天然气工程第九章排水采气课件

1、第九章 排水采气水驱气田气井出水后川西南川南赤水川中川东为什么？排水采气方法气井携液临界流量泡沫排水柱塞气举优选管柱连续气举有杆泵潜油电泵水力活塞泵射流泵第一节 气井气井携液临界流量一、气井积液1、井中液体来源 地层中的游离水或烃类凝析液与气体一起渗流进入井筒 地层中含有水汽的天然气流入井筒，由于热损失使温度沿井筒逐渐下降，出现凝析水。2、气井的积液过程气井积液过程3、气井积液的识别产量急剧下降；井口油压或套压急剧下降；气井产出液体的量急剧减少；井底压力或其梯度急剧增高；气井出现间喷生产。4、气井排水采气原理 当气井自身能量不足以将井中液体带出地面时，通过人为地向气井补充能量，使气井中的液体排

2、除地面。1、携液临界流速、临界流量 气井开始积液时，井筒内气体的最低流速称为气井携液临界流速，对应的流量称为气井携液临界流量。二、气井携液临界流量2、推导思路-液滴模型(1)液滴受力: 气体对液滴曳力F沉降重力G则：式中：Cd-曳力系数0.44 d-液滴直径ddmax最安全。表示最大液滴不下落时可连续排液。(2) 确定d-韦伯数 Nweug2gd/30意义：当Nwe30时不存在稳定液滴。 当Nwe30时存在稳定液滴，直径最大。 当Nwe30时存在稳定液滴，但直径变小。(3)临界流速分析：压力越低，临界流速越大。低压气井临界流速大，更易积液3、气井携液临界流量 思考题：是选井口还是选井底的条件(

3、P,T)计算qun？1. 确定气井能否连续携液当qscqun时，气井连续生产,否则气井停喷。三、气井携液临界流量的应用、优选油管尺寸油管直径越大，气井产量越高油管直径越小，由于会提高天然气流速，举升液滴的效率也越高适用条件：流态属雾流优选管柱排水采气原理： 如果一口气井不能连续携液，可通过更换小油管使其连续携液。四、气水井的流点、节点取井口特点：流出动态曲线上存在一流点(qmin，Ptf)流点左边属不稳定生产区，流点右边属稳定生产区当qscqmin时，气井不能正常生产正常生范围是：qminqscqmax、节点取井底纯气井油管曲线：qscPwf气水井油管曲线：qsc而Pwf不一定上升纯气井油管曲

4、线：qscPwf气水井油管曲线：qsc而Pwf不一定上升原因：多相流中，能量主要由滑脱和摩阻两部分控制不稳定区：由滑脱控制。气量小滑脱液体下落聚在井底形成恶性循环，直至停喷，是一正反馈。稳定区：由摩阻控制。气量摩阻Pwfqsc。是负反馈，形成稳定生产。结论：油管直径不能太大，也不能太小, 需合理选择第二节 泡沫排水采气工艺泡沫排水采气工艺 将表面活性剂（起泡剂）从携液能力不足的生产井井口注入井底，借助于天然气流的搅拌作用，使之与井底积液充气接触，从而减小液体表面张力，产生大量的较稳定的含水泡沫，减少气体滑脱量，使气液混合物密度大大降低，以大幅度降低自喷井油管内的摩阻损失和井内重力梯度。一、起泡

5、剂排水采气机理有三类物质可改变溶剂的界面张力，能降低界面张力的物质称为表面活性剂。界面张力变化图起泡剂浓度与界面张力的关系泡沫排水采气的机理泡沫效应：充气泡分散效应：液滴变小减阻效应：粘度小、光滑洗涤效应二、起泡剂1、起泡剂性能可降低水的表面张力；起泡性能好，使水和气形成水包气的乳状液；能溶解于地层水，亲憎平衡值要求在9-15范围之内；泡沫携液量大，即气泡壁形成的水膜越厚。2 起泡剂类型离子型（主要是阴离子型）非离子型两性表面活性剂高分子聚合物表面活性剂等3 起泡剂的选择（1）井温（2）凝析油（3）H2S、CO2（4）水矿化度（5）亲憎平衡值（HLB）在排水采气中，一般要求亲憎平衡值在915，

6、其值越大，水溶性越高。（6）界面张力 （7）临界胶束浓度（C.M.C）胶束是指两亲性分子在水或非水溶液中趋向于聚集（缔合或相变）。所有性质在临界胶束浓度以上都存在转折。 （8）稳定性稳定性长的比短的起泡剂更易将地层水从井底带至地面，但稳定时间过长又会给地面的分离、集输、计量等带来困难。 选井 气流速度的控制 气井投药时间 起泡剂最佳注入浓度和注入量 起泡剂注入方式和流程 消泡剂注入浓度和注入量三、泡沫排水采气工艺设计第三节 柱塞气举 间歇气举的一种特殊形式特点： 将举升气体和被举升液载分开，减少气体窜流和 液体回落，提高举升气体的效率。能量来源：地层气；地层能量不足，注入高压气优点： 排除井底积液，增大生产压差，延长气井的生产期；柱塞气举的安装、生产和管理费用都较低。适用范围： 常规连续气举或间歇气举效率不高的井； 柱塞气举还可用于易结蜡、结垢油气井，典型的柱塞气举装置柱塞井下管柱地面设备一、柱塞气举装置二、柱塞气举过程关井恢复压力阶段开井生产阶段柱塞气举一个循环的压力变化三、柱塞气举工艺参数设计方法柱塞气举工艺参数 柱塞运行周期 开井时间和对应开井套压 关井时间和对应关井套压 所需的气液比和日产量 对于需要补充注