氣井分析故障診斷專家講座

第一節(jié)純氣井滲流系統(tǒng)第二節(jié)氣井異常和故障第三節(jié)氣井儲(chǔ)層異常診療

第四節(jié)氣井井下故障診療第五節(jié)排水采氣工藝井診療

目錄氣井分析故障診斷專家講座第1頁(yè)第一節(jié)純氣井滲流系統(tǒng)

一口氣井在采氣過(guò)程中，天然氣由儲(chǔ)層流動(dòng)到井口，要經(jīng)過(guò)四個(gè)階段，也就是說(shuō)裂縫—孔隙型儲(chǔ)層，天然氣由孔隙滲流到裂縫，再滲流到井底，最終抵達(dá)井口，要經(jīng)過(guò)孔隙、裂縫、井底、井筒垂管流動(dòng)四個(gè)階段。氣井分析故障診斷專家講座第2頁(yè)

當(dāng)壓力降傳遞到氣井供氣邊界或裂縫系統(tǒng)邊界時(shí)，氣井控制范圍內(nèi)形成了一個(gè)穩(wěn)定壓降漏斗，并相對(duì)均衡下降，即進(jìn)入了壓降擬穩(wěn)定階段。所以，我們所說(shuō)氣井生產(chǎn)壓差就是指該井地層壓力與井底流動(dòng)壓力之差：△P=PR-Pwf式中：△P：生產(chǎn)壓差；PR：地層壓力；Pwf：井底流動(dòng)壓力。氣井分析故障診斷專家講座第3頁(yè)

那么，氣井產(chǎn)氣量與生產(chǎn)壓差之間是什么關(guān)系呢？這就是經(jīng)過(guò)試井求得生產(chǎn)方程式：（圖1-4，1-5）

氣井分析故障診斷專家講座第4頁(yè)二項(xiàng)式生產(chǎn)方程式：指數(shù)式生產(chǎn)方程式:式中:PR：地層壓力MPa（絕）Pwf：井底壓力MPa（絕）qg：日產(chǎn)氣量m3/dA：摩擦阻力系數(shù)（簡(jiǎn)稱摩阻系數(shù)）C：采氣指數(shù)B：慣性附加阻力系數(shù)（簡(jiǎn)稱慣性系數(shù)）n：滲流指數(shù)求得A、B值后可計(jì)算出無(wú)阻流量qAOF（104m3/d）二項(xiàng)式：

氣井分析故障診斷專家講座第5頁(yè)

但實(shí)際四川裂縫—孔隙型雙重介質(zhì)非均質(zhì)氣藏氣井滲流系統(tǒng)正如圖1-6所表示，天然氣從孔隙中流動(dòng)到井底要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：即PR-Pwf=（PR-PRF）+（PRF-Pws（0））+（Pws（0）-Pwf）生產(chǎn)壓差=孔隙中壓降+裂縫中壓降+井底附加壓降氣井分析故障診斷專家講座第6頁(yè)

一是壓力主要損失在低滲帶，壓力恢復(fù)極為遲緩。二是主裂縫系統(tǒng)裂縫發(fā)育，壓力損失很小，直線段斜率很小。做威78井Pws～lg[t/（T+t）]關(guān)系曲線圖，就能夠看到該井生產(chǎn)壓差（△P）組成：△P=△P1+△P2+△P3即：生產(chǎn)壓差=污染附加壓降+主裂縫系統(tǒng)（內(nèi)壓）壓降+低滲帶（外區(qū)）壓降PR-Pwf=（Pws（0）-Pwf）+（PRF-Pws（0））+（PR-PRF）氣井分析故障診斷專家講座第7頁(yè)總之，一口井投產(chǎn)前，它產(chǎn)氣層地質(zhì)情況及井身結(jié)構(gòu)是該井原始情況。投入開(kāi)發(fā)后早期試井、試采工作對(duì)該井滲流系統(tǒng)特征進(jìn)行認(rèn)識(shí)。開(kāi)發(fā)工作者就是在這個(gè)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，在以后氣井生產(chǎn)中，經(jīng)過(guò)各種方式如試井、測(cè)壓、氣水分析及錄用各種生產(chǎn)資料數(shù)據(jù)來(lái)診療氣井儲(chǔ)層及井身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，影響天然氣正常滲流故障和產(chǎn)生原因，并對(duì)癥下藥，采取辦法進(jìn)行治理，力爭(zhēng)使氣井恢復(fù)正常生產(chǎn)并延長(zhǎng)氣井壽命、提升氣井（氣藏）采收率。氣井分析故障診斷專家講座第8頁(yè)

第一節(jié)純氣井滲流系統(tǒng)第二節(jié)氣井異常和故障第三節(jié)氣井儲(chǔ)層異常診療

第四節(jié)氣井井下故障診療第五節(jié)排水采氣工藝井診療

目錄氣井分析故障診斷專家講座第9頁(yè)

氣井在生產(chǎn)過(guò)程中或早或晚會(huì)出現(xiàn)各種異常情況，主要分兩部分：一是發(fā)生在儲(chǔ)層中，使?jié)B流條件改變；二是井筒故障，使垂管流動(dòng)條件改變。

一、儲(chǔ)層異常

儲(chǔ)層發(fā)生異常情況使天然氣滲流條件改變，主要有五種原因：第二節(jié)氣井異常和故障

氣井分析故障診斷專家講座第10頁(yè)二、井下故障

井下發(fā)生故障，使天然氣自井底至井口垂管流動(dòng)出現(xiàn)異常。常見(jiàn)井下故障主要分三部分，即套管、油管及井底。氣井分析故障診斷專家講座第11頁(yè)井下故障按其性質(zhì)可分為五類；氣井分析故障診斷專家講座第12頁(yè)

（一）腐蝕破損——套油管破損（包含套管穿孔、斷裂和變形）。1.套管破損形成原因〈1〉流體中酸性氣體（H2S、CO2）腐蝕或酸化作業(yè)中腐蝕?！?〉鉆井過(guò)程中鉆桿對(duì)套管摩損?！?〉套管外圍巖應(yīng)力擠壓變形或損壞，套管內(nèi)壓力低于套管抗外擠壓力允許低限?！?〉套管生產(chǎn)中氣、水流動(dòng)中對(duì)套管摩損?！?〉其它，如地震、搬運(yùn)、下套管作業(yè)中操作不妥造成損壞。2.對(duì)氣井生產(chǎn)影響〈1〉造成氣井天然氣淺層竄漏，生產(chǎn)中套壓偏低，套油壓差偏小，甚至小于油壓，求不到最大關(guān)井壓力?！?〉氣井生產(chǎn)中異層水竄入井內(nèi)，而影響氣井生產(chǎn)及氣井生產(chǎn)壽命。〈3〉假如生產(chǎn)套管破損發(fā)生在表層套管鞋井深以上，生產(chǎn)套管固井質(zhì)量不好，水泥上返高度低于破損部分或水泥環(huán)有串槽孔現(xiàn)象，使表層套管內(nèi)壓力大于套管強(qiáng)度（抗內(nèi)壓強(qiáng)度）會(huì)發(fā)生表層套管爆裂，如威47井1982年9月3日10”表層套管爆裂，裂口長(zhǎng)1.02m。氣井分析故障診斷專家講座第13頁(yè)

腐蝕破損——油管破損（包含油管斷裂、穿孔）1、油管破損形成原因〈1〉氣、水中酸性氣體（H2S、CO2）腐蝕〈2〉油管生產(chǎn)中，氣、水?dāng)y帶沉砂等固體物質(zhì)，流動(dòng)中對(duì)油管摩損?！?〉修井作業(yè)、起下油管對(duì)油管傷害。2、對(duì)氣井生產(chǎn)影響〈1〉影響攜水能力：在油管斷落或竄漏井段以下，因?yàn)闅饬魉俣茸兟瑪y水能力變差，很輕易形成井下積液，而且油管斷落或破損部位越靠近井口，攜水能力越差而更影響日產(chǎn)氣量?！?〉油、套壓異常，最主要表現(xiàn)套油壓差小于正常值。

〈3〉不能進(jìn)行試井及下井底壓力計(jì)?！?〉氣舉、泡沫排水采氣等辦法效果不好。氣井分析故障診斷專家講座第14頁(yè)

（二）沉砂和堵塞

1、井底沉砂沉砂包含產(chǎn)層出砂、裸眼井壁跨塌巖石，漏入地層洗井液，壓井液中固體物質(zhì)和酸化后地層中酸不溶物等在放噴排液測(cè)試中沉于井底形成砂面。砂面分硬砂面和軟砂面，沉砂下部由顆粒較大固體物質(zhì)組成，探砂面時(shí)加壓后砂面深度不變，叫“硬砂面”。硬砂面上，還有由顆粒很細(xì)固體物質(zhì)和水混合呈稠泥漿狀沉砂，探砂面可感到遇阻，加壓后深度改變。。

氣井分析故障診斷專家講座第15頁(yè)沉砂對(duì)氣井生產(chǎn)危害較大，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：

一是：當(dāng)硬砂面逐步高于產(chǎn)氣層段時(shí)，流體由產(chǎn)層流向井筒附加阻力增大。二是：當(dāng)氣井尤其是出水氣井關(guān)井時(shí)，井筒積液退回產(chǎn)層中，首先將井底黑漿漿推至儲(chǔ)層內(nèi)，堵塞縫洞，降低了井筒附近產(chǎn)氣層段滲透率（增大了表皮系數(shù)），有時(shí)甚至造成氣井開(kāi)不出來(lái)，被迫采取放噴辦法；在防噴時(shí)首先噴出來(lái)就是這些“黑漿漿”，然后才是地層水，這就是把“少關(guān)井”列為出水井穩(wěn)產(chǎn)辦法原因之一。三是：少許“黑漿漿”帶出井口，會(huì)堵塞井口針形閥、分離器、計(jì)量管道甚至匯管。四是：井底砂面過(guò)高，有時(shí)會(huì)造成油管被卡。氣井分析故障診斷專家講座第16頁(yè)

2、套油管環(huán)形空間砂橋

因?yàn)榫钡仍?，油管在井下有井段不處于套管中心部位，而是緊靠套管壁上，或者套管變形部位，套油管間間隙較小。尤其是有水氣井套管生產(chǎn)中，很易形成井下沉砂淤積，逐步擴(kuò)大后，在環(huán)狀空間形成砂橋。環(huán)狀空間砂橋形成后，假如是套管生產(chǎn)，它會(huì)影響氣、水產(chǎn)量，使油套管壓差增大，甚至開(kāi)不出氣來(lái)。假如是油管生產(chǎn)，套壓反應(yīng)很遲緩，不能反應(yīng)真實(shí)井底流壓。它也是油管被卡主要原因之一。

氣井分析故障診斷專家講座第17頁(yè)3、油管堵塞（當(dāng)前采取油管傳輸射孔，在測(cè)試后，射孔槍留在油管下端將油管底部完全封死，當(dāng)沉砂由篩管進(jìn)入油管后，不能由油管下部落入井底，因而形成油管沉砂堵塞情況比筆式油管鞋更嚴(yán)重。威遠(yuǎn)氣田挖潛井大都采取油管傳輸射孔，投產(chǎn)后，都逐步出現(xiàn)油管堵塞現(xiàn)象）。

（1）油管沉砂：油管鞋有兩種，即喇叭口式和筆式氣井分析故障診斷專家講座第18頁(yè)

4.篩管堵（篩管堵塞原因主要有五個(gè)原因）：

一是油管沉砂面逐步增高將篩管掩埋，篩孔便被堵塞。威遠(yuǎn)氣田老井修井作業(yè)中起出油管證實(shí)，凡是篩管孔整段被堵死，篩管里全部充滿沉砂。二是腐蝕：篩孔是天然氣和水流動(dòng)通道，與氣、水接觸最多，最易受酸性氣體腐蝕生成硫化鐵，使孔徑縮小或堵死。三是結(jié)垢。四是緩蝕劑、泡沫劑附于管壁（包含篩管在內(nèi)）并把井下沉砂、硫化物粘結(jié)在一起，逐步增厚，并使孔徑越來(lái)越小，直至堵死。五是篩管太短。

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篩管堵塞嚴(yán)重就會(huì)影響該井天然氣生產(chǎn)：

（1）井底附加阻力增加，油壓下降，套油壓差增大，產(chǎn)氣量下降。（2）形成井下節(jié)流，產(chǎn)氣量調(diào)整不上去。（3）造成帶水困難，井下積掖，動(dòng)液面波動(dòng)很大。氣井分析故障診斷專家講座第20頁(yè)

5.油管縮徑

油管被酸性氣體腐蝕后，壁管光滑度差，表面硫化鐵，凹凸不平，更易吸附水份；加上井下溫度較高，緩蝕劑、泡沫劑很易吸附于管壁并將沉砂粘結(jié)于管壁上，使油管內(nèi)徑越來(lái)越小。油管縮徑，不是均勻、等厚，普通越靠近井底縮徑越嚴(yán)重，也就是油管結(jié)垢普通是由油管鞋向上逐步發(fā)展。油管縮徑是不均勻，更大大增加了流動(dòng)阻力，消耗了地層能量，顯著地使油壓下降，套油壓差增大，產(chǎn)氣量下降。同時(shí)氣流在油管內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中，因?yàn)橛凸軆?nèi)徑忽大忽小，氣流速度也對(duì)應(yīng)忽大忽小，愈加使氣井帶水困難，攜水能力變差，積液更多。

氣井分析故障診斷專家講座第21頁(yè)

（三）井下積液

1.垂直管流中氣液混合物流動(dòng)狀態(tài)〈1〉霧流：液體呈霧狀（滴狀）分散在氣相中，稱為霧流?！?〉環(huán)霧流：流速較大時(shí)，氣體在井筒中心流動(dòng)，液體沿管壁上升。〈3〉段柱流：流速較小時(shí)，液柱與氣柱相互交替流動(dòng)狀態(tài)?！?〉氣泡流：井筒充滿液體，產(chǎn)氣量很小時(shí)，呈氣泡狀存在于液體中。

2.積液產(chǎn)生原因〈1〉氣井水，有兩種，一是地層水；二是凝析水。〈2〉一口井?dāng)y帶水能力，主要取決于氣體流速，而流速大小在油壓不變情況下，取決于產(chǎn)氣量大小和油管直徑大小。

氣井分析故障診斷專家講座第22頁(yè)

一口氣井能把所產(chǎn)水全部由井底帶出井口（不產(chǎn)生積液）最小流速和產(chǎn)氣量，稱為攜水臨界流速和臨界產(chǎn)水量。下面介紹計(jì)算有凝析水純氣井（或產(chǎn)水量很小出水氣井）當(dāng)垂管流流態(tài)基本是霧流（氣相是連續(xù)相，液相是分散液滴）臨界攜水流速和臨界攜水產(chǎn)氣量計(jì)算公式攜水臨界流速：

式中：攜水臨界產(chǎn)氣量

式中，vg：攜水臨界流速m/sσ：近似氣水表面張力N/m。取值σ=60×10-3ρL：水密度kg/m3取值近似值ρL=1074kg/m3ρg：氣體密度kg/m3

rg：氣體相對(duì)密度

氣井分析故障診斷專家講座第23頁(yè)

qsc：攜水臨界產(chǎn)氣量104m3/d；A：油管截面積m2A=π（d/2）2d：油管內(nèi)徑油管d=0.062m；Ptf：井口油壓MPaZ：井口流壓和溫度下氣體偏差系數(shù)；T：井口氣流溫度k為了供威遠(yuǎn)氣田下古生界挖潛獲氣井（純氣井或產(chǎn)水量小出水氣井）確定合理產(chǎn)量參考，依據(jù)上述計(jì)算公式繪制了《威遠(yuǎn)氣田霧狀流態(tài)氣井理論臨界攜水流速及產(chǎn)氣量與油壓關(guān)系圖》便于依據(jù)氣井油壓直接查出該井臨界攜水產(chǎn)氣量（圖2-5）氣井分析故障診斷專家講座第24頁(yè)（四）井下落物井底落物危害主要有三方面：一是使井下砂面上升加速。二是井下落物限制了修井作業(yè)沖砂時(shí)油管下入深度三是井下落物，長(zhǎng)久在井下遭受酸性氣體腐蝕，而成為銹蝕碎快，成為井下沉砂一部分。氣井分析故障診斷專家講座第25頁(yè)井底落物——油管中落物

油管有落物對(duì)氣井生產(chǎn)影響主要表現(xiàn)在三方面：（1）.油管流體流動(dòng)截面積變小而形成油管內(nèi)節(jié)流，增加了垂管阻力，而使油壓下降，產(chǎn)氣量下降。（2）.因?yàn)橛凸軆?nèi)落物產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象使落物上下壓力不一樣，有一定壓差，落物以下相對(duì)流動(dòng)壓力較大，氣流流速較慢，因而攜水困難，而造成井下積液。（3）.無(wú)法下井底壓力計(jì)進(jìn)行試井和實(shí)測(cè)井底壓力。氣井分析故障診斷專家講座第26頁(yè)

（五）竄漏（水泥塞、水泥環(huán)封隔器）

1、水泥塞（人工井底）竄漏

2、水泥環(huán)竄漏

3、封隔器竄漏氣井下入封隔器（酸化壓裂作業(yè)下封隔器除外）有三個(gè)目標(biāo)：（1）、封隔上面產(chǎn)層射孔段或套管破裂部位，。（2）、高含硫氣井，異常高壓氣井或壓裂酸化中下封隔器，為了保護(hù)套管不受損壞。（3）、半閉式氣舉排水采氣封隔器竄漏原因，除套管腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，刮管不徹底使封隔器封隔效果不好外，最主要是封隔器橡膠部件被腐蝕而失去封隔作用。井下竄漏對(duì)氣井生產(chǎn)影響（1）、生產(chǎn)層氣、水竄入被封隔層位，造成生產(chǎn)層天然氣浪費(fèi)和壓力損失。（2）、被封滲透層氣、水（主要是水）竄入井筒與生產(chǎn)層氣共同產(chǎn)出。（3）、不能關(guān)井、試井，而且錄用氣水產(chǎn)量、井口壓力、氣水分析等資料不能代表生產(chǎn)層特征，影響了氣井動(dòng)態(tài)分析氣井分析故障診斷專家講座第27頁(yè)

第一節(jié)純氣井滲流系統(tǒng)第二節(jié)氣井異常和故障第三節(jié)氣井儲(chǔ)層異常診療

第四節(jié)氣井井下故障診療第五節(jié)排水采氣工藝井診療

目錄氣井分析故障診斷專家講座第28頁(yè)一、氣井出水診療和控制

（一）、氣井水種類氣井中產(chǎn)水有兩種，即凝析水和地層水（含束縛水）。1、凝析水凝析水不論在氣驅(qū)氣藏或水驅(qū)都存在。不過(guò)凝析水氣比（m3/104m3）卻因氣藏溫度和壓力等條件不一樣而各不相同。2、地層水地層中有兩種呈液態(tài)分布水，一個(gè)是束縛水，另一個(gè)是通稱地層水。

第三節(jié)氣井儲(chǔ)層異常診療

氣井分析故障診斷專家講座第29頁(yè)表3-1各種氣田凝析水水氣比統(tǒng)計(jì)表氣田威遠(yuǎn)自流井興隆場(chǎng)鄧井關(guān)荷包場(chǎng)界石場(chǎng)陽(yáng)高寺氣藏茅口組寒武系震旦系嘉三嘉三嘉三長(zhǎng)興長(zhǎng)興長(zhǎng)興嘉一氣井威陽(yáng)61威78自15興8鄧18包4包14井界25陽(yáng)23水氣比0.0610.0370.070.0190.0230.0180.0850.0910.1070.008注出水前出水前平均純氣井純氣井純氣井純氣井純氣井純氣井純氣井氣井分析故障診斷專家講座第30頁(yè)表3-2威遠(yuǎn)氣田寒武系凝析水與地層水對(duì)比表

井號(hào)取樣日期Na++K+mg/lCa2+mg/lMg2+mg/lCl-mg/lSO42-mg/lHCO3-mg/l總礦化度g/l凝析水71.12.751241030181790.31118.12.7884114321730.31地層水78.10.2623108385370892204265967.4593.5.929482287920375543497856291.37氣井分析故障診斷專家講座第31頁(yè)

（二）、氣藏驅(qū)動(dòng)類型

氣藏驅(qū)動(dòng)類型主要可分為氣驅(qū)氣藏和水驅(qū)氣藏兩大類（或稱無(wú)水氣藏和有水氣藏）。

兩類氣藏區(qū)分除開(kāi)發(fā)中氣驅(qū)氣藏不產(chǎn)地層水，水驅(qū)氣藏產(chǎn)地層水外，從壓降曲線（PR/Z～Gp關(guān)系曲線）上能夠顯著將兩類氣藏區(qū)分開(kāi)來(lái)。氣驅(qū)氣藏呈一條直線，也就是單位視地層壓力（PR/Z）降采氣量一直是相等，將此直線延長(zhǎng)至P/Z=0時(shí)，橫坐標(biāo)上累計(jì)產(chǎn)氣量（Gp），也就是統(tǒng)稱“壓降儲(chǔ)量”（圖3-1）。水驅(qū)氣藏在PR/Z～Gp關(guān)系圖上呈一條向上翹曲線，也就是單位視地層壓力降產(chǎn)氣量伴隨水侵量增加而增加。

氣井分析故障診斷專家講座第32頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第33頁(yè)

（三）、水驅(qū)氣藏氣水關(guān)系

1、整狀水驅(qū)氣藏（單一壓力系統(tǒng)水驅(qū)氣藏）（1）.底水氣藏：當(dāng)氣藏儲(chǔ)層厚度較大，圈閉內(nèi)天然氣充滿度較小時(shí)，地層水襯托在氣藏之下成為底水氣藏，氣藏含氣高度不一致。(圖3-2)（2）.邊水氣藏：當(dāng)氣藏儲(chǔ)層較薄，圈閉內(nèi)天然氣充滿度較大時(shí)，地層水處于氣藏氣水界面以外，氣藏呈等厚層狀。(圖3-3)氣井分析故障診斷專家講座第34頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第35頁(yè)

氣井分析故障診斷專家講座第36頁(yè)

2、多裂縫系統(tǒng)氣藏（多壓力系統(tǒng)水驅(qū)氣藏）

因?yàn)闅獠貎?chǔ)層裂縫發(fā)育不均勻，而且地層物性極差，形成了多個(gè)被致密巖塊封隔局部裂縫發(fā)育裂縫系統(tǒng)。裂縫系統(tǒng)之間互不連通，各自為獨(dú)立壓力系統(tǒng)。因而在個(gè)裂縫系統(tǒng)中，有自己獨(dú)立氣水關(guān)系，在氣藏中沒(méi)有統(tǒng)一氣水界面。這是區(qū)分于整裝水驅(qū)氣藏等主要特征之一。裂縫系統(tǒng)中氣水關(guān)系大致分為兩類，即：底水型和邊水型（圖3-4）

（1）.底水型裂縫系統(tǒng)

（2）.邊水型裂縫系統(tǒng)

氣井分析故障診斷專家講座第37頁(yè)

（四）、氣井出水臨界產(chǎn)量（壓差）

不論是底水氣藏還是邊水氣藏；不論是整狀還是多裂縫系統(tǒng)水驅(qū)氣藏，一口井，鉆至原始?xì)馑缑嬉陨贤赉@，投產(chǎn)早期都不會(huì)產(chǎn)地層水。當(dāng)井底流動(dòng)壓力，降至某一壓力值時(shí)，也就是生產(chǎn)壓差（PR-Pwf）到達(dá)一個(gè)極限值時(shí)，氣井開(kāi)始有出水現(xiàn)象（顯示），這個(gè)極限值就是氣井當(dāng)初臨界壓差，在這個(gè)生產(chǎn)壓差下產(chǎn)氣量就是臨界產(chǎn)量。（圖3-4）氣井分析故障診斷專家講座第38頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第39頁(yè)

1、臨界產(chǎn)量確實(shí)定

經(jīng)過(guò)對(duì)各氣井水分析和取水樣時(shí)氣產(chǎn)量進(jìn)行了分析，發(fā)覺(jué)了一個(gè)很主要規(guī)律就是：“一口氣井在經(jīng)常變換產(chǎn)氣量情況下，當(dāng)產(chǎn)氣量低于某一產(chǎn)量時(shí)，氣井水氯根含量都保持在凝析水氯根含量，（普通在100mg/l左右）。當(dāng)產(chǎn)氣量超出某一產(chǎn)氣量時(shí)，氯根含量開(kāi)始上升，說(shuō)明地層水已少許進(jìn)入氣井產(chǎn)氣層段，并被氣流帶出井筒產(chǎn)出，也就是出現(xiàn)了地層水顯示。這個(gè)產(chǎn)氣量就是氣井出水臨界產(chǎn)氣量（圖3-5）。這時(shí)生產(chǎn)壓差就是臨界壓差，因?yàn)楫a(chǎn)氣量數(shù)據(jù)隨時(shí)都可錄用到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，而生產(chǎn)壓差在氣井生產(chǎn)過(guò)程中不能直接獲取，所以普通只提“臨界產(chǎn)量”。

假如把氣井產(chǎn)氣量控制在臨界產(chǎn)量以下生產(chǎn)，就能大大延緩氣井出水時(shí)間，也就是延長(zhǎng)氣井無(wú)水采氣期。

氣井分析故障診斷專家講座第40頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第41頁(yè)

2、為何氣井要控制臨界產(chǎn)量以下生產(chǎn)

（1）.氣井出水三種類型

碳酸鹽巖裂縫性有水氣藏出水氣井有三類，即：慢型（小縫型）、快型（大縫型）和橫向型。這就是氣井三種水侵方式。

A、慢型（小縫型）出水氣井：氣井產(chǎn)層高角度大裂縫不發(fā)育，主要以微細(xì)裂縫和空隙為主要滲流通道（圖3-7a）氣井分析故障診斷專家講座第42頁(yè)B、快型（大縫型）出水氣井：氣井產(chǎn)層高角度大裂縫發(fā)育，是氣、水主要滲流通道。普通原始無(wú)阻流量＞50×104m3/d。氣井在超臨界狀態(tài)下生產(chǎn)時(shí)，邊底水沿大裂縫很快竄至井筒造成氣井出水。單位生產(chǎn)壓差底水上竄高度可達(dá)10-35m/MPa，出水三個(gè)階段轉(zhuǎn)化很快。（圖3-7b）。C、橫向型：產(chǎn)層以層間縫發(fā)育為主，沒(méi)有高角度穿層大裂縫。井底與底水間連通性較差，而與邊水連通性很好，或者在距井筒一段距離以外有高角度裂縫存在。

氣井分析故障診斷專家講座第43頁(yè)

邊底水在距井筒較遠(yuǎn)處，遲緩橫向竄至井筒。普通出水三個(gè)階段中，干擾階段不顯著，一旦進(jìn)入顯示階段，便直接進(jìn)入出水階段，氣井出水后，對(duì)氣井產(chǎn)能影響很大。（圖3-7C）氣井分析故障診斷專家講座第44頁(yè)

威遠(yuǎn)氣田震旦系燈影組氣藏，研究證實(shí)：裂縫是水侵主要通道，其性質(zhì)和產(chǎn)狀決定了氣井出水特征。用折算原始無(wú)阻流量（qAOFi）表示氣井裂縫發(fā)育程度；用單位生產(chǎn)壓差底水上竄高度（h/△P）表示垂直裂縫程度或產(chǎn)層縱向滲透率。做出h/△P與LgqAOFi關(guān)系圖（圖3-8）

氣井分析故障診斷專家講座第45頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第46頁(yè)經(jīng)過(guò)綜合分析發(fā)覺(jué)h/△P=0.561LgqAOFi線以上氣井，含有顯著大縫型出水氣井特征；此線與h/△P=0.151LgqAOFi線之間氣井含有小縫型出水特征；而h/△P=0.151LgqAOFi線以下氣井則為經(jīng)典橫向型出水特征。氣井分析故障診斷專家講座第47頁(yè)（2）.氣井出水三個(gè)階段水驅(qū)氣藏氣井由無(wú)水采氣到氣水同產(chǎn)要經(jīng)歷三個(gè)階段，即：顯示階段，干擾階段和出水階段。

A、顯示階段：氣井在無(wú)水采氣生產(chǎn)狀態(tài)下，氣井水氯根含量開(kāi)始逐步上升，這就標(biāo)志著氣井已進(jìn)入了顯示階段。氣井井口壓力和氣、水產(chǎn)量無(wú)顯著改變，只有氣井水氯根含量顯著上升。這就是顯示階段最主要特征（圖3-9）。

氣井分析故障診斷專家講座第48頁(yè)

B、干擾階段：氣井在出水顯示階段，假如仍未控制到臨界產(chǎn)量以下生產(chǎn)。

C、出水階段：干擾階段深入惡化，地層水已竄入產(chǎn)層主裂縫發(fā)育段，氣井水產(chǎn)量開(kāi)始大幅度上升，油壓顯著下降，套油壓差顯著增大，氣產(chǎn)量下降，氯根含量基本靠近本氣藏地層水普通氯根含量（圖3-9）。氣井分析故障診斷專家講座第49頁(yè)氣井分析故障診斷專家講座第50頁(yè)實(shí)例：威78井出水三個(gè)階段劃分。該井投產(chǎn)早期，因?yàn)閷?duì)儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清，故產(chǎn)氣量定為8×104m3/d，井口壓力下降很快。氯根含量普通在250～400mg/L，到8月8日以后，因?yàn)闆](méi)有連續(xù)做氯根含量分析，8月20日分析時(shí)已發(fā)覺(jué)上升至1401mg/L。9月19日產(chǎn)水量顯著增加，說(shuō)明氣井已經(jīng)出水，出水過(guò)程可分為三個(gè)階段（表3-4，圖3-11）。氣井分析故障診斷專家講座第51頁(yè)表3-4威78井出水階段劃分表階段套壓（MPa）油壓（MPa）日產(chǎn)氣量（104m3/d）日產(chǎn)水量

（m3/d）氯根含量（mg/L）時(shí)間階段末水氣比無(wú)水16.4↓13.9316.0↓13.648.32↓7.890.5～0.2398～3416.9～8.80.038顯示↓13.05↓12.78↓6.40.5～0.221401～2272～9.300.047干擾↓12.60↓11.74↓5.7↑1.02625～1704～10.190.179出水↓12.66↓10.85↓3.8↑5.910792～37204～10.311.553氣井分析故障診斷專家講座第52頁(yè)9-3010-19圖3-11威78井采氣曲線圖(.6.10~10.31)8-8無(wú)水采氣期顯示階段干擾階段出水階段氣井分析故障診斷專家講座第53頁(yè)

3、氣井早期出水危害

總結(jié)四川有水氣田開(kāi)發(fā)四十年來(lái)經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，得到一條主要經(jīng)驗(yàn)，就是要盡可能延長(zhǎng)氣井無(wú)水采氣期。因?yàn)闅饩疅o(wú)水采氣期長(zhǎng)短直接影響到氣藏和氣井穩(wěn)產(chǎn)和采收率。（1）.氣井早期出水加速了氣井遞減實(shí)例、（表3-5、3-6）氣井分析故障診斷專家講座第54頁(yè)表3-5部分井出水前后生產(chǎn)能力對(duì)比表（威遠(yuǎn)氣田震旦系）井號(hào)威23威34威40威39威61ABQAFABQAFABQAFABQAFABQAF出水前5.430.059669.715.910.40531.432.450.12564.422.310.116477.278.8380.90423.1出水后10.50.145941.712.471.1992027.820.56531.126.950.20150.1207.570.96516.5QAF：無(wú)阻流量104m3/dA、B：二項(xiàng)式中系數(shù)氣井分析故障診斷專家講座第55頁(yè)表3-6部分井出水前后遞減對(duì)比表（威遠(yuǎn)氣田震旦系）

井號(hào)階段生產(chǎn)時(shí)間日產(chǎn)氣量（104m3/d）年遞減（%）威5井出水前1967～196923.9↗28.0-8出水后1