂的用量。二G25-5井试验情况图11

23、 G25-5井试验期间24小时瞬时流量变化图12 G25-5井停注起泡剂后24小时瞬时流量变化检测日期集气站贫液PH值富液PH值露点备注2005.9.13中2站97.196.0697.196.061 没有进行脱水2005.9.20中2站97.225.8696.645.62-1 进行脱水一周后表20 进撬前后三甘醇及露点检测情况第一阶段试验第二阶段试验起泡剂类型HY-3gUT-11B起泡剂稀释比例1:1001:20稀释后起泡剂加注量(L/d)600L左右300L左右起泡剂加注量(L/d)6L左右10L左右起泡剂加注浓度()0.61.5加注方式24小时连续加注24小时连续加注平均日产气量(104m

24、3)0.950.66平均日产水量(m3)106.5平均油压(MPa)7.78.8平均套压(MPa)10.712.8脱水情况进脱水撬10天由于消泡剂没有到货没有进脱水撬实验天数27天54天每公里压力损失(MPa)1.131.63备注由于没有药剂终止试验由于注醇管线冻堵停止试验表21 G25-5井两次实验参数比照表图13 G25-5井试验前后曲线变化情况 由G25-5井的两次试验可看出，泡沫排水采气工艺对于提高气井气体携液能力、缩小气井油套压差、保证产水气井连续稳定生产方面具有较好的效果，另外与陕5井一样，同样存在地面管线压力损失较大的现象最大也到达4.0MPa。在该井第一阶段试验过程中产水量产气

25、量根本稳定，瞬时流量比较平稳，但在第二阶段试验出现瞬时流量波动现象，且不进展消泡，局部泡沫被带到外输，另外由于受到环境温度的影响，出现起泡剂结冰现象，无法进展正常加注。三G6-2井试验情况图14 G6-2井加注与未加注起泡剂时排液频次变化情况图15 G6-2井试验前后曲线变化情况四试验效果分析 通过对G6-2井、G25-5井和陕5井开展泡沫排水采气工艺试验，发现两种起泡剂均能到达提高气井携液能力，确保具有一定产能、携液能力较差的低产水气井正常稳定生产；加注起泡剂时均表现为井口油套压差减小，说明起泡剂可促使井筒积液排出，生产过程中气井产液比较稳定，瞬时流量波动较小，说明气井生产较平稳；但是试验过

26、程中试验井进站压力根本与外输系统压力持平，采气管线压力损失大；在实验井产气进入脱水系统脱水时，三甘醇脱水系统运行平稳，但脱水时间较短有待于进一步观察；另外受到环境温度影响，在气温低于-15起泡剂容易冻堵，影响正常加注。井号投入产出投入于产出比加注浓度日加注量(L)药剂成本（元）日增产气量（104m3)日增产气量（元）起泡剂起泡剂起泡剂起泡剂陕50.818.5112900.530001：10.3G25-50.81.1892540.318001:7.1G6-21.5220266201.272001：11.6表22 气井加注起泡剂的投入与产出比照表 由表22可以看出：两种起泡剂在使用过程中HY-3g

27、使用浓度较低，一般为0.8左右，而UT-11B使用浓度较高，一般为1.5左右，消泡剂使用均为起泡剂的1.3倍。试验前3口产水气井生产过程中均不能够稳定生产，加注起泡剂之后生产比较平稳，停注起泡剂后气井又不能够正常生产，G6-2井表现最为明显，该井试验过程中日平均增产气量1.2104m3/d，每天加注起泡剂20Kg，加注消泡剂26Kg，日投入约为620元，日增效益为7200元，投入与产出比达1：11.6，效果较为显著。汇 报 题 纲一、概述 二、泡沫排水采气工艺技术原理 三、起、消泡剂的筛选及加注流程的改进 四、现场试验及应用效果评价 五、结论与建议 1、通过进展室内评价实验，适应靖边气田气质、

28、水质，可与三甘醇、甲醇等药剂配伍的起泡剂型号为UT-11B对应的消泡剂为FG-7I、HY-3g对应的消泡剂为X-1。2、现场实验说明，通过对产水气井开展泡沫排水采气工艺，可有效提高气井携液能力，缩小气井油套压差，使产水气井连续稳定生产。3、起、消泡剂加注流程根本可以满足排水采气工艺需要，试验过程中，未出现起、消泡剂影响三甘醇脱水系统运行等问题。4、两种药剂在使用过程中，起泡剂与消泡剂比例根本都为1：1.3，起泡剂HY-3g加注浓度约0.8比UT-11B加注浓度约1.5用量少，经济性略好。5、在起消泡剂加注流程、药剂温度适应范围及采气管线降阻等方面还存在一些问题，有待进一步进展研究和实验。敬请各位领导、专家敬请各位领导、专家批评指正批评指正谢谢 谢谢!