天然氣工程第九章排水采氣課件

1、第九章 排水采氣水驅氣田氣井出水后川西南川南赤水川中川東為什么？排水采氣方法氣井攜液臨界流量泡沫排水柱塞氣舉優(yōu)選管柱連續(xù)氣舉有桿泵潛油電泵水力活塞泵射流泵第一節(jié) 氣井氣井攜液臨界流量一、氣井積液1、井中液體來源 地層中的游離水或烴類凝析液與氣體一起滲流進入井筒 地層中含有水汽的天然氣流入井筒，由于熱損失使溫度沿井筒逐漸下降，出現(xiàn)凝析水。2、氣井的積液過程氣井積液過程3、氣井積液的識別產量急劇下降；井口油壓或套壓急劇下降；氣井產出液體的量急劇減少；井底壓力或其梯度急劇增高；氣井出現(xiàn)間噴生產。4、氣井排水采氣原理 當氣井自身能量不足以將井中液體帶出地面時，通過人為地向氣井補充能量，使氣井中的液體排

2、除地面。1、攜液臨界流速、臨界流量 氣井開始積液時，井筒內氣體的最低流速稱為氣井攜液臨界流速，對應的流量稱為氣井攜液臨界流量。二、氣井攜液臨界流量2、推導思路-液滴模型(1)液滴受力: 氣體對液滴曳力F沉降重力G則：式中：Cd-曳力系數(shù)0.44 d-液滴直徑ddmax最安全。表示最大液滴不下落時可連續(xù)排液。(2) 確定d-韋伯數(shù) Nweug2gd/30意義：當Nwe30時不存在穩(wěn)定液滴。 當Nwe30時存在穩(wěn)定液滴，直徑最大。 當Nwe30時存在穩(wěn)定液滴，但直徑變小。(3)臨界流速分析：壓力越低，臨界流速越大。低壓氣井臨界流速大，更易積液3、氣井攜液臨界流量 思考題：是選井口還是選井底的條件(

3、P,T)計算qun？1. 確定氣井能否連續(xù)攜液當qscqun時，氣井連續(xù)生產,否則氣井停噴。三、氣井攜液臨界流量的應用、優(yōu)選油管尺寸油管直徑越大，氣井產量越高油管直徑越小，由于會提高天然氣流速，舉升液滴的效率也越高適用條件：流態(tài)屬霧流優(yōu)選管柱排水采氣原理： 如果一口氣井不能連續(xù)攜液，可通過更換小油管使其連續(xù)攜液。四、氣水井的流點、節(jié)點取井口特點：流出動態(tài)曲線上存在一流點(qmin，Ptf)流點左邊屬不穩(wěn)定生產區(qū)，流點右邊屬穩(wěn)定生產區(qū)當qscqmin時，氣井不能正常生產正常生范圍是：qminqscqmax、節(jié)點取井底純氣井油管曲線：qscPwf氣水井油管曲線：qsc而Pwf不一定上升純氣井油管曲

4、線：qscPwf氣水井油管曲線：qsc而Pwf不一定上升原因：多相流中，能量主要由滑脫和摩阻兩部分控制不穩(wěn)定區(qū)：由滑脫控制。氣量小滑脫液體下落聚在井底形成惡性循環(huán)，直至停噴，是一正反饋。穩(wěn)定區(qū)：由摩阻控制。氣量摩阻Pwfqsc。是負反饋，形成穩(wěn)定生產。結論：油管直徑不能太大，也不能太小, 需合理選擇第二節(jié) 泡沫排水采氣工藝泡沫排水采氣工藝 將表面活性劑（起泡劑）從攜液能力不足的生產井井口注入井底，借助于天然氣流的攪拌作用，使之與井底積液充氣接觸，從而減小液體表面張力，產生大量的較穩(wěn)定的含水泡沫，減少氣體滑脫量，使氣液混合物密度大大降低，以大幅度降低自噴井油管內的摩阻損失和井內重力梯度。一、起泡

5、劑排水采氣機理有三類物質可改變溶劑的界面張力，能降低界面張力的物質稱為表面活性劑。界面張力變化圖起泡劑濃度與界面張力的關系泡沫排水采氣的機理泡沫效應：充氣泡分散效應：液滴變小減阻效應：粘度小、光滑洗滌效應二、起泡劑1、起泡劑性能可降低水的表面張力；起泡性能好，使水和氣形成水包氣的乳狀液；能溶解于地層水，親憎平衡值要求在9-15范圍之內；泡沫攜液量大，即氣泡壁形成的水膜越厚。2 起泡劑類型離子型（主要是陰離子型）非離子型兩性表面活性劑高分子聚合物表面活性劑等3 起泡劑的選擇（1）井溫（2）凝析油（3）H2S、CO2（4）水礦化度（5）親憎平衡值（HLB）在排水采氣中，一般要求親憎平衡值在915，

6、其值越大，水溶性越高。（6）界面張力 （7）臨界膠束濃度（C.M.C）膠束是指兩親性分子在水或非水溶液中趨向于聚集（締合或相變）。所有性質在臨界膠束濃度以上都存在轉折。 （8）穩(wěn)定性穩(wěn)定性長的比短的起泡劑更易將地層水從井底帶至地面，但穩(wěn)定時間過長又會給地面的分離、集輸、計量等帶來困難。 選井 氣流速度的控制 氣井投藥時間 起泡劑最佳注入濃度和注入量 起泡劑注入方式和流程 消泡劑注入濃度和注入量三、泡沫排水采氣工藝設計第三節(jié) 柱塞氣舉 間歇氣舉的一種特殊形式特點： 將舉升氣體和被舉升液載分開，減少氣體竄流和 液體回落，提高舉升氣體的效率。能量來源：地層氣；地層能量不足，注入高壓氣優(yōu)點： 排除井底積液，增大生產壓差，延長氣井的生產期；柱塞氣舉的安裝、生產和管理費用都較低。適用范圍： 常規(guī)連續(xù)氣舉或間歇氣舉效率不高的井； 柱塞氣舉還可用于易結蠟、結垢油氣井，典型的柱塞氣舉裝置柱塞井下管柱地面設備一、柱塞氣舉裝置二、柱塞氣舉過程關井恢復壓力階段開井生產階段柱塞氣舉一個循環(huán)的壓力變化三、柱塞氣舉工藝參數(shù)設計方法柱塞氣舉工藝參數(shù) 柱塞運行周期 開井時間和對應開井套壓 關井時間和對應關井套壓 所需的氣液比和日產量 對于需要補充注