陜西氣井渦流排水采氣技術介紹(共33)

氣井渦渦流排排水采采氣技技術介介紹陜西匯匯豐悅悅石油油科技技開發(fā)發(fā)有限限公司司2012年7月5日前言言隨著蘇蘇里格格氣田田開發(fā)發(fā)的深深入，，氣井井壓力力的下下降和和產水水量增增加，，氣井井嚴重重積液液甚至至停產產，排排水采采氣工工作的的緊迫迫性日日益突突出。。渦流流工具具可以以達到到改變變井筒筒內介介質的的流動動形態(tài)態(tài)，提提高氣氣井攜攜液能能力的的作用用，從從而減減少井井底積積液，，減小小油管管內壓壓降，，提高高氣井井產量量。通通過該該試驗驗觀察察、驗驗證渦渦流工工具的的排水水采氣氣效果果，為為蘇里里格氣氣田排排水采采氣工工藝探探索新新的技技術途途徑。。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理二、投投放施施工三三渦渦流排排水采采氣技技術在在國內內外應應用四四、、渦流流排水水采氣氣技術術在蘇蘇里格格氣的的試驗驗匯報報提提綱綱渦流排排水采采氣技技術在在油氣氣田的的應用用，是是美國國能源源部2001年資助助的研研究項項目，，由NETL組織實實施、、測試試、驗驗收。。渦渦流流排水水采氣氣技術術改善善氣井井生產產狀態(tài)態(tài)、提提高氣氣井采采收率率，到到目前前已經經用于于北美美、澳澳大利利亞數(shù)數(shù)千口口天然然氣井井、煤煤層氣氣井的的生產產優(yōu)化化。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理1、渦流流排水水采氣氣技術術背景景截至2000年，美美國共共有：：產油井井：411793口產氣井井：223707口。這些井井產量量占美美國17%的原油油和7%的天然然氣用用量。。對美美國能能源安安全只只顧至至關重重要。。擁有有者均均為獨獨立的的小業(yè)業(yè)主，，沒有有技術術開發(fā)發(fā)資金金和能能力。。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理2001年，DOE（美國國能源源部））通過過NETL(國家能能源技技術實實驗室室），，組建建了SWC（低產產井協(xié)協(xié)會））。SWC致力于于系列列研究究開發(fā)發(fā)項的的研發(fā)發(fā)，渦渦流排排水采采氣技技術就就是其其中之之一。。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理當氣液液流進進入渦渦流工工具，，渦流流工具具使流流體快快速旋旋轉，，加速速度使使得較較重的的液體體甩向向管壁壁；流流體沿沿工具具向上上運動動，工工具的的結構構、參參數(shù)使使得流流體的的旋轉轉達到到一個個非常常有效效的狀狀態(tài)；優(yōu)化設設計的的渦流流參數(shù)數(shù)，可可以使使渦流流產生生的渦渦旋上上升環(huán)環(huán)膜流流態(tài)維維持較較長的的距離離。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理2、渦流流排水水采氣氣技術術原理理流體的的運動動原理理象槍槍的膛膛線，，即中中心流流邊緣緣的非非流邊邊界也也在運運動，，這導導致主主流體體與外外流體體間較較低的的差速速；由由于摩摩擦力力的減減小，，從而而降低低了剪剪切力力和壓壓降。。消消除了了流體體、氣氣流內內小滴滴間的的滑動動。從從而減減小了了氣體體向上上運動動所必必需的的做功功量、、及油油管總總的壓壓力損損失。。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理拆分開開的部部件組裝好好的工工具一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理3、國內內外渦渦流排排水采采氣技技術研研究成成果（1）螺旋運運動形形成的的原理理：美美國人人Mingaleeva以龍卷卷風為為例研研究流流體螺螺旋運運動形形成原原理。。一股股空氣氣質量量流被被位于于溫暖暖的地地面區(qū)區(qū)域（（a-b）上水水蒸氣氣加熱熱并飽飽和，，因浮浮力的的影響響會以以空氣氣柱的的形式式做上上升運運動。。新的的空氣氣，來來自地地面附附近的的溫度度相對對較低低的環(huán)環(huán)境，，沿徑徑向軌軌跡往往低壓壓的空空區(qū)運運動，，到達達a-b區(qū)域，，被加加熱并并且飽飽和蒸蒸氣，，在氣氣流90°°彎角處處急劇劇上升升。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理龍卷風風的形形態(tài)示示意圖圖一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理但是這這種將將空氣氣流由由水平平轉向向垂直直運動動在彎彎角90°°處會導導致遠遠大于于摩擦擦阻力力損失失的水水力阻阻力流流動，，此時時流體體會自自發(fā)轉轉成螺螺旋式式上升升，因因為螺螺旋式式上升升的形形式會會使局局部水水力阻阻力損損失大大大減減少，，以摩摩擦阻阻力損損失為為主，，Mingaleeva通過計計算得得出，，螺旋旋上升升相比比之下下減少少了能能量的的消耗耗。一、渦渦流排排水采采氣技技術背背景及及原理理當空氣氣流上上升高高度為為H時，克克服水水力阻阻力所所消耗耗的能能量：：其中：：N是空氣氣流運運動所所消耗耗的能能量，，Q是空氣氣流動動的速速度，，△P是水力阻力力，u是局部氣體體的速度，，下標0代表了垂直直上升流，，1是局部阻力力，2是摩擦阻力力，3是螺旋流動動。一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理通過直接觀觀察得到龍龍卷風螺旋旋角a≈45°°~65°°，典型摩擦擦阻力系數(shù)數(shù)的值為：：λ20=0.01-0.1，λ23=0.03-0.15（當Re=103-106），C10=0.2-10。

螺旋流流動所消耗耗的能量從從公式中不不含C10，即螺旋流流動中主要要是摩擦阻阻力損失，，與垂直上上升流相比比，少了局局部阻力，，能量消耗耗減少。一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理（2）現(xiàn)場試驗成成果：2004年美國德州州技術測試試中心在水水流動性測測試表明，，渦流井下下工具能夠夠降低井底底壓力。在相對短的的距離上渦渦流表面工工具能夠減減少流體壓壓降30-50％。流體經過過渦流工具具后，確切的距離離是與壓力力，管內徑徑，流量和和流速有關關的函數(shù)。。經多口口井現(xiàn)場試試驗，得到到：井下渦流工工具平均有有效作用深深度2280m（7500英尺）。在2005年SWC（美國低產產井協(xié)會））的測試報報告中稱，，測試數(shù)據(jù)據(jù)表明，渦渦流工具可可以降低臨界舉升流流速25-30%。一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理二、投放施施工三渦流排水水采氣技術術在國內外外應用四四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗匯報提提綱二、投放施施工渦流排水采采氣工具的的投放、打打撈與節(jié)流流器的投放放施工相似似。都是試試井車絞車車上的鋼絲絲，通過聯(lián)聯(lián)接在氣井井口上的防防噴管投放放到設計位位置以下3-5米，然后上上投鋼絲，，使工具上上的定位卡卡瓜卡到油油管接箍的的接縫處。。再上擊切切斷投放工工工具上的的銷釘，收收回投放工工具。二、投放施施工一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理二二、投放施施工三渦流排水水采氣技術術在國內外外應用四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗匯報提提綱三、渦流排排水采氣技技術在國內內外應用應用實例一一：在新墨西哥哥州北部和和科羅拉多多州南部的的圣胡安盆盆地，BP公司已經在在3000英尺煤層氣氣井中安裝裝了井下渦渦流排水采采氣工具。。煤層氣井井井底有嚴嚴重的積液液問題（積積水深度超超過300英尺，而儲儲層壓力已已低于100psi）和產量已已下降到1.000MCF/d。安裝井下下渦流工具具之后，產產量上升至至2-2.200MCF/d且液位降低低到25英尺。而且且高產時間間超過4個月。二、渦流排排水采氣技技術在國內內外應用工具安裝前前工具安裝后后二、渦流排排水采氣技技術在國內內外應用應用實例二二：大慶油田升升1-1井試驗一、渦流排排水采氣技技術背景及及原理二、投放施施工

三、、渦流排水水采氣技術術在國內外外應用四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗匯報提提綱四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗工具參數(shù)：：總長：960mm外徑：56mm材質：316L不銹鋼打撈頸：39mm應用實例一一：四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗工具安裝前前工具安裝后后四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗由該井8月26日至9月6日的生產曲曲線圖中可可以看出：：投放工具具后28日套壓下降降0.2MPa，油壓下降降0.6MPa，產氣量升升至1.2×104m3/d，之后油套套壓及產量量一直穩(wěn)定定至31日，說明工工具投放后后油管中的的積液逐漸漸被排出；；31日套壓由8.6MPa迅速降至4.1MPa，同時油壓壓由1.6MPa升至3.6MPa，且瞬時流流量出現(xiàn)了了5500m3/h的高峰，說說明套管中中積液排出出；8月31日至9月4日產氣量在在2.8-6.5×104m3/d之間波動；；9月4日套壓上升升0.7MPa至5.7MPa，產氣量最最低降至2.0×104m3/d，至9月6日套壓漲至至6.31MPa，產氣量3.2×104m3/d，氣井出現(xiàn)現(xiàn)積液現(xiàn)象象。四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗渦流工具現(xiàn)現(xiàn)在蘇14-11-38井試驗，就就已取得的的試驗數(shù)據(jù)據(jù)分析：蘇蘇14-11-38井投放的渦渦流工具實實現(xiàn)了一定定的排水采采氣作用：：氣井出水水現(xiàn)象明顯顯，套壓由由8.73MPa降至4.11MPa；產量較試試驗前大幅幅度提高，，產氣量從從0.7×104m3/d漲至最高6.5×104m3/d，目前穩(wěn)定定在3.2×104m3/d。應用實例二二：四、渦流排排水采氣技技術在蘇里里格氣的試試驗2011年11月15日，采氣三三廠在蘇14-1-