气井的开采工艺

气井的开采工艺

选择题：86～917～1011～17199～222无水气藏气井的开采

指气层中无边底水和层间水的气藏〔也包括边底水不活泼的气藏〕。1．开采特征1〕气井的阶段开采明显——可分为四个阶段〔1〕产量上升阶段。仅井底受损害，而损害物又易于排出地面的无水气井才具有这个阶段的特征。在此阶段，气井处于调整工作制度和井底产层净化的过程。产量、无阻流量随着井下渗透条件的改善而上升。〔2〕稳产阶段。产量根本保持不变，压力缓慢下降。稳产期的长短主要取决于气井的采气速度。〔3〕递减阶段。当气井能量缺乏克服地层的流动阻力、井筒油管的摩阻和输气管道的摩阻时，稳产阶段结束，产量开始递减。〔4〕低压小产阶段。产量、压力均很低，但递减速度减慢，生产相对稳定，开采时间延续很长。无水气藏气井生产阶段划分示意图前三个生产阶段为一般纯气井开采所常见第四个阶段在裂缝孔隙型气藏中表现特别明显。用第四阶段产量、压力资料计算的储量比压降储量多13%。这说明低压小产阶段中，低渗透区的天然气不断向井底补给，致使压力和产量下降都十分缓慢。2〕气井有合理产量气驱气藏是靠天然气的弹性能量进行开采的，因此充分利用气藏的自然能量是合理开发好气藏的关键。根据气井二项式渗滤方程和稳定试井指示曲线分析，气井的生产压差和产量在某一极限值以下近似于一条直线，即产气量随着生产压差的增大而增大。当产量超过其极限值后，产量的增加不呈线性比例关系，即单位生产压差的产气量越来越小，使得气井储层能量利用不够合理。3〕气井稳产期和递减期的产量、压力能够进行预测〔1〕根据稳定试井资料求出气井二项式渗流方程式；〔2〕结合气藏实际情况，给出相当数量的地层压力pr值，并假设假设干个qg值带入该式求出井底压力pwf，绘制不同地层压力值下的井底压力与产量的关系曲线图版井底压力与产量关系〔3〕pwf求出后，进一步可求出井口油、套压〔pt、pc〕,于是绘制出pc-qg及pt-qg的关系曲线图版〔4〕采气速度只影响气藏稳产期的长短，不影响最终采收率。影响气藏〔气井〕稳产期长短的的主要因素是采气速度。采气速度高，稳产年限短。反之，那么稳产年限长。2．无水气藏气井

的开采措施1〕可适当用大压差采气2〕确定合理的采气速度3〕充分利用气藏能量〔1〕调整地面设备：对于不适应气藏后期开采的一些地面设备应除去，尽量增大气流通道，减少地面阻力，增大举升压差，增加气的携液能力，延长气井的稳产期。〔2〕周期降压排除井底积液：实践证明，在气藏开采后期，凝析液在井底聚积，对无水气井的生产也是致命的。周期性降压生产和井口放喷以排除井底积液。气体井筒流动本章目的：确定Pws、Pwf地层流入动态：qsc＝f(Pwf)PR方法：井下压力计测量，计算方法思路：等值流动阻力法地层流阻Rres,井筒流阻Rw结论：当PR、Rres一定时，qsc由Pwf直接控制，间接由Ptf控制。油管流动动态：井口压力一定时，产量与井底压力的关系。qsc＝f(Pwf)Ptf

气嘴别离器地面管线井筒气层气井示意图气井系统气井和气层压力间的相互关系生产方式：油管生产地层压力-井底流动压力=采气压差井底流动压力-油压=在油管中的压力损失油压-输压=在采气地面管线中的压力损失。为比较气井间及不同阶段生产能力的大小引出：绝对无阻流量AOF：在气井井底流压等于0.1MPa时气井的产量，是气井的最大理论产量。无阻流量：是指气井井口压力等于0.1MPa时气井的产量。气井系统生产过程①渗流过程；②通过射孔孔眼的流动过程；③垂直管流举升过程；④通过节流装置的流动过程；⑤地面水平或倾斜管流过程。一、井筒中的垂直管流气液混合物在垂直管流中的流动型态纯气井：不产油或产油很少的气井，井筒中呈单相气流。气体的密度很小，流动摩阻很小，井底压力大于井口油压就能正常生产。

气水同产井：气液两相流动的井，气液混合物在上升的过程中，随着压力的逐渐降低，气体不断的别离、膨胀，使流动形态不断的变化，一般要经历泡流、段塞流、环雾流和雾流。能量消耗：气液柱重力、流动的摩擦阻力、滑脱损失、井口的油压。井底流压+气体的膨胀能=

气液柱重力+摩擦阻力+滑脱损失+井口的油压油气混合物在油管中的上升速度为：泡流<段塞流<环雾流<雾流采气生产参数：地层压力、井底流动压力、油压、套压、输压、流量计的静压、差压、油气比、水气比、日产气量、油量、水量、及出砂量。气井生产时各种压力间的关系为：地层压力>井底流动压力>套压>油压>计量前别离器压力>流量计静压>输气压力不同情况下气井油套压的关系油管生产油压<套压纯气井套管生产油压>套压开井油套合采油压≈套压油管生产油压《套压气水同产井套管生产油压》套压油套合采油压≈套压关井井筒无液柱油压=套压〔压力稳定后〕油管液柱高于环空液柱油压<套压油管液柱低于环空液柱油压>套压气井工作制度

气井生产工作制度：是气井的合理生产方式，反映天然气从地层产出时，产量和压力的变化关系。应保证在开采过程中能从气井得到最大的允许产量，并使天然气在整个采气流程中的压力损失分配合理选择题：180～181气井工作制度：采气时气井的压力和产量所遵循的关系。一、气井工作制度气井工作制度气井工作制度是指采气时气井的压力和产量所遵循的关系。气井所选择的工作制度应保证在开采过程中能从气井得到最大的允许产量，并使天然气在整个采气流程中的压力损失分配合理。地层井底井口输气管线1．气井工作制度的种类

1)定产量制度。即气井产量保持不变。

2)定井壁压力梯度制度。指天然气从地层流到井底，在井壁岩石单位长度上的压力降。就是在一定时间内保持这个压力降不变。

3)定生产压差制度。天然气从地层流到井底，是因为地层压力和井底压力存在压差的缘故。压差越大，产量越大。定压差制度就是在一定时间内保持压差不变。

4)定井底渗滤速度制度。指天然气从地层流到井底过程中，通过井底的流动速度。定井底渗滤速度制度就是在一定时间内保持渗滤速度不变。

5)定井底压力制度。地层压力一定时，井底压力高，产量小；井底压力低，产量大。定井底压力制度就是在一定时间内保持井底压力不变。简答31

2．确定气井工作制度应考虑的因素

气井工作制度受多种因素制约，主要有地质因素、采气工艺因素、井身因素等。(1)影响气井工作制度的地质因素地层岩石胶结程度气流流速过高时砂粒脱落，堵塞通道，严重导致地层垮塌，出砂堵塞使产量降低，甚至堵死气层停产。易磨损油管、闸门和管线。所以地层疏松的气井(如砂层)宜选择定井底流速或定井壁压力梯度采气，在地层不出砂，井底不被破坏的条件下生产。地层水的活泼程度在地层水活泼的气臧上采气，如果控制不当，容易引起底水锥进或者边水舌进，影响正常采气。所以在有水气藏上采气，宜选用定压差生产制度，控制气井不产地层水。这个能保持气井采气时不出地层水的压差称为临界压差(极限压差)，临界压差下的产量称为临界产量(极限产量)。随着气体不断采出，气水界面上升，临界压差和临界产量也越来越小，控制无水采气就越困难。无水产量太小时就应放大气井压差转入带水采气。气井见水类型井筒气水水气井筒气水水气底水锥进边水舌进清管一、为什么清管(1)输气管线在建造中因长距离、长时间在野外施工，管内往往进入污水、淤泥、石块、焊渣和施工工具等；(2)在投产后，天然气从气井带进大量凝析油、污水、泥砂也进入管线；(3)输入管线内的脱硫净化气中饱和的水蒸气，由于温度降低，在管道内会凝析出大量的水，形成积液和硫化铁产物。以上这些杂质都会增加管线的摩擦损失，降级通过能力〔效率〕和使用寿命。

二、清管的目的1、去除管线低洼处积水，是管内壁免遭电解质的腐蚀，防止管内积水冲刷管线，从而延长管道的使用寿命。2、改善管道内壁的光洁度，减少摩阻损失，增加通过量，从而提高管道的输送效率。3、扫除输气管内积存的腐蚀产物。4、进行管内检查〔投产初期，进行管道内壁涂层和内部探伤〔定径、测径〕。5、灌注和输送试压水。三、清管器1、清管器的作用：清管器是放入输气管线中，在前后压力差推力作用下，沿管线运动而去除管内积水、腐蚀粉尘等污物的清管设备。2、清管器分类：橡胶清管球、皮碗清管器、泡沫塑料清管器。〔1〕橡胶清管球：橡胶清管球是一个外径比内径大2%的空心球，用氯丁橡胶制成的,中空，壁厚30~50mm。使用时向球内灌水，以排尽空气。清管球灌水加压胀大之后，其过盈量为4%～8%。常用的耐油耐摩氯丁橡胶清管球。橡胶清管球的优点是变形能力大，通过性能好，不易被卡，使用比较平安。计算3、4球上有一个可以密封的注水排气孔。为了保证清管球的牢固可靠，用整体成形的方法制造。注水口的金属局部与橡胶的结合必须紧密，确保不致在橡胶受力变形时脱离。注水孔的单向阀，用以控制打入球内的水量，调节清管球直径对管道内径过盈量。清管球的主要用途是去除管道积液和分隔介质，去除小的块状物体的效果较差。不能定向携带检测仪器，也不能作为它们的牵引工具。管道温度低于零度时，球内应注入低凝固点液体〔甘醇〕以防冻结。〔2〕皮碗清管器：利用皮碗裙边对管道的4%左右的过盈量与管壁紧贴而到达密封，清管器由前后的天然气压差推动前进。清管器皮碗，按形状可分为平面、锥面和球面三种。平面皮碗的端面为平面，去除固体杂物能力强，但变形较小，磨损较块。锥面皮碗和球面皮碗很能适应管道变形，并能保持良好的密封。球面皮碗还可以通过变径管。但它们容易越过小的物体或被较大的物体垫起而丧失密封。这种皮碗寿命较长，夹板直径小也不易直接和间接地损坏管道。〔3〕泡沫塑料清管器：是外表涂有聚氨脂外壳的圆柱形塑料制品。它是一种经济的清管工具。与刚性清管器比较，它有很好的变形能力和弹性，在压力作用下，它可与管壁形成良好的密封，能够顺利通过各种弯头、阀门和管道变形。它不会对管道造成损伤，尤其适应于清扫带有内壁涂层的管道。其过盈量一般为一英寸。即25mm选择356D:\采气工程课件\清管发球〔修改〕.doc清管收球操作

天然气管道在输送介质过程中，局部有害成分会腐蚀管道，通过清管器清管，可以有效延长管道的使用寿命，改善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高管线的输送效率，同时保证输送介质的清洁度。一、工艺流程1、输气管主气阀2、输气管放空阀3、收球筒球阀4、平衡阀5、收球筒放空阀6、收球筒进气阀7、收球筒排污阀8、快开盲板9、防松楔块10、收球筒压力表11、上水管线控制阀

8123457910116二、清管前准备工作1、工用具的准备管钳600mm一把、活动扳手200mm、250mm各一把、平口起子150mm一把、黄油、棉纱、专用工具、验漏壶、量油尺、胶皮水管。2.通讯设备及仪器对讲机一部、通过指示仪一台、计算器一部三、清管操作步骤1.设备检查

134578910111、压力表截止阀是否处于全开状态，压力是否为零2、收球筒排污阀及放空阀是否关闭3、平衡阀是否处于全开状态4、收球筒球阀是否关闭5、确认收球筒球阀关闭严密不漏气622.设备充压验漏1234578910111、翻开收球筒放空阀2、卸防松楔块，使用专用工具翻开球筒快开盲板3、对盲板密封圈及球筒进行检查清理4、关闭快开盲板及球筒放空阀5、翻开收球筒进气阀对收球筒进行充压验漏。〔充压必须缓慢进行〕6、验漏合格后翻开球筒放空阀进行卸压、卸压后关闭放空阀63.清管收球1〕通知上游集气站可以进行发球。2〕接到上游球发出通知后，根据上游所给参数计算出球速，球到30分钟前在输气管道上安装“通过指示仪〞。计算公式：V=Q/3.14×D2×3600×24×P×10V___球运行速度，米/小时Q___发送站的输送量P___绝对压力〔MPa〕D___输气管内径〔米〕选择362清管收球3.清管收球1345678910113、翻开收球筒进气阀对收球筒进行充压4、翻开收球筒球阀5、关闭输气管主进气阀6、“通过指示仪〞显示球进筒后，迅速翻开输气管主进气阀7、关闭球筒球阀、关闭收球筒进气阀8、翻开球筒放空阀缓慢进行卸压，待压力降至时关闭放空阀9、对污水罐液位进行测量并进行记录10、翻开排污阀进行排污，待压力为零时关闭排污阀11、测量污水罐液位并计算出液量12、翻开放空阀确认压力为零后，翻开上水管线注水阀向收球筒内注入一定量的水〔防止硫化亚铁粉末自燃〕13、翻开收球筒排污阀将水排净后，关闭收球筒排污阀14、确认收球筒球阀关闭严密不漏气卸防松楔块，开盲扳、取出清管器15、对清管阀及密封圈进行清洗保养16、关闭盲板，装好防松楔块217、检查清管器及去除物，做详细描述，并汇报区部。描述内容：各层皮碗划痕〔长×宽×高〕各层皮碗的变形程度及厚度去除物〔水、油、沙等污物的数量〕测径、称质量题范围：选择：92～97

199～222355～3671〕无水采气是有水气藏的最正确采气方式，具有稳产期长，产量高，单井累积产量大的优点。例如某气藏两口同类型气井的开采结果说明，无水气井的生产时间比带水气井长2.4倍，累积产量高1.5倍，递减率低2.4倍。2)气流在井筒保持单相流动，压力损失比气水两相流动时小,在相同产量下,井口剩余压力大，自喷输气时间长，延迟上压缩机采气时间。3)不需建水处理设施。4)本钱低，经济效益高。气水同产井的开采题范围：选择：83～8598～109

182～190

简答：3、1421、22、23、24、25、26、27、28、33、34、35、36、气水同产井的开采

指气井在生产过程中，有地层水产出，而且水对气井的生产有明显干扰。少数气井投产时就产地层水外，多数气井在气藏开发的中后期，由于气水界面上升或采气压差过大而引起水锥后才产地层水。气水同产井的开采比较复杂，不但要选择合理的工作制度，还要根据井的产水情况采用多种方法排水采气。常用的采气方法如图：气井本身能量带水采气排水采气方法化学排水采气气举排水采气小油管排水采气抽油机排水采气简答14气井产出的非地层水有：凝析水、钻井液、残酸水、外来水、地面水简答31、化学排水采气

一．泡沫排水采气1、发泡剂主要成分含有亲水基与水作用，形成气泡，降低液体密度，随气流被带出地面。发泡剂分为液体发泡剂和固体发泡剂两种。常用的有UT一1型液体发泡剂和UT一4型固体发泡剂两种。1、化学排水采气原理气井参加外表活性剂的一种助排工艺。外表活性剂又叫发泡剂。向井内注入一定数量的发泡剂，井底积水与发泡剂接触以后，借助天然气流的搅动，生成大量低密度的含水泡沫，随气流从井底携带到地面，到达去除井底积液的目的。泡沫促进剂在凝析水或矿化度低的地层水中参加，能促进空泡剂的发泡能力。3)8001发泡剂：主剂是无患子。在淡水或地层水中均有良好的起泡性携水能力强。不能与吡啶类缓蚀剂配伍，易受温度影响，不能用于注缓蚀剂的含硫气井和井底温度高于90℃的气井。4)8002发泡剂：由空泡剂和添加剂(泡沫促进剂、分散剂和热稳定剂等)组成。5)CT5—2发泡剂：在同时含矿化水和凝析油的气井中，对这类井应使用多组分的复合起泡剂。凝析油是一种消泡剂，使发泡剂的起泡能力变差。CT5-2发泡剂的水溶性好、使用浓度低、起泡能力强、携液量大，能在90℃的井内使用。对于同时含凝析油和硫化氢的气井，采用CT5-2发泡剂和CT2—11缓蚀剂配伍使可取得良好效果。空泡剂作发泡剂所形成的泡沫稳定性好，携水能力强。其性能易受溶液pH值影响并有老化现象，易受温度影响。泡沫促进剂在凝析水或矿化度低的地层水中参加，能促进空泡剂的发泡能力。〔判断33〕分散剂能提高发泡剂的外表活性，降低水的外表张力。热稳定剂能改善空泡剂在高温时的发泡能力。泡沫排水方式有油管加药排水及套管加药排水两种。油管加药排水从油管参加发泡剂，加药后关井(1h左右)，充分溶解后开井，油管排液生产。特点是加药时需关井，影响气井正常生产且药剂利用率低。套管加药排水从套管参加发泡剂，油管排液生产，与前者比照，加药时气井正常生产不需关井。3、泡沫排水适应条件有一定生产能力的带水生产井和间歇生产井，井深5200m以内；产水量小于100m3/d，井低温度小于120℃。2．利用气井本身能量带水采气利用气井本身能量带水采气是排水采气中最经济的排水方式。带水采气的条件：1)气井有一定的产量，使油管鞋处的气流速度到达带水要求的最低速度。2)气井有一定的压力，气水混合物从井底流到井口后，有一定剩余压力,即井口压力要大于输气压力，以保证气体的输出。油管鞋处带水最低气流速度可通过计算得到。气井带水不好时，可以换用小直径油管,以恢复连续正常带水采气。——优选管柱排水采气简答28气举排液采气原理：利用高压气源，借助井下气举阀的作用，向气水同产井的井筒注入高压天然气，补充地层能量，排除井底积液，恢复气井生产能力的一种工艺。

活塞气举是间歇气举的一种特殊形式，以活塞作为气液之间的机械界面，依靠气井自身能量，以一种循环的方式推动柱塞在油管内上下移动，阻止液体回落，消除气体穿透液体塞段的可能，从而减少滑脱损失，增加举升效率。适用于：产液量小、气液比高的气水同产井，井深小于2000米，气液比≥500m3/m3，日产水量10～50m3/d。抽油机排水采气

原理：借助机械能排水的生产工艺，将有杆深井泵下入到井筒动液面以下适当深度，泵筒中的柱塞在抽油机的带动下作上下往复运动而抽吸排水，到达排水采气的目的。油管排水，套管采气。适用范围：水淹气井或间歇生产井；日排水量10—100m3；泵挂深度2500米；温度＜100℃；腐蚀介质氯根含量10000—90000mg/l，二氧化碳＜115g/m3硫化氢＜26g/m3主要工艺参数：Pmax—最大驴头载荷〔N〕；Mmax—曲柄最大矩〔N.m)；排量及泵效；冲程〔S〕电潜泵排水采气原理：变速电潜泵随油管一起下入井底的多级离心泵装置，在地面“变频控制器〞的自动控制下，电力经过变压器、接线盒、电力电缆使井下电机带动多级离心泵高速旋转，井筒积液通过旋转式气体