第十章排水采气(李闽)-1

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1、第十章排水采气排水采气水驱气田多分布在川东、川西南、川南、赤水、川中等地排水采气是水驱气田生产中常见的采气工艺排水采气的方法：优选管柱、泡沫排水、柱塞气举、连续气举、有杆泵、潜油电泵、水力活塞泵、射流泵等本章内容第一节气井携液临界流量第二节泡沫排水采气第三节柱塞气举第四节其它排水采气工艺第一节气井携液临界流量一、气井积液二、气井携液临界流量三、气井携液流量的应用一、气井积液1.气井积液来源–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

2、现凝析水。2.气井积液过程一、气井积液3.气井积液的危害–增加对气层的回压，限制气井生产能力–过大的积液量，会使气井完全停喷–含液饱和度增大，气相渗透率降低，影响气井产能–井筒内的液柱会伤害井筒附近地层一、气井积液4、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。一、气井积液5、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，使气井中的液体排除地面。二、气井携液临界流量1、携液临界流速、

3、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。2.气井携液模型Turner、Hubbard和Dukler提出下面两种模型•液膜模型描述液膜沿管壁的上升，计算复杂。•液滴模型液滴被高速气流携带。注意：实际情况中，两种模型都存在，但根据矿产资料液滴模型更为实用。液滴模型气体对液滴曳力F＝沉降重力GF临界流速0.25()Lgucr5.52g气井携液临界流量4ApucrGq2.510crZT•分析：压力越低，临界流速越大。低压气井临

4、界流速大，更易积液气井连续携液新模型Tuner公式存在的问题液滴模型是圆球型，而实际液滴形状应为椭圆形，计算出的气井连续排液临界流速和流量明显偏大。解决办法：在Turner公式计算的基础上乘以一个系数（通常是1/3）实际液滴的形状是椭球形(1)有效迎流面积S大(2)曳力系数大，Cd=1.0(3)容易被携带有效迎流面积S新增3个方程：（1）由伯努利方程确定作用在液滴前后的压差大小（2）根据新增的表面能等于外力所作的功,确定保持液滴成椭球形满足的受力平衡条件（3）液滴的体积按偏平形液滴计算液滴受力平衡条件12

5、gVsCugVLgDgg2V=shSh(1)液滴在气流中下落，前后受力不同，有一压力差，由伯努利方程得：12pu（1）gg2(2)自由表面能原理，可逆过程体系新增的表面能等于外力所作的功：UW方程两边同除sUWpshsss气井连续携液新模型在压力差和表面张力的作用下，液滴保持扁平形应满足下面方程：pshs0（2）式中：s--扁平液滴的底面积，h--扁平液滴的高度，--界面张力气井连续携液新模型（3）由于液滴是由球形变为扁平形的，因此认为其体积保持不

6、变，则有关系式（3）：43VshrConst(3)3由（2）可以得：pssh（4）由（3）可得s=v/h两边对h微分得：sVshs（5）22hhhh气井连续携液新模型pss由（4）和（5）得：h由上式得：hp（6）将（1）代入（6）得：2h2u（7）gg将（7）代入（3）得：2sV2ugg气井连续携液新模型则，由上式得：2uVggs2（8）根据受力平衡条件，有：12LgVsgCuDgggV（9）2将（8）代入（9）得：4(

7、)glgu4g2C（10）gD气井连续携液新模型由于液滴模型为扁平形，VeniaminG.Levich(内维齐)建议CD取1.0，代入（10）得：4()glgu4g2g()lg2.54（11）2g因此，气体携液的最小速度为：()lguu2.54（12）gt2g气井连续携液新模型相应的产量公式为：4Aputq2.510c（13）zT其中：A为生产油管的截面积m2q为日产气量(万方/天)c模型创新点：被高速气流携带的液滴前后存在一压差，在这一压差的作用下液滴会发生

8、变形，该模型考虑了液滴变形，导出了新的气井临界流量计算公式。Turner公式的推导与新模型比较Turner公式LM（李闽）公式假设形状球形扁平形CD取值0.441.0速度公式(Lg)(lg)3.142.5422gg**气井**井实际生产和理论计算对比图产气量（方）产气量80000100000（方）8000060000Q（turner）Q（turner）6000040000（方）(方)40000