浅谈气井生产系统的一些简单分析

1、浅谈气井生产系统的一些简单分析 摘 要气田开发过程分为两个时期：工业试采期，工业开发期。工业试采期的任务归纳如下：按气田工业试采结果确定气体储量，并为工业开发设计准备原始资料。实现气田的进一步勘探。气田在全部结束勘探以前就投产，目的是给用户供气。气田开发设计也分为两步：编制工业试采方案和编制开发方案。要提出对各种天然气强化开采方法进行检验的建议，论证工业试采期集气、天然气加工和准备远输的处理工艺流程。要规定生产井和观察井的钻井，并论证它们在含气区、含水区以及构造上的位置。要规定进行井和地层的综合性的地质地球物理、气体动力学及专门的研究。 关键词气井；系统；流程 中图分类号：te968 文献标识

2、码：a 文章编号：1009-914x（2014）27-0100-01 尽管各气井由于结构不同，气井生产系统模型因井而异。开采过程中，天然气从地层流经气井系统的气层供气子系统、井筒子系统和地面子系统。天然气作为流体，应该遵循流体流动的基本定律质量守衡和能量守衡定律。根据质量守衡和能量守衡定律，就可以将油层子系统、井筒子系统和地面子系统的模型组合成气井系统的模型。气田的驱动方式应理解为地层中决定天然气流向井底的动力。 气田有两种驱动方式：气驱和水驱。气体流向井底的动力是压缩气体的弹性能量。在开发过程中，边水或底水实际上不进入气藏或者根本不存在。在开发过程中气藏的含气孔隙体积保持不变。但是，开发气田

3、的经验表明，气驱时，气藏含气体积由于凝析油在地层中的析出而减少。在开发裂缝性、裂缝孔隙性（碳酸盐岩）变形储集层的气田时，也要注意到气藏孔隙体积和含气体积的减少。在开发气体水合物矿藏时，气藏的含气体积不断增加。大量生产数据的系统研究，发现产量的变化是规律的。其包括上产阶段、高产稳产阶段、递减阶段，对于中小型油气田，其稳产年限一般为2至5年，大型油气田也不过在5至10之间，所以油气田的生产大部分时间是出于递减阶段，所以通过研究了解油气田产量递减变化的规律，可以帮助开采技术人员合理的制定油气开采方案，从而在低成本的投入下，获得高产量。本文综合研究了油藏在投入开采以后产量递减的变化规律，并且寻找控制这

4、些变化的主要因素，以及减缓油气田产量递减率的有效途径。运用这些规律来校正和完善油藏的开发方案，对其未来动态参数进行准确预测，使之取得最好的开发效果。裸眼完井是指气井产层井段不下任何管柱，使产层完全暴露的完井方法。优点：不易漏掉产层、气井完善系数高、油气流动阻力小、完井周期短、采气成本低。缺点：气水层不能分隔，易互相干扰；裸眼段地层易垮塌，掩埋产层；不能进行选择性增产措施。适应：坚硬不易垮塌的无夹层水的裂缝性石灰岩油气层。 在确定气田开发指标的某些方法中，常利用平均井的概念，也就是按平均井进行计算。假定平均井具有平均井深、油管的平均深度、平均井身结构、平均允许产量和压降、平均渗流阻力系数a和b值

5、。尽可能用最好的方法考虑气田各井产量的差异性。在平均井基础上进行气田开发指标的计算，用以保证最可靠的预测，譬如对所需井数的可靠预测。 如果气田上有大量的气井，那么气井的平均参数可以根据统计法和概率理论来确定。 节点设置，节点-两段不同流动规律的衔接点。节点可以分为普通节点和函数节点两种，普通节点节点本身不产生与流量有关的压降。分离器的压力和地层压力，通常可视为常数，在一段时间内认为这两个压力与系统流量无关。水驱特点：随着时间的推移， 气藏含气孔隙体积减少。气体流到井底是由于压缩气体的弹性能量，以及向气藏中不断推进的边、底水压头的作用。水进入到气藏使地层压力下降的速度减慢。 在水驱条件下开发气田

6、时，开始时与气驱一样，压力下降。水继续进入气藏时通常使地层压力下降的速度明显变慢。给人产生这样的印象，即气田开始是在气驱下开发，然后在水驱下开发。但有时候（在地层渗透率高、气藏开发速度低的情况下），水进入气藏如此之快，以致于在开发早期阶段就出现水压驱动对定容封闭气藏，递减的主要原因是压力衰竭，而对于水驱油田，主要原因是由于地下油的剩余储量减少，多相流动油的流动帮助增长率大引起。油气田开发的实际经验表明，何时进入递减阶段，主要取决于：强化开采工艺技术的效果，开发调整（细分层系、打加密井），驱动类型，稳产阶段的采出程度，油气藏的储集类型。 衬管完井是改进了的裸眼完井，有裸眼完井的优点，又防止了岩石

7、垮塌的缺点。其采用的是在目的层段加衬管的方法。衬管用割缝套管（缝宽5-8mm，长100mm）或钻有圆孔（5-10mm）的套管制成。衬管完井应用钻具，用丢手装置，用衬管悬挂器把衬管悬挂在生产套管内壁上，使衬管在井内成吊伸状态，避免衬管曲挠。对于过于疏松的砂层，或疏松砂层且产层倾角较大的，禁忌采用衬管完井方法。布井影响因素有地面条件，如沼泽地，居民点、河流的河湾洼地；探井 ；产层特征。均匀布井用于均质地层，优点在于气井的排流半径和控制储量大于其他井网形式 ；均匀布井时的气井产量要大于其它布井系统（在其它条件相等和储集层性质均质的地层）。这就意味着，气田开发必需的井数是最少的。气田可以更长时间地不增

8、压开发。缺点在于集气管网和矿场支线的长度是增加；在水驱条件下均匀布井将加快气井和气田的水淹。解节点的选择与系统分析的最终结果无关。即解节点的位置可以在生产系统内任意选择，而不会影响系统分析得出的结果。但为了简化计算，解节点的位置应该依据所要求解问题的目的而定。原则上，应该使解节点尽可能靠近分析对象。水压驱动的出现，有时对开发和集输的指标产生有利的影响。但其负面影响是很明显的。是给矿场集输系统和井生产时带来麻烦。降低地层的天然气采收率。实验研究和矿场观测表明，气田水淹区的天然气采收率远小于1。由于水进入气藏的结果，一部分井发生水淹，不得不钻新井来代替它们。其结果是气田开发技术经济指标变差。 设计油矿的集输系统时，通常假定在采油的同时采出伴生水。而气矿系统只考虑从天然气中分离出少量的水。因此，见水的气井很快就不能开采。显然，天然气的采收率就会降低。 气藏产水的危害性：采气工程与采油工程开采方式差异较大；采气以衰竭式开采，开采速度和最终采收率较高；产水后，大大降低一次采收率（风险性、艰巨性）。流体性质的高腐蚀性：天然气富含硫化氢、二氧化碳；地层水含氯离子。天然气的可爆性和高压的危害性：地层压力、井口