超声雾化排水采气工艺在DK16井应用效果分析

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1、天然气勘探与开发2011年7月出版超声雾化排水采气工艺在DK16井应用效果分析钟志伟李长俊薛征征汪辉(中国石化华北分公司第一采气厂)摘要大牛地气田气井普遍产水，严重影响了气井的正常生产。为维持气井正常生产，气田开展了泡沫排水采气、柱塞气举、超声雾化等工艺的应用研究。与其它排水采气工艺相比，超声雾化排水工艺具有一次性投入较小，操作简单等优点，该工艺利用气井自身能量，通过机械、气动、超声波雾化的多重作用，将液滴击碎成雾状，减少滑脱损失，提高气井携液能力。通过概述超声雾化排水工艺原理、特点及DK16井现场应用情况，为低压低渗气井提供了一种新的排水采

2、气工艺选择。图4表10参3关键词采气工艺超声雾化应用分析0前言碎到781xm～88p~m的雾滴，使气井携液临界流速大幅降低，从而提高了气井的排液效率。大牛地气田位于鄂尔多斯盆地北部，属特低渗致密砂岩气藏，气井产能较低。该气田自2003年9月1日投人开发以来，相继有600余u气井投人生产，部分气井生产过程中产出地层水(并产凝析油)。气井出水后，井底积液加剧，井筒内回压增大，产气量随之降低，部分气井因此而停产。2006年8月，在该气田DK16井采气超声雾化排水采气工艺后，提高了气井携液能力。l超声雾化排水采气工艺介绍1．1超声雾化工艺简介超声雾化

3、装置(图1)主要由雾化装置、分离装置、密封装置和卡定装置四部分组成。超声雾化排水采气工艺是将一套超声波雾化装置，利用钢丝作业下人并卡定在井内油管的设计深度，借助天然气流动能量，将大液滴打碎，雾化。雾化通过3方面实现：①雾化装置中有一个旋流分离装置，它借助于高图1超声旋流雾化装置示意图速旋转流体，产生剪切力和离心力破坏液体的表面张力，使液体破碎雾化；②利用高速气流剧烈冲击液1．2超声雾化工艺原理体再膨胀，破坏液体的粘性力和表面张力，使液体破超声雾化是利用超声能量使液体形成细微雾滴碎雾状；③利用声振动的力学效应，使液体碎化、均的过程。雾化方式是处

4、于振动表面的薄液层在超声化、细化，降粘。通过超声雾化，可以将井筒液体打振动的作用下激起毛细——莺力波。当振动面的振作者简介钟志伟，男，1981年出生，助理工程师；2005年毕业于西南石油大学石油工程学院油气储运工程专业，在华北分公司第一采气厂从事采气工作。地址：(719000)陕西省榆林市小壕兔乡转第一采气厂采气一队。电话：13947751937．E—mail：elva8935@126．COm·52·第34卷第3期天然气勘探与开发动幅度达到一定值时，液滴即从波峰上飞出成式中：雾]。在较低流速的气流带动下，雾滴更容易从井c一声速，m／s；v=一

5、空腔体积，m；内携带出来。雾滴直径可由式(1)近似计算：一与腔连接管有关的系数。d：0．3()÷(1)由式(4)可以看出，只要“亥姆赫芝哨”尺寸足够，在足够气流速度差驱动下，能够发出足够高频率式中：卜液体的表面张力系数；的超声波，就能将液体击碎成微米级直径的液滴，此p_．液体的密度，kg／m；时，只需要很低的气体流速就能够将井底积液携带严频率，Hz。出井筒，实现排水采气的目的。气体流速与液滴直径的关系]：为了让“亥姆赫芝哨”在井下气液混合流动环：[]n(2)境下能够发声，在流体流过“亥姆赫芝哨”之前采用了一个能够产生双旋流的分离装置将气液分离

6、，使式中：流过“亥姆赫芝哨”的流体为气体，且旋流分离装置pl一液体密度，kg／m也能破坏液体表面张力将液滴破碎，且分离后的气—气体密度，kg／m3；和液再次经过雾化喷嘴(图3)，再次雾化，三重作用液滴直径，m；—气体流速，m／s。使液体充分雾化。将式(1)带人式(2)，得到与频率，的关系：0．9hg()÷(3)三由式(3)可见，发声装置发出的超声波频率越高，则需要的携液流速越低。选用的超声雾化装置中，采用了“亥姆赫芝哨”来产生超声波。“亥姆赫芝哨”是一个简单的共振图3雾化喷嘴示意圈器，由两个腔体组成(图2)。由流体流动速度差形成扰动发声，其发

7、声的基波频率由腔体决定。2超声雾化现场应用分析2．1试验前生产情况⋯tDK16井基本情况见表1。DK16井由于产能低，投产后排液困难，平均两天提产带液一次，频繁的提产带液使该井的油压及产液量波动较大，不利于气井的长期生产。为使图2亥姆赫芝哨示意圈DK16井正常生产，2006年4月10日开始对该井进“亥姆赫芝哨”发出的超声波频率与其尺寸之行泡排，先后使用XH一2—6、UT一11C型泡排剂进问的关系：行助排。泡排措施在减小油套压差方面取得了一定f一．

8、的效果，产液量有所降低，仍需要结合提产带液才能27r√V(4)维持该井正常生产(表2和图4)。表

9、1DK16井基本情况表·53·天然气勘探与开发2011年7月出版表2DK16井2006年1—7月生产情况表2fj]、，16I5¨⋯}i·三’’’·；’．·'t’‘‘