氣井的開采工藝

氣井的開采工藝

選擇題：86～917～1011～17199～222無水氣藏氣井的開采

指氣層中無邊底水和層間水的氣藏〔也包括邊底水不活潑的氣藏〕。1．開采特征1〕氣井的階段開采明顯——可分為四個階段〔1〕產(chǎn)量上升階段。僅井底受損害，而損害物又易于排出地面的無水氣井才具有這個階段的特征。在此階段，氣井處于調整工作制度和井底產(chǎn)層凈化的過程。產(chǎn)量、無阻流量隨著井下滲透條件的改善而上升?！?〕穩(wěn)產(chǎn)階段。產(chǎn)量根本保持不變，壓力緩慢下降。穩(wěn)產(chǎn)期的長短主要取決于氣井的采氣速度。〔3〕遞減階段。當氣井能量缺乏克服地層的流動阻力、井筒油管的摩阻和輸氣管道的摩阻時，穩(wěn)產(chǎn)階段結束，產(chǎn)量開始遞減。〔4〕低壓小產(chǎn)階段。產(chǎn)量、壓力均很低，但遞減速度減慢，生產(chǎn)相對穩(wěn)定，開采時間延續(xù)很長。無水氣藏氣井生產(chǎn)階段劃分示意圖前三個生產(chǎn)階段為一般純氣井開采所常見第四個階段在裂縫孔隙型氣藏中表現(xiàn)特別明顯。用第四階段產(chǎn)量、壓力資料計算的儲量比壓降儲量多13%。這說明低壓小產(chǎn)階段中，低滲透區(qū)的天然氣不斷向井底補給，致使壓力和產(chǎn)量下降都十分緩慢。2〕氣井有合理產(chǎn)量氣驅氣藏是靠天然氣的彈性能量進行開采的，因此充分利用氣藏的自然能量是合理開發(fā)好氣藏的關鍵。根據(jù)氣井二項式滲濾方程和穩(wěn)定試井指示曲線分析，氣井的生產(chǎn)壓差和產(chǎn)量在某一極限值以下近似于一條直線，即產(chǎn)氣量隨著生產(chǎn)壓差的增大而增大。當產(chǎn)量超過其極限值后，產(chǎn)量的增加不呈線性比例關系，即單位生產(chǎn)壓差的產(chǎn)氣量越來越小，使得氣井儲層能量利用不夠合理。3〕氣井穩(wěn)產(chǎn)期和遞減期的產(chǎn)量、壓力能夠進行預測〔1〕根據(jù)穩(wěn)定試井資料求出氣井二項式滲流方程式；〔2〕結合氣藏實際情況，給出相當數(shù)量的地層壓力pr值，并假設假設干個qg值帶入該式求出井底壓力pwf，繪制不同地層壓力值下的井底壓力與產(chǎn)量的關系曲線圖版井底壓力與產(chǎn)量關系〔3〕pwf求出后，進一步可求出井口油、套壓〔pt、pc〕,于是繪制出pc-qg及pt-qg的關系曲線圖版〔4〕采氣速度只影響氣藏穩(wěn)產(chǎn)期的長短，不影響最終采收率。影響氣藏〔氣井〕穩(wěn)產(chǎn)期長短的的主要因素是采氣速度。采氣速度高，穩(wěn)產(chǎn)年限短。反之，那么穩(wěn)產(chǎn)年限長。2．無水氣藏氣井

的開采措施1〕可適當用大壓差采氣2〕確定合理的采氣速度3〕充分利用氣藏能量〔1〕調整地面設備：對于不適應氣藏后期開采的一些地面設備應除去，盡量增大氣流通道，減少地面阻力，增大舉升壓差，增加氣的攜液能力，延長氣井的穩(wěn)產(chǎn)期?！?〕周期降壓排除井底積液：實踐證明，在氣藏開采后期，凝析液在井底聚積，對無水氣井的生產(chǎn)也是致命的。周期性降壓生產(chǎn)和井口放噴以排除井底積液。氣體井筒流動本章目的：確定Pws、Pwf地層流入動態(tài)：qsc＝f(Pwf)PR方法：井下壓力計測量，計算方法思路：等值流動阻力法地層流阻Rres,井筒流阻Rw結論：當PR、Rres一定時，qsc由Pwf直接控制，間接由Ptf控制。油管流動動態(tài)：井口壓力一定時，產(chǎn)量與井底壓力的關系。qsc＝f(Pwf)Ptf

氣嘴別離器地面管線井筒氣層氣井示意圖氣井系統(tǒng)氣井和氣層壓力間的相互關系生產(chǎn)方式：油管生產(chǎn)地層壓力-井底流動壓力=采氣壓差井底流動壓力-油壓=在油管中的壓力損失油壓-輸壓=在采氣地面管線中的壓力損失。為比較氣井間及不同階段生產(chǎn)能力的大小引出：絕對無阻流量AOF：在氣井井底流壓等于0.1MPa時氣井的產(chǎn)量，是氣井的最大理論產(chǎn)量。無阻流量：是指氣井井口壓力等于0.1MPa時氣井的產(chǎn)量。氣井系統(tǒng)生產(chǎn)過程①滲流過程；②通過射孔孔眼的流動過程；③垂直管流舉升過程；④通過節(jié)流裝置的流動過程；⑤地面水平或傾斜管流過程。一、井筒中的垂直管流氣液混合物在垂直管流中的流動型態(tài)純氣井：不產(chǎn)油或產(chǎn)油很少的氣井，井筒中呈單相氣流。氣體的密度很小，流動摩阻很小，井底壓力大于井口油壓就能正常生產(chǎn)。

氣水同產(chǎn)井：氣液兩相流動的井，氣液混合物在上升的過程中，隨著壓力的逐漸降低，氣體不斷的別離、膨脹，使流動形態(tài)不斷的變化，一般要經(jīng)歷泡流、段塞流、環(huán)霧流和霧流。能量消耗：氣液柱重力、流動的摩擦阻力、滑脫損失、井口的油壓。井底流壓+氣體的膨脹能=

氣液柱重力+摩擦阻力+滑脫損失+井口的油壓油氣混合物在油管中的上升速度為：泡流<段塞流<環(huán)霧流<霧流采氣生產(chǎn)參數(shù)：地層壓力、井底流動壓力、油壓、套壓、輸壓、流量計的靜壓、差壓、油氣比、水氣比、日產(chǎn)氣量、油量、水量、及出砂量。氣井生產(chǎn)時各種壓力間的關系為：地層壓力>井底流動壓力>套壓>油壓>計量前別離器壓力>流量計靜壓>輸氣壓力不同情況下氣井油套壓的關系油管生產(chǎn)油壓<套壓純氣井套管生產(chǎn)油壓>套壓開井油套合采油壓≈套壓油管生產(chǎn)油壓《套壓氣水同產(chǎn)井套管生產(chǎn)油壓》套壓油套合采油壓≈套壓關井井筒無液柱油壓=套壓〔壓力穩(wěn)定后〕油管液柱高于環(huán)空液柱油壓<套壓油管液柱低于環(huán)空液柱油壓>套壓氣井工作制度

氣井生產(chǎn)工作制度：是氣井的合理生產(chǎn)方式，反映天然氣從地層產(chǎn)出時，產(chǎn)量和壓力的變化關系。應保證在開采過程中能從氣井得到最大的允許產(chǎn)量，并使天然氣在整個采氣流程中的壓力損失分配合理選擇題：180～181氣井工作制度：采氣時氣井的壓力和產(chǎn)量所遵循的關系。一、氣井工作制度氣井工作制度氣井工作制度是指采氣時氣井的壓力和產(chǎn)量所遵循的關系。氣井所選擇的工作制度應保證在開采過程中能從氣井得到最大的允許產(chǎn)量，并使天然氣在整個采氣流程中的壓力損失分配合理。地層井底井口輸氣管線1．氣井工作制度的種類

1)定產(chǎn)量制度。即氣井產(chǎn)量保持不變。

2)定井壁壓力梯度制度。指天然氣從地層流到井底，在井壁巖石單位長度上的壓力降。就是在一定時間內保持這個壓力降不變。

3)定生產(chǎn)壓差制度。天然氣從地層流到井底，是因為地層壓力和井底壓力存在壓差的緣故。壓差越大，產(chǎn)量越大。定壓差制度就是在一定時間內保持壓差不變。

4)定井底滲濾速度制度。指天然氣從地層流到井底過程中，通過井底的流動速度。定井底滲濾速度制度就是在一定時間內保持滲濾速度不變。

5)定井底壓力制度。地層壓力一定時，井底壓力高，產(chǎn)量?。痪讐毫Φ?，產(chǎn)量大。定井底壓力制度就是在一定時間內保持井底壓力不變。簡答31

2．確定氣井工作制度應考慮的因素

氣井工作制度受多種因素制約，主要有地質因素、采氣工藝因素、井身因素等。(1)影響氣井工作制度的地質因素地層巖石膠結程度氣流流速過高時砂粒脫落，堵塞通道，嚴重導致地層垮塌，出砂堵塞使產(chǎn)量降低，甚至堵死氣層停產(chǎn)。易磨損油管、閘門和管線。所以地層疏松的氣井(如砂層)宜選擇定井底流速或定井壁壓力梯度采氣，在地層不出砂，井底不被破壞的條件下生產(chǎn)。地層水的活潑程度在地層水活潑的氣臧上采氣，如果控制不當，容易引起底水錐進或者邊水舌進，影響正常采氣。所以在有水氣藏上采氣，宜選用定壓差生產(chǎn)制度，控制氣井不產(chǎn)地層水。這個能保持氣井采氣時不出地層水的壓差稱為臨界壓差(極限壓差)，臨界壓差下的產(chǎn)量稱為臨界產(chǎn)量(極限產(chǎn)量)。隨著氣體不斷采出，氣水界面上升，臨界壓差和臨界產(chǎn)量也越來越小，控制無水采氣就越困難。無水產(chǎn)量太小時就應放大氣井壓差轉入帶水采氣。氣井見水類型井筒氣水水氣井筒氣水水氣底水錐進邊水舌進清管一、為什么清管(1)輸氣管線在建造中因長距離、長時間在野外施工，管內往往進入污水、淤泥、石塊、焊渣和施工工具等；(2)在投產(chǎn)后，天然氣從氣井帶進大量凝析油、污水、泥砂也進入管線；(3)輸入管線內的脫硫凈化氣中飽和的水蒸氣，由于溫度降低，在管道內會凝析出大量的水，形成積液和硫化鐵產(chǎn)物。以上這些雜質都會增加管線的摩擦損失，降級通過能力〔效率〕和使用壽命。

二、清管的目的1、去除管線低洼處積水，是管內壁免遭電解質的腐蝕，防止管內積水沖刷管線，從而延長管道的使用壽命。2、改善管道內壁的光潔度，減少摩阻損失，增加通過量，從而提高管道的輸送效率。3、掃除輸氣管內積存的腐蝕產(chǎn)物。4、進行管內檢查〔投產(chǎn)初期，進行管道內壁涂層和內部探傷〔定徑、測徑〕。5、灌注和輸送試壓水。三、清管器1、清管器的作用：清管器是放入輸氣管線中，在前后壓力差推力作用下，沿管線運動而去除管內積水、腐蝕粉塵等污物的清管設備。2、清管器分類：橡膠清管球、皮碗清管器、泡沫塑料清管器。〔1〕橡膠清管球：橡膠清管球是一個外徑比內徑大2%的空心球，用氯丁橡膠制成的,中空，壁厚30~50mm。使用時向球內灌水，以排盡空氣。清管球灌水加壓脹大之后，其過盈量為4%～8%。常用的耐油耐摩氯丁橡膠清管球。橡膠清管球的優(yōu)點是變形能力大，通過性能好，不易被卡，使用比較平安。計算3、4球上有一個可以密封的注水排氣孔。為了保證清管球的牢固可靠，用整體成形的方法制造。注水口的金屬局部與橡膠的結合必須緊密，確保不致在橡膠受力變形時脫離。注水孔的單向閥，用以控制打入球內的水量，調節(jié)清管球直徑對管道內徑過盈量。清管球的主要用途是去除管道積液和分隔介質，去除小的塊狀物體的效果較差。不能定向攜帶檢測儀器，也不能作為它們的牽引工具。管道溫度低于零度時，球內應注入低凝固點液體〔甘醇〕以防凍結?！?〕皮碗清管器：利用皮碗裙邊對管道的4%左右的過盈量與管壁緊貼而到達密封，清管器由前后的天然氣壓差推動前進。清管器皮碗，按形狀可分為平面、錐面和球面三種。平面皮碗的端面為平面，去除固體雜物能力強，但變形較小，磨損較塊。錐面皮碗和球面皮碗很能適應管道變形，并能保持良好的密封。球面皮碗還可以通過變徑管。但它們容易越過小的物體或被較大的物體墊起而喪失密封。這種皮碗壽命較長，夾板直徑小也不易直接和間接地損壞管道?！?〕泡沫塑料清管器：是外表涂有聚氨脂外殼的圓柱形塑料制品。它是一種經(jīng)濟的清管工具。與剛性清管器比較，它有很好的變形能力和彈性，在壓力作用下，它可與管壁形成良好的密封，能夠順利通過各種彎頭、閥門和管道變形。它不會對管道造成損傷，尤其適應于清掃帶有內壁涂層的管道。其過盈量一般為一英寸。即25mm選擇356D:\采氣工程課件\清管發(fā)球〔修改〕.doc清管收球操作

天然氣管道在輸送介質過程中，局部有害成分會腐蝕管道，通過清管器清管，可以有效延長管道的使用壽命，改善管道內部的光潔度，減少摩阻，提高管線的輸送效率，同時保證輸送介質的清潔度。一、工藝流程1、輸氣管主氣閥2、輸氣管放空閥3、收球筒球閥4、平衡閥5、收球筒放空閥6、收球筒進氣閥7、收球筒排污閥8、快開盲板9、防松楔塊10、收球筒壓力表11、上水管線控制閥

8123457910116二、清管前準備工作1、工用具的準備管鉗600mm一把、活動扳手200mm、250mm各一把、平口起子150mm一把、黃油、棉紗、專用工具、驗漏壺、量油尺、膠皮水管。2.通訊設備及儀器對講機一部、通過指示儀一臺、計算器一部三、清管操作步驟1.設備檢查

134578910111、壓力表截止閥是否處于全開狀態(tài)，壓力是否為零2、收球筒排污閥及放空閥是否關閉3、平衡閥是否處于全開狀態(tài)4、收球筒球閥是否關閉5、確認收球筒球閥關閉嚴密不漏氣622.設備充壓驗漏1234578910111、翻開收球筒放空閥2、卸防松楔塊，使用專用工具翻開球筒快開盲板3、對盲板密封圈及球筒進行檢查清理4、關閉快開盲板及球筒放空閥5、翻開收球筒進氣閥對收球筒進行充壓驗漏?！渤鋲罕仨毦徛M行〕6、驗漏合格后翻開球筒放空閥進行卸壓、卸壓后關閉放空閥63.清管收球1〕通知上游集氣站可以進行發(fā)球。2〕接到上游球發(fā)出通知后，根據(jù)上游所給參數(shù)計算出球速，球到30分鐘前在輸氣管道上安裝“通過指示儀〞。計算公式：V=Q/3.14×D2×3600×24×P×10V___球運行速度，米/小時Q___發(fā)送站的輸送量P___絕對壓力〔MPa〕D___輸氣管內徑〔米〕選擇362清管收球3.清管收球1345678910113、翻開收球筒進氣閥對收球筒進行充壓4、翻開收球筒球閥5、關閉輸氣管主進氣閥6、“通過指示儀〞顯示球進筒后，迅速翻開輸氣管主進氣閥7、關閉球筒球閥、關閉收球筒進氣閥8、翻開球筒放空閥緩慢進行卸壓，待壓力降至時關閉放空閥9、對污水罐液位進行測量并進行記錄10、翻開排污閥進行排污，待壓力為零時關閉排污閥11、測量污水罐液位并計算出液量12、翻開放空閥確認壓力為零后，翻開上水管線注水閥向收球筒內注入一定量的水〔防止硫化亞鐵粉末自燃〕13、翻開收球筒排污閥將水排凈后，關閉收球筒排污閥14、確認收球筒球閥關閉嚴密不漏氣卸防松楔塊，開盲扳、取出清管器15、對清管閥及密封圈進行清洗保養(yǎng)16、關閉盲板，裝好防松楔塊217、檢查清管器及去除物，做詳細描述，并匯報區(qū)部。描述內容：各層皮碗劃痕〔長×寬×高〕各層皮碗的變形程度及厚度去除物〔水、油、沙等污物的數(shù)量〕測徑、稱質量題范圍：選擇：92～97

199～222355～3671〕無水采氣是有水氣藏的最正確采氣方式，具有穩(wěn)產(chǎn)期長，產(chǎn)量高，單井累積產(chǎn)量大的優(yōu)點。例如某氣藏兩口同類型氣井的開采結果說明，無水氣井的生產(chǎn)時間比帶水氣井長2.4倍，累積產(chǎn)量高1.5倍，遞減率低2.4倍。2)氣流在井筒保持單相流動，壓力損失比氣水兩相流動時小,在相同產(chǎn)量下,井口剩余壓力大，自噴輸氣時間長，延遲上壓縮機采氣時間。3)不需建水處理設施。4)本錢低，經(jīng)濟效益高。氣水同產(chǎn)井的開采題范圍：選擇：83～8598～109

182～190

簡答：3、1421、22、23、24、25、26、27、28、33、34、35、36、氣水同產(chǎn)井的開采

指氣井在生產(chǎn)過程中，有地層水產(chǎn)出，而且水對氣井的生產(chǎn)有明顯干擾。少數(shù)氣井投產(chǎn)時就產(chǎn)地層水外，多數(shù)氣井在氣藏開發(fā)的中后期，由于氣水界面上升或采氣壓差過大而引起水錐后才產(chǎn)地層水。氣水同產(chǎn)井的開采比較復雜，不但要選擇合理的工作制度，還要根據(jù)井的產(chǎn)水情況采用多種方法排水采氣。常用的采氣方法如圖：氣井本身能量帶水采氣排水采氣方法化學排水采氣氣舉排水采氣小油管排水采氣抽油機排水采氣簡答14氣井產(chǎn)出的非地層水有：凝析水、鉆井液、殘酸水、外來水、地面水簡答31、化學排水采氣

一．泡沫排水采氣1、發(fā)泡劑主要成分含有親水基與水作用，形成氣泡，降低液體密度，隨氣流被帶出地面。發(fā)泡劑分為液體發(fā)泡劑和固體發(fā)泡劑兩種。常用的有UT一1型液體發(fā)泡劑和UT一4型固體發(fā)泡劑兩種。1、化學排水采氣原理氣井參加外表活性劑的一種助排工藝。外表活性劑又叫發(fā)泡劑。向井內注入一定數(shù)量的發(fā)泡劑，井底積水與發(fā)泡劑接觸以后，借助天然氣流的攪動，生成大量低密度的含水泡沫，隨氣流從井底攜帶到地面，到達去除井底積液的目的。泡沫促進劑在凝析水或礦化度低的地層水中參加，能促進空泡劑的發(fā)泡能力。3)8001發(fā)泡劑：主劑是無患子。在淡水或地層水中均有良好的起泡性攜水能力強。不能與吡啶類緩蝕劑配伍，易受溫度影響，不能用于注緩蝕劑的含硫氣井和井底溫度高于90℃的氣井。4)8002發(fā)泡劑：由空泡劑和添加劑(泡沫促進劑、分散劑和熱穩(wěn)定劑等)組成。5)CT5—2發(fā)泡劑：在同時含礦化水和凝析油的氣井中，對這類井應使用多組分的復合起泡劑。凝析油是一種消泡劑，使發(fā)泡劑的起泡能力變差。CT5-2發(fā)泡劑的水溶性好、使用濃度低、起泡能力強、攜液量大，能在90℃的井內使用。對于同時含凝析油和硫化氫的氣井，采用CT5-2發(fā)泡劑和CT2—11緩蝕劑配伍使可取得良好效果?？张輨┳靼l(fā)泡劑所形成的泡沫穩(wěn)定性好，攜水能力強。其性能易受溶液pH值影響并有老化現(xiàn)象，易受溫度影響。泡沫促進劑在凝析水或礦化度低的地層水中參加，能促進空泡劑的發(fā)泡能力?！才袛?3〕分散劑能提高發(fā)泡劑的外表活性，降低水的外表張力。熱穩(wěn)定劑能改善空泡劑在高溫時的發(fā)泡能力。泡沫排水方式有油管加藥排水及套管加藥排水兩種。油管加藥排水從油管參加發(fā)泡劑，加藥后關井(1h左右)，充分溶解后開井，油管排液生產(chǎn)。特點是加藥時需關井，影響氣井正常生產(chǎn)且藥劑利用率低。套管加藥排水從套管參加發(fā)泡劑，油管排液生產(chǎn)，與前者比照，加藥時氣井正常生產(chǎn)不需關井。3、泡沫排水適應條件有一定生產(chǎn)能力的帶水生產(chǎn)井和間歇生產(chǎn)井，井深5200m以內；產(chǎn)水量小于100m3/d，井低溫度小于120℃。2．利用氣井本身能量帶水采氣利用氣井本身能量帶水采氣是排水采氣中最經(jīng)濟的排水方式。帶水采氣的條件：1)氣井有一定的產(chǎn)量，使油管鞋處的氣流速度到達帶水要求的最低速度。2)氣井有一定的壓力，氣水混合物從井底流到井口后，有一定剩余壓力,即井口壓力要大于輸氣壓力，以保證氣體的輸出。油管鞋處帶水最低氣流速度可通過計算得到。氣井帶水不好時，可以換用小直徑油管,以恢復連續(xù)正常帶水采氣?！獌?yōu)選管柱排水采氣簡答28氣舉排液采氣原理：利用高壓氣源，借助井下氣舉閥的作用，向氣水同產(chǎn)井的井筒注入高壓天然氣，補充地層能量，排除井底積液，恢復氣井生產(chǎn)能力的一種工藝。

活塞氣舉是間歇氣舉的一種特殊形式，以活塞作為氣液之間的機械界面，依靠氣井自身能量，以一種循環(huán)的方式推動柱塞在油管內上下移動，阻止液體回落，消除氣體穿透液體塞段的可能，從而減少滑脫損失，增加舉升效率。適用于：產(chǎn)液量小、氣液比高的氣水同產(chǎn)井，井深小于2000米，氣液比≥500m3/m3，日產(chǎn)水量10～50m3/d。抽油機排水采氣

原理：借助機械能排水的生產(chǎn)工藝，將有桿深井泵下入到井筒動液面以下適當深度，泵筒中的柱塞在抽油機的帶動下作上下往復運動而抽吸排水，到達排水采氣的目的。油管排水，套管采氣。適用范圍：水淹氣井或間歇生產(chǎn)井；日排水量10—100m3；泵掛深度2500米；溫度＜100℃；腐蝕介質氯根含量10000—90000mg/l，二氧化碳＜115g/m3硫化氫＜26g/m3主要工藝參數(shù)：Pmax—最大驢頭載荷〔N〕；Mmax—曲柄最大矩〔N.m)；排量及泵效；沖程〔S〕電潛泵排水采氣原理：變速電潛泵隨油管一起下入井底的多級離心泵裝置，在地面“變頻控制器〞的自動控制下，電力經(jīng)過變壓器、接線盒、電力電纜使井下電機帶動多級離心泵高速旋轉，井筒積液通過旋轉式氣體