七.排水采气工艺

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1、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

2、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、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、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＝0.44d----液滴直径d＝dmax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Nwe＝ug2ρgd/σ＝30意义：当Nwe＞30时不存在稳定液滴。当Nwe＝30时存在稳定液滴，直径最大。当Nwe＜30时存在稳定液滴，但直径变小。(3)临界流速分析

3、：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(P,T)计算qun？1.确定气井能否连续携液当qsc＞qun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２、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１、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。

4、当qsc＜qmin时，气井不能正常生产。正常生范围是：qmin＜qsc＜qmax２、节点取井底纯气井油管曲线：qsc↑→Pwf↑气水井油管曲线：qsc↑而Pwf不一定上升纯气井油管曲线：qsc↑→Pwf↑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↑→Pwf↑→qsc↓。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

5、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。该工艺适合条件：1.井深小于3500m，井底温度小于120度；2.油管气流线速度不小于0.1m/s，日产液量小于100m3；3.产层水总矿化度小于10g/L;4.硫化氢含量小于23g/m3;5.二氧化碳含量小于86g/m3;一、起泡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

6、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：充气泡沫分散效应：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）凝析油含量（3）H2S、CO2含量（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9~15，其值越大，水

7、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。根据现场使用情况，泡沫的稳定时间一般为１－２小时，泡沫高度为泡沫始高的２／３为好。三、泡沫排水采气工艺设计选井1.气井的产量产量不高的中小型气水井,产水量一般在100m3/d以下,气水比在160--1500m3/m32.油管下入的深度3.油套管的连通情况气流速度的控制当气流速度小

8、于1m/s或大于3m/s时,有利于带水.气井投药时间起泡剂最佳注入浓度和注入量１．最佳注入浓度起泡剂注入气井的浓度应小于其临界胶束浓度．对正在生产的气