气井涡流排水采气技术介绍(2012.4.19).ppt

《气井涡流排水采气技术介绍(2012.4.19).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、气井涡流排水采气技术介绍陕西汇丰悦石油科技开发有限公司2012年7月5日前言随着苏里格气田开发的深入，气井压力的下降和产水量增加，气井严重积液甚至停产，排水采气工作的紧迫性日益突出。涡流工具可以达到改变井筒内介质的流动形态，提高气井携液能力的作用，从而减少井底积液，减小油管内压降，提高气井产量。通过该试验观察、验证涡流工具的排水采气效果，为苏里格气田排水采气工艺探索新的技术途径。一、涡流排水采气技术背景及原理二、投放施工三涡流排水采气技术在国内外应用四、涡流排水采气技术在苏里格气的试验汇报提纲涡流排水采气技术在油气田的应用，是美国能源部2001年资助的研究项目，由NETL组织实

2、施、测试、验收。涡流排水采气技术改善气井生产状态、提高气井采收率，到目前已经用于北美、澳大利亚数千口天然气井、煤层气井的生产优化。一、涡流排水采气技术背景及原理1、涡流排水采气技术背景截至2000年，美国共有：产油井：411793口产气井：223707口。这些井产量占美国17%的原油和7%的天然气用量。对美国能源安全只顾至关重要。拥有者均为独立的小业主，没有技术开发资金和能力。一、涡流排水采气技术背景及原理2001年，DOE（美国能源部）通过NETL(国家能源技术实验室），组建了SWC（低产井协会）。SWC致力于系列研究开发项的研发，涡流排水采气技术就是其中之一。一、涡流排水采气

3、技术背景及原理当气液流进入涡流工具，涡流工具使流体快速旋转，加速度使得较重的液体甩向管壁；流体沿工具向上运动，工具的结构、参数使得流体的旋转达到一个非常有效的状态；优化设计的涡流参数，可以使涡流产生的涡旋上升环膜流态维持较长的距离。一、涡流排水采气技术背景及原理2、涡流排水采气技术原理流体的运动原理象枪的膛线，即中心流边缘的非流边界也在运动，这导致主流体与外流体间较低的差速；由于摩擦力的减小，从而降低了剪切力和压降。消除了流体、气流内小滴间的滑动。从而减小了气体向上运动所必需的做功量、及油管总的压力损失。一、涡流排水采气技术背景及原理一、涡流排水采气技术背景及原理拆分开的部件组装

4、好的工具一、涡流排水采气技术背景及原理3、国内外涡流排水采气技术研究成果（1）螺旋运动形成的原理：美国人Mingaleeva以龙卷风为例研究流体螺旋运动形成原理。一股空气质量流被位于温暖的地面区域（a-b）上水蒸气加热并饱和，因浮力的影响会以空气柱的形式做上升运动。新的空气，来自地面附近的温度相对较低的环境，沿径向轨迹往低压的空区运动，到达a-b区域，被加热并且饱和蒸气，在气流90°弯角处急剧上升。一、涡流排水采气技术背景及原理龙卷风的形态示意图一、涡流排水采气技术背景及原理但是这种将空气流由水平转向垂直运动在弯角90°处会导致远大于摩擦阻力损失的水力阻力流动，此时流体会自发转成螺

5、旋式上升，因为螺旋式上升的形式会使局部水力阻力损失大大减少，以摩擦阻力损失为主，Mingaleeva通过计算得出，螺旋上升相比之下减少了能量的消耗。一、涡流排水采气技术背景及原理当空气流上升高度为H时，克服水力阻力所消耗的能量：其中：N是空气流运动所消耗的能量，Q是空气流动的速度，△P是水力阻力，u是局部气体的速度，下标0代表了垂直上升流，1是局部阻力，2是摩擦阻力，3是螺旋流动。一、涡流排水采气技术背景及原理通过直接观察得到龙卷风螺旋角a≈45°~65°，典型摩擦阻力系数的值为：λ20=0.01-0.1，λ23=0.03-0.15（当Re=103-106），C10=0.2-10。

6、螺旋流动所消耗的能量从公式中不含C10，即螺旋流动中主要是摩擦阻力损失，与垂直上升流相比，少了局部阻力，能量消耗减少。一、涡流排水采气技术背景及原理（2）现场试验成果：2004年美国德州技术测试中心在水流动性测试表明，涡流井下工具能够降低井底压力。在相对短的距离上涡流表面工具能够减少流体压降30-50％。流体经过涡流工具后，确切的距离是与压力，管内径，流量和流速有关的函数。经多口井现场试验，得到：井下涡流工具平均有效作用深度2280m（7500英尺）。在2005年SWC（美国低产井协会）的测试报告中称，测试数据表明，涡流工具可以降低临界举升流速25-30%。一、涡流排水采气技术背

7、景及原理一、涡流排水采气技术背景及原理二、投放施工三涡流排水采气技术在国内外应用四、涡流排水采气技术在苏里格气的试验汇报提纲二、投放施工涡流排水采气工具的投放、打捞与节流器的投放施工相似。都是试井车绞车上的钢丝，通过联接在气井口上的防喷管投放到设计位置以下3-5米，然后上投钢丝，使工具上的定位卡瓜卡到油管接箍的接缝处。再上击切断投放工工具上的销钉，收回投放工具。二、投放施工一、涡流排水采气技术背景及原理二、投放施工三涡流排水采气技术在国内外应用四、涡流排水采气技术