采气工艺范文

采气工艺范文（精选9篇）

采气工艺 第1篇

化学堵水、泡沫排水采气法是排水采气的物理化学法;电潜泵排水采气工艺、优选管柱排水采气工艺、机抽排水采气工艺、气举排水采气工艺等是排水采气工艺的机械法, 物理化学法和机械法就是排水采气工艺的具体方法。

1 泡沫排水采气

在井底部分注入一种遇到水之后会产生泡沫的表面活性剂, 也就是起泡剂后井底的积水与之接触并产生反应, 再进一步借助于天然气的搅拌, 就会产生数量极多的低密度水泡沫, 然后气流就会把他们带到地面, 这就是泡沫排水采气。这是一种非常有效的、针对临界速度大于气流速度, 自喷能力不乐观的气井的方法。这种方法就是采用了起泡剂也就是表面活性剂注入到携液能力低下的生产井口的井底, 让起泡剂在天然气流的作用下, 完成与井底积液的混合, 这样液体表面的张力也就降低了, 稳定的含水泡沫大量的出现了, 气体滑脱量减少, 也就降低了气液混合物的密度, 井内重力梯度以及自喷井油管内的摩阻损失都会因此降低, 这样就可以在井底压力和井口压力相同的情况下, 令井底回压降低, 进而达到将气流可以将积液携带到地面的效果。但地层水中的泡沫到达地面后, 向其中加入消泡剂技能使泡沫消失, 这样排水采气的目的也达到了。这个技术存在着很多的优点:成本低、见效快、投资小、经济效益显著;还可以利用地层自身的能量实现举升;实时操作简便, 在应用过程中不需要关井以及一系列的修井作业;设备配套简单, 具有完全相同的自喷生产和举升过程;最重要的是适应能力较强的泡沫助采剂和现有的起泡剂可以应用在不同的生产井内, 可以满足不同类型的生产井的需要。

起泡剂的性能要求及适用条件:1) 性能要求。起泡能力强、泡沫稳定性好、泡沫携带液体量大都是起泡剂需要具有的特殊性能, 当然了还要具有表面活性剂的一般性能。非离子型、离子型、高分子聚合物表面活性剂、两性表面活性剂是表面活性剂中比较常用的。2) 应用条件。要根据气井流体的不同性质选择不同的起泡剂, 大多数气井使用的主要都是像硫酸脂盐、磺酸盐这样的阴离子型起泡剂, 但是他们呢单独使用往往会得到更好的效果。

2 优选管柱排水采气

为了减少流动的截面积所以缩小了生产的油管内径, 气体流速提高了, 液面也就更容易的被带到了地面上, 这样的方法就是优选管柱排水采气。这项工艺能够充分利用气井的自身能量然后使连续排液生产变成现实, 其中不会借助任何的动力装置和特殊的装备, 气井带水自喷期的高效开采的工艺技术也能得到延长, 同样的要选择能够与地层流动条件相匹配的油管柱;除此之外还具有管理方便、免修期长、理论成熟、工作制度可调、施工容易、投资少等优点。但是这项技术也是有着它的缺点的:气井排液量不能过大, 起下管柱时要求能实现不压井起下作业。水气井开采的中后期是优选管柱排水采气实施的时期, 这时候要较少气流脱滑的损失, 重新调整自喷管柱, 这也是一种应用气井自身能量的自力式气举排水采气方法。

油管直径过大的时候, 可以通过摩阻损失和气流速度的降低让流压减少, 这样可以使气井产量得以提高, 但是这样一来, 井底的液体无法通过速度较低的气流被带到地面上, 井底积液、流压升高的情况出现, 产气量也被限制了。相反的油管气量较小时, 气流速度可以提高, 井底的液体排除更加的顺利, 同样的摩阻损失的变大, 井口压力一定的情况下井底流压也会增加, 气井产量也就因此受到了限制。所以要选择合理的管径是根据气井的产能状况决定的, 这样也达到了气藏的能量充分利用的目的, 井底的液体也能被尽可能多的被带到地面, 产气量也会变大。

3 机抽排水采气工艺

将深井泵下人井筒液面以下的合适深度, 热情周到抽油杆带动深井泵柱塞, 泵筒内就在坐着上上下下的抽汲运动, 这样在油管内进行抽汲排水, 液柱对于井底的回压也降低了, 套管中也就能采出足够的天然气, 以上就是机抽排水采气工艺的基本原理。

简单可靠是这项工艺的最主要的有点, 除此之外还有设计简单、成熟;自动控制比较容易, 能够无人操作, 有人管理, 是通过电或者天然气作为动力;设备可以由多井运移;采出程度也不会被工艺井所影响, 会一直采到油井枯竭。即使这样, 有很多的缺点也是不可避免的, 硫化氢、井斜、井深对此影响十分明显, 限制到了泵挂深度和排液量;刚开始使用这种工艺的头颅是十分巨大的, 如:深井泵、抽油机、抽油杆的使用以及配套的动力装置在使用前期都是十分不方便的;气体干扰使泵效降低, 抽油杆和泵易损坏等问题的出现也是由于气水井与油井之间的性质差异非常大。采用具有耐摩擦、抗腐蚀、能够提高排水效果的运用高泵效的软密封无衬套深井泵, 可以降低气体对可调式防喷盒、井下气水分离器、光杆密封器等的影响降低, 这就是针对有杆泵采油和气井机抽排水的区别形成的。

4 柱塞气举排水采气

不需要其他动力设备推动, 只是利用气井具有的能量来推动管内的柱塞举水, 生产成本不高, 是美国的最优秀的排水采气工艺, 这就是柱塞气举排水采气。

一个固体界面通过柱塞在采出液体和举升气体之间形成, 不会使液体回落和气体上窜, 举升的效率得到了提高, 脱滑的损失也减少了。在实施过程中还不会被硫化氢、井斜、井深等因素限制, 每个井的产量得到明显的增加;设备的配套也非常简单;和投捞式气举装置配套, 可以重复启动很多次, 修井作业的次数也减少了。这些都是这一方法的优点。

时间一周期控制器定时地控制气动阀的开关, 从而推动举升装置的正常工作流程。柱塞上的阀在气动阀关闭之后, 会在防喷管内的撞击杆被顶开, 打开旁通柱塞就会自己落下。在柱塞撞击井下缓冲器之后阀关闭, 与此同时油管内的液面就会持续上升。一旦油管环空的压力不断回复, 一直到能够突破油管举升柱塞以上液体时, 气动阀就会打开, 套管中就会有气体流过直到进入油管, 与地层流人井底的气一起推动柱塞及其上液体升向井口, 一直到柱塞内部的液体就会被举升到地面上, 防喷管内的顶杆被柱塞撞击之后, 阀会再次被打开, 气动阀关闭, 柱塞就会下落, 下一个循环的工作也就开始了, 以上就是柱塞气举的工作原理。在气举采油井中柱塞气举工艺也得到了广泛的应用。

摘要：水气田采气工艺的主要方法就是排水采气工艺技术, 这项技术也是国内外气田开采后期的主要的一项采气工艺措施。下文主要论述了国内外的各种排水采气的方法原理和排水采气的基本概念。

关键词：排水,采气,气田

参考文献

[1]黄艳, 谢南星.产水气井有效开采的工艺技术[J].钻采工艺, 2002.

排水采气工艺技术及其发展趋势 第2篇

一、国内排水采气技术

1、泡沫排水采气工艺

泡沫排水采气工艺是将表面活性剂注入井内，与气水混合产生泡沫，减少气水两相垂直管流动的滑脱损失，增加带水量，起到助排的作用。由于没有人工给垂直管举升补充能量，该工艺用于尚有一定自喷能力的井。

泡沫排水采气机理 a.泡沫效应 在气层水中添加一定量的起泡剂，就能使油管中气水两相管流流动状态发生显著变化。气水两相介质在流动过程中高度泡沫化，密度显著降低，从而减少了管流的压力损失和携带积液所需要的气流速度。

b.分散效应

气水同产井中，存在液滴分散在气流中的现象，这种分散能力取决于气流对液相的搅动、冲击程度。搅动愈激烈，分散程度愈高，液滴愈小，就愈易被气流带至地面。气流对液相的分散作用是一个克服表面张力作功的过程，分散得越小，作的功就越多。起泡剂的分散效应：起泡剂是一种表面活性剂，可以使液相表面张力大幅度下降，达到同一分散程度所作的功将大大减小。

c.减阻效应

减阻的概念起源于“在流体中加少量添加剂，流体可输性增加”。减阻剂是一些不溶的固体纤维、可溶的长链高分子聚合物及缔合胶体。减阻剂能不同程度地降低气水混合物管流流动阻力，提高液相的可输性。

d.洗涤效应

起泡剂通常也是洗涤剂，它对井筒附近地层孔隙和井壁的清洗，包含着酸化、吸附、润湿、乳化、渗透等作用，特别是大量泡沫的生成，有利于不溶性污垢包裹在泡沫中被带出井口，这将解除堵塞，疏通孔道，改善气井的生产能力。

1.1）起泡剂的组成及消泡原理

起泡剂由表面活性剂、稳定剂、防腐剂、缓蚀剂等复配而成。其主要成分是表面活性剂，一般含量为30%～40%。

表面活性剂是一种线性分子，由两种不同基团组成，一种是亲水基团，与水分子的作用力强，另一种是亲油基团，与水分子不易接近。当表面活性剂溶于水中后，根据相似相溶原理，亲水基团倾向于留在水中，而亲油基团倾向于分子在液体表面上整齐地取向排列形成吸附层，此时溶液表面张力大幅降低，当有气体进入表面活性剂溶液时，亲水基团定向排列在液膜内，亲油基团则定向排列在液膜内外两面，靠分子作用力形成稳定的泡沫。

1.2）起泡剂的注入方式

起泡剂一般从油套环空注入，水呈泡沫段塞状态从油管与气一同排出后，在地面进行分离。注起泡剂的方式有便携式投药筒、泡沫排水专用车、井场平衡罐及电动柱塞计量泵等多种，需根据井场条件选择。

1.3）性能要求 除具备表面活性剂一般性能外，还要求具有起泡能力强、泡沫携液量大及泡沫稳定性适中等特殊性能。常用的表面活性剂有离子型、非离子型、两性表面活性剂及高分子聚合物表面活性剂。

1.4）适用井的特点：

（1）自喷井中因气水比低，井底压力低，垂管流动带水不好，形成了井底积液的井，表现为产气量下降，油压下降（油管生产），套油压差值上升，产出水不均匀或呈股状，出水间歇周期延长，井口压力波动等。（2）因积液而停喷和间喷的井，经过关井放喷，气举或其它措施排出了井内积液，在注入了起泡剂的作用下改善垂管流动状态后就可自喷或延长自喷周期的井。这类井在开井排积液前就可注入起泡剂，开井时即可起助排作用。

1.5）目前使用范围 液体起泡剂

井的产水量≤300m3/d，井底温度≤130℃。固体起泡剂：由于采用人工从油管投放，每日投入量有限，只适用于产水量低于30 m3/d的井和间歇排出井底积液的井。

1.6）工艺评价

（1）该工艺技术不复杂，使用的设备、工具较简单，易于操作管理，矿场推广实施快，费用低，气水同产井自喷生产后可普遍采用，提高日产气量和延长自喷期。统计数据表明，此项工艺每增产1m3天然气费用低于0.01元，是经济效益最高，最易于矿场推广的排水工艺。（2）泡沫排水只是一种人工助排工艺，当井的产水量上升，气层压力下降和气水比下降到一定程度时，仅靠注入起泡剂，就不可能在维持自喷生产，需代之以其它人工举升的排水工艺。（3）需定时定量向井筒添加起泡剂。工艺的排液能力不高，一般在100m3/d左右，气液比较小。（4）井身结构要求严格。（5）工艺参数的确定难度较大。

2、优选管柱排水采气工艺

小油管排水采气工艺技术适用于有水气藏的中、后期。此时井已不能建立“三稳定”的排水采气制度，转入间歇生产，有的气井已濒临水淹停产的危险。对这样的气井及时调整管柱，改换成较小管径的油管生产，任可以恢复稳定的连续自喷。

2.1）技术原理

1）油管直径过小，虽可以提高气流速度，有利于将井底的液体排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井口压力下所要求的井底流压高，从而限制了气井产量。2）油管直径过大，虽可以降低气流速度及摩阻损失，从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度无法将井底液体携至地面，最终造成井底积液、流压升高而限制产气量。

必须根据气井的产能状况优选合理的管径，充分利用气藏的能量，尽可能多地使井底的液体能及时被气流携带到地面，以获得最大产气量。

2.2）工艺评价

优点：（1）属自力式气举，能充分利用其藏自身能量，不需人为施加外部能源助喷。（2）变工艺井由间歇生产为较长时期的连续生产，经济效益显著。（3）设计成熟、工艺可靠，成功率高。（4）设备配套简单，施工管理方便，易于推广。

缺点：（1）工艺井必须有一定的生产能力，无自喷能力的井必须辅以其他诱喷措施复产或采用不压井修井工艺作业。（2）工艺的排液能力较小，一般在120m3/d左右。（3）对11/2‘’小油管常受井深影响。一般在2600m左右。

3、气举排水采气工艺

气举排水采气工艺类似于气举采油，即将高压天然气注入气井内，以改善产层的两相渗流状态，减小垂直管流的压力损失，建立足够的生产压差将井底的积液排出。此工艺在四川威远气田获得了较成功的应用。由于气举排水工艺的推广，一些不产气井变成了高产井，气藏产气量自1985年开始实现了连续3年年产气量保持在3×10m以上，取得了较好的经济效益。

3.1）工艺评价

优点：（1）可适应的排液量和举升高度变化范围大，为各项人工举升排水工艺之首。（2）对特殊和复杂条件适应力强，对井下的高温、腐蚀环境、出砂、井斜、井弯曲、小井眼和含气量高等适应力强，气水比越高越有利；对间歇生产井，产水量变化的井，或交替产出大股水、大股气的井均能适应，这是机械泵排水所不能的。（3）井下工具简单、工作可靠，检修周期长，工艺推广实施快；因井下工具简单，无运转部件，故工作时间长、可靠；井下气举阀的更换和维修技术简单，检修周期在一年以上。（3）操作管理方便，易为现场掌握。只需按要求注入一定气量或一定压力的高压气，井口无需住人管理、操作、资料录取和井的分析，与气水同产的自喷井相类似，不涉及机电等专门知识和技能。（4）费用低，不用电。投资与抽油机排水相近，若邻近有高压气井，可直接作为动力，则费用更低。

缺点：（1）工艺井受注气压力对井底造成的回压影响，不能把气采至枯竭。（2）封闭式气举排液能力小，一般在100 m3/d左右，使工艺的应用范围受到一定限制。（3）在无高压气井时，需用天然气压缩机提供高压气，增加了

83施工及管理工作量，增大了费用。（4）套管必须能承受注气高压。（5）高压施工，对装置的安全可靠性要求高。

4、机抽排水采气工艺

抽油机排水采气就是将有杆深井泵装置用于油管抽水，套管采气。这种方法适用于气藏中、后期，低压间歇井或水淹气井，且天然气不含或低含硫。

4.1）工艺评价

优点：（1）直接将泵置于井下，只要有足够的泵挂深度，就可以在很低的回压下排水采气。（2）装置简单，工作可靠，可用天然气和电作动力，易于实现自动控制，其安装使用和维护技术易于为矿场掌握。（3）投资少，并可使装备多井运转。（4）对于排水量不超过80 m/d，要求泵挂深度不超过1250m的井是一种可行的排水采气工艺。（5）工艺井不受采出程度影响，并能把气采至枯竭。

缺点：（1）需要深井泵、抽油机，由于井深，排量要求大，动力装置的配套在目前阶段苦难较大。（2）受井斜、井深和硫化氢影响较大，目前泵挂深度仅能达到1500m，排量100m3/d左右。（3）鉴于气水井与油井性质差异较大，尚未完全解决配套问题。（4）该项工艺需长期连续供电对分散较远的井，需有单井连续发电能力，增加了推广此工艺的难度。

35、电潜泵排水采气工艺

电潜泵排水采气是将油井采液用的电潜泵下入气水井井底，启泵后将井底积液迅速排出井口，使水淹井的井底回压得以降低，气水井能恢复稳定生产。

5.1）工艺评价

优点：（1）电潜泵因泵挂深度大，排量高，适用于压力低、产水量大的排水采气井。若以井深3000m，泵挂深度2650m计算，井底的回压可降到5~6个Mpa，比气举排水对井底的回压更低。（2）采用了可调速的变频机组，可在低速下启动，故能多次重复启动而不损坏电机；可人工调整井下机组转速，达到调整井下泵的排量和扬程，因而对井的产液量变化有一定的适应能力，这对气水井很重要。（3）易于安装井下温度、压力传感器，在地面通过控制屏，随时直观测出泵吸入口处温度、运行电流、压力等参数。（4）自动化程度较高，安装、操作、管理方便。（5）不受井斜限制。

缺点：（1）需安装高压电源。（2）主要装备在井下，对于单井裂缝系统，气井复活后，难于取出多井多次运用，使装备的一次性投资较大。（3）电机、电缆寿命受井温影响。由于高温下电缆易损坏，使井深受限制，目前仅能应用于3000m左右井深。

6、柱塞气举排水采气工艺 柱塞泵井下排水采气法。该方法是采用普通杆式柱塞泵将分离出来的水 压人下面的地层。井的上部是产气层,下面是出水层,而注人水层在封隔器的下边。与常规水驱气方法相比,它可减少水的损失量,增加气产量。由于水气在井底分离,并直接注人井下,采气效率非常可观。更大的益处是改善了采出气的质量,减少气含水。

在美国，柱塞气举被认为是最佳的排水采气工艺。由于柱塞气举所需的气体由自身的套管气提供，勿需其它动力设备，生产成本低。国内应加强研究，继续消化和完善这一工艺。

6.1）工艺评价

（1）柱塞举升基本上消除了液体回落（滑脱），提高了垂管举升效率，对产水量不大，而气水比较高的井采用柱塞气举可延长自喷期。（2）柱塞举升仅适用于产液量低的井，一般不超过40m3/d。（3）工艺设备简单，一次性购置和安装费用低。（4）薄膜阀由氮气驱动，每周消耗一瓶氮气外无其它消耗。（5）由电子控制器程序控制薄膜阀的开关和柱塞的上升下落，日常管理工作很少。

二、国外排水采气工艺技术

2.1）成熟工艺技术的发展

近年来,气井排水采气工艺技术方面的发展主要是新装备的配制。如机抽工艺在抽油机方面发展了多种变形产品,如胶带传动游梁式、旋转驴头式、双驴头式、数控液压式等抽油机开发了可调速驱动电机、自润滑井下泵柱塞、油管旋转器、陶瓷泵阀等抽油机配套设备及部件在抽油杆方面,研制了铝合金抽油杆、不锈钢抽油杆、玻璃钢抽油杆等多种新型高强度、耐腐蚀、耐磨损的抽油杆同时,在光杆密封、井下气液分离、砂控、砂洗方面也做了大量工作,提高了光杆密封效果和防气、防砂效果。

在气举采气技术方面,主要是在气举优化设计软件和气举井下工具等方面发展较快。气举优化设计软件将多相流理论研究、井筒内温度分布研究、套管压力不稳定性研究的多项新成果应用于软件之中,使得模型更精确。气举配套工具已基本形成系列,产品主要有气举阀、偏心筒、封隔器、间歇气举装置、柱塞气举装置、洗井装置等。

电潜泵以其扬程高、排量大等优点而得到迅速发展。近几年来,研制成功了高效多级电潜泵、新型大排量多级电潜泵、三种双电潜泵完井系统、大功率电机等新设备新工具。同时在电压保护装置、电缆、气体处理器等方面的研究也有了很大进展,实现了电潜泵用于高气液比井的排水采气,使电潜泵的泵效和使用寿命得到提高。在螺杆泵技术方面,为满足油气田开采工艺的需要,近十年来,各国有关制造厂和公司相继推出了井下单螺杆抽油泵系列产品,主要以地面驱动、抽油杆传动为主,同时也生产无杆螺杆泵等产品,在螺杆泵的元件和配套设备方面也推陈出新。

2.2）国外新工艺、新技术的应用

近年来,国外又开发出了一些以降低成本为主要目标的井下排水采气新技术、聚合物控水采气技术,重点研究了单井排水技术与气藏工程相结的多学科气藏整体治水技术。同时进行了排水采气工艺技术与装备、井下作业、修井技术的系列配套研究研究应用了能提高气井产量、降低操作和处理费用的井下气水分离、回注系统,及喷射气举、腔式气举、射流泵和气举组合开采等新工艺、新技术以及智能人工举升配套装备,使排水采气工艺技术逐步向遥控、集中、高度自动化、智能化举升方向发展。

1、井下气液分离同井回注技术

自90 年代以来,国外注意到传统工艺在开采高含水气田所存在的问题,研究采用低污染、低投人、高产出的采气新工艺,在改进分离设备上取得了长足的进步,成功地研究出井下气液分离与产出水直接回注技术。加拿大C一FER公司对井下气、液分离技术进行了研究,艾伯塔省PanCanadian 公司在加拿大某气田现场进行了试验。该技术是把水力旋流器与常规井下采气系统相结合,实现采气、气液分离和采出水同时注人同井地层。其原理是在井下利用某种分离装置将地层产出的气水进行分离,然后将富气流气多水少举升到地面,而将富水流水中气很少在井下直接回注到某个选定的含水层或报废地层中。

2、阻水开采法。

这种工艺适用于气藏早期整体排水,也适用于中、后期阻水。其阻水机理是在边水驱气藏气水界。面含水一侧或底水驱气藏的含水层布置排水井或在局部水驱气藏,水沿高渗透带或裂缝发育带进人。气藏的通道上建立高分子聚合物粘稠液阻水屏障。其目的是拖住边水推进,降低底水上升的速度,避免或减少气水接触,边水驱为“弹性气驱”的开采方式

3、电潜泵倒置排水采气法

这是美国 Centrilift公司开发出的一种新的井下排水法。该技术取决于气井中必须有一排水层位于产气层下方,将电潜泵倒置安装,使它能向下泵送水并进人下面的排水层。这种排液方法比将水泵送到地面所需的路程短得多,从而所需的功率也就少,只要注人压力小于液柱压力即可。该技术的优点是可减少水处理的费用、所需功率小、可监测井下压力和提高气产量。

4、天然气连续循环技术 天然气连续循环技术是针对以往应用柱塞举升或速度管柱实施气井排液采气时存在的缺点而推出的,可适用于柱塞气举不能正常工作的出砂气井。

5、同心毛细管技术。

同心毛细管是针对低压气井积液、油气井防蜡、清除盐垢和清蜡等实际生产问题而研制出的一种新型工具,能够经济有效地解决上述生产问题,降低生产作业费用,提高作业井产量。

同心毛细管工艺技术。在同心毛细管的底部装有一套井下注入单向阀组件。同心毛细管柱通常在积液气井生产射孔段的底部，通过连续不断地向井下注入化学发泡剂，降低井底液柱压力，使泡沫化的液体随天然气气流携带 出井筒，消除了气井井底的液体滞留现象，从而提高排液效率。采用同心毛细管技术可以持续稳定提高气井产量。油田的实践已经证明[1。毛细管管柱的成功率大约为75，利用间歇试验可以很容易证明毛细管管柱是经济、有效的。但是，当用毛细管管柱防止结垢、结蜡或结盐时，如果不能连续地投入化学剂，就有可能发生化学剂粘连毛细管管柱的问题。

6、深抽排水采气工艺技术。

深抽排水采气工艺-泛指泵挂深度超过 2000m机抽排水采气工艺。我国科技人员通过深抽排水采气工艺优化设计 和采用玻璃钢与钢混合杆柱设计[1O2，成功地将泵下到了2000m以下，并且研制出了适合于深抽生产的长冲程整体泵筒深井泵。针对出砂和腐蚀较严重的井，采用了镀铬工艺，从而提高了泵筒防腐、耐磨性能。为排除气体对深井泵的影响，采用了多相井下气液分离器，实现了气、液、砂三相分离，有效地增加了深井泵充满系数，从而提高了泵效、延长了检泵周期。

7、聚合物控水采气

聚合物控水采气新技术利用聚合物控制气井出水是一种新的思路,该方法与排水采气不同,它不是通过排出井筒中的水来采气,而是通过向井筒周围的地层水注入聚合物,以减小井筒周围地层水的渗透率,从而控制地层水流人井筒,并使气顺利采出。控制生产井产水的方法大致分为两类第一,如果气层与水层能明显分开,可在水层选择性的放置一种非渗透性的永久性阻挡物,包括水泥浆、固体颗粒、树脂、高强度有机或无机凝胶。近十年来,英、美许多控水专家研究表明,封堵均质砂岩气层下部地层水工艺己基本过关,但对中上部地层水的封堵效果还不能令人满意。第二类,如果气层与水层不易分开,用水溶性聚合物,不需要隔离气和水。这种情况下,聚合物分子吸附在气藏岩石表面,形成选择性的阻挡层,只阻止水的流动。

8、超声波排水采气工艺技术 超声波排水采气是在研究超声空化作用物理原理的基础上，提出的一种排水采气的新方法。该方法[幻的核心是在井下建立人工功率超声波场，通过功率超声对地层积水的空化作用，使地层积水的局部产生高温高压、并快速雾化，高效率雾化后的地层积水伴随着天然气生产气流沿采气油管排至地面，从而能有效地提高采气油管的带水能力，达到降低和排除井筒中积水、开放地层产气微细裂缝、提高单井产能的目的。

三、今后排水采气系的发展趋势

随着气井完井技术的发展而发展。智能完井促使人工举升采气系统随着定向井、水平井及多分支井的增多而向最优化生产力方向发展,成为人工举升智能采气系统随着对水驱气机理的的实验和研究,发展系列排水采气工艺技术,重点研究单井排水与气藏工程相结合的气藏整体治水技术随着气藏生产条件的变化,从单一排水采气系统向联合排水采气系统发展随着连续油管的研究与发展,不断扩大连续油管在排水采气方面的应用范围随着管材、工艺以及技术水平的提高,不断发展新的人工举升采气设备与技术,以及智能人工举升配套装备,使人工举升生产操作逐步向遥控、集中、高度自动化、智能化举升方向发展。研究、优化设计、最佳工艺措施优选和各种工艺技术的技术、经济界限。研制出现有工艺优化设计及诊断技术软件。进行气举、电潜泵、机抽、水力射流泵效率影响因素研究,提高使用效果,扩大使用范围。进行组合排水采气工艺研究,发展组合类型,扩大适用范围,特别要加强井口增压和排水采气工艺组合的技术经济评价研究。进行延长工艺免修期的配套技术研究。

总体上来看今后排水采气工艺的发展趋势可以归结为以下几点：(1)组合排水采气工艺可以优势互补，扩大应用范围，是今后排水采气发展的一个方向。

(2)随着人们对水驱气藏机理的研究，发展系列排水采气工艺技术，重点研究单井排水与气藏工程相结合的气藏整体防治技术。

(3)随着工艺及技术水平的提高，不断发展新的人工举升采气设备与技术，使得人工举升技术逐步向自动化、智能化发展。

四、认识及结论

(1)排液采气的方法很多，各自存在其自身的优点与局限性。在生产中要利用其优点，避免其缺点，针对不同的气井条件采用合适的排液采气方法。

(2)目前新的排水采气技术具有广阔的使用空间，潜力巨大，将在含水气田排水采气生产中大有作为。但是，这些工艺还远远不够，不能满足实际工作的需要，急需探索新的排水采气机理和技术，最终提高气藏的采收率。(3)排水采气工艺研究是一项系统的科学研究和技术发展工程。针对不同条件的含水气井应采取不同的开发方式，在优选排水采气方式方法上还有待人们更进一步去研究探讨。

[参考文献] [1]曾庆恒，廖锐全，杨玲.采气工程.北京：石油工业出版社，2012.[2] 李士伦，天然气工程[M]．北京：石油工业出版社，2001．

[3]杜坚，周洁玲．深井低压底水超声排水采气方法研究[J]．天然气工业，2004，24(6)．

采油采气工艺技术研究 第3篇

1 采油工艺技术措施

油气田开发初期, 在油气藏的能量足够的前提条件下, 能够达到自喷采油和采气的阶段, 可以实施自喷开采。随着油气田勘探开发的不断深入, 必须通过人工补充能量开发的方式, 可以通过注水和注气工艺技术措施, 提高油气井的能量储存, 利用机械开发方式, 保证石油和天然气的产量, 不断提高油气田生产的效率, 创造最佳的经济效益。

1.1 气举采油技术

利用气体的膨胀能量, 达到开采油井的效果。在塔里木油田得到广泛地应用, 优化气举管柱设计, 优选气压控制的波纹管阀, 不断采用降低注气压力的方式, 达到节能降耗的效果, 提高油井的产量。

可以实施连续的气举采油方式, 将高压天然气经过油套管环形空间注入井筒内, 通过气举阀, 使高压天然气进入到油管中, 在油管内天然气和液体形成混合的流体, 沿着井筒上升, 而达到气举的目的, 通过高压天然气的注入, 增加了油井的产量。

也可以通过柱塞气举的方式, 提高油井的产量。采取的是间歇注入高压天然气的形式, 将天然气注入到井下油层部位, 通过天然气和油的混合, 形成混合流体, 当停止天然气注入时, 只有井筒中液体的流动状态, 这样在井筒内形成了一段液柱、一段混合柱塞的排列方式, 达到驱替的效果, 也能够提高油井的产能。

1.2 电泵采油技术

电动潜油离心泵的应用, 发挥其排量高的特点, 经过技术攻关, 适应塔里木油田的高温、深井的需求, 达到开采效果。下泵深度达到了2 200m, 耐温等级也达到120℃以上, 对常规的电泵采油工艺技术进行改造升级, 才能满足塔里木油田开采的技术要求。

电动潜油离心泵采油技术通过电力的驱动, 井下的电动机带动多级离心泵工作, 能够通过油管的悬挂作用, 将深井的液体排出到地面, 达到深井开采的效果。对于塔里木油田特殊的深井开采, 可以提高其排液量。

电动潜油离心泵采油技术适用于油气田开发的中后期生产, 也适用于裂缝性高压油气藏的开发, 利用电泵进行有喷, 提高油井的排液。对于定向井、水平井的开采效果更加突出, 同时, 能够达到强采的效果, 对于水淹油藏的开发, 增加其排液程度, 能够达到增产的目的。

1.3 机械采油工艺技术

机械采油的技术措施, 最常用的是油杆泵采油技术, 成为低产井挖潜增效的技术措施, 适用于边缘的油藏的增产技术。油杆泵采油的代表性采油装置就是游梁式抽油机抽油泵采油装置, 通过三抽设备的合理配合, 提高油井的产量。地面设备将电能转换为机械能, 通过抽油杆传递动力, 促使井下的抽油泵活塞往复运动, 将井内的液体举升到地面, 达到采油的效果。不同类型的抽油机的能耗不同, 重型抽油机耗电量高, 维护保养难度大, 生产成本也会相应地提高。因此, 需要依据塔里木油田的实际情况, 对抽油机进行改造创新, 不断满足油田自身的特点, 提高油气田的开发效果。

将常规抽油机进行改造适应塔里木油田生产的需要, 使用下偏杠铃型抽油机、异型抽油机、调径变距抽油机进行开采, 提高油井的产能。下偏杠铃型抽油机比常规抽油机的节能效果好, 改造的基本点是改变了抽油机的平衡方式, 将游梁平衡改变为复合平衡, 在游梁的尾部形成一个下偏角, 增加平衡装置的配重, 因此, 加的配重部分就称为下偏的杠铃, 此种抽油机由此命名。

在塔里木油田进行螺杆泵采油的试验, 能够提高油井的产量, 但是长时间停机, 螺杆泵的转子和定子系统会抱死, 很难解除, 需要进行井下作业技术措施, 增加油井生产的成本。螺杆泵采油技术的主要特点是, 开发粘度高的油流, 提高泵的充满程度, 泵效达到设计要求。但是由于螺杆泵生产存在严重的安全隐患, 在油田生产中, 需要谨慎对待。

2 采气工艺技术措施

在塔里木油田最常见的采气工艺技术措施, 就是泡沫排水采气技术, 从井口向井下油层部位注入化学起泡剂, 遇水就能产生泡沫, 在天然气流的作用下, 产生大量的泡沫, 将气井中的积液排出井口, 恢复天然气井的正常生产过程, 开采出更多的天然气。

气举排液采气工艺技术措施, 是利用气体的举升作用, 将井筒内的积液携带到地面上来, 增加天然气的产能, 提高气井开采效率的技术措施。应用气举采油的机理, 将天然气井的井底积液排出出井, 降低天然气井的井底压力, 可以引导天然气正常入井, 提高气井的产量, 节约生产成本, 恢复气井的正常采气过程。

气举排水采气技术措施, 充分利用井内的天然气的作用, 大大节约生产投资, 达到油气田生产节能降耗的技术要求。采用半闭式的气举管柱设计, 避免由于注气压力的影响, 对井底流压产生影响, 装置设计合理, 操作方便, 有利于在油气田推广使用。

3 结束语

通过对塔里木油田采油采气工艺技术的研究, 采取有效地采油采气工艺技术措施, 开采出更多的石油和天然气, 为油气田的顺利开发做出贡献。塔里木油田经历自喷采油到机械采油阶段, 气举采油、油杆泵采油以及电泵采油技术的应用, 达到深井的开采目标。气井的开采技术以泡沫排水采气工艺技术为代表, 最大限度地发挥气井的产能, 不断提高天然气的产量。

参考文献

采气工程 第4篇

天然气：指以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也含少量的乙烷、丙烷和更重要的烃类，以及若干不可燃气体。

天然气分类：天然气的组成通常用摩尔组成，体积组成或质量组成。

1、按烃类组成关系分类：干气、湿气、贫气、富气。

干气：C5以上液态烃类含量低于13、5的天然气。

湿气：C5以上液态烃类含量高于13、5的天然气。贫气：丙烷以及以上烃类含量少于13、5 的天然气。富气：丙烷以及以上烃类含量少于13、5 的天然气。

2、按矿藏特点分类：纯气藏天然气、凝析气藏天然气、油田伴生天然气。

3、按硫化氢、二氧化碳含量分类

天然气中硫化物和二氧化碳含量很多的天然气称为酸性天然气。

硫化氢含量和二氧化碳可以忽略的天然气称为净气。

气体的偏差系数：一定量的天然气，在相同压力温度下，实际体积与理想体积之比。

天然气体积系数：一定质量天然气在地层条件下的体积与地面标准状态下的体积之比。

体积系数的倒数定义为膨胀系数。

膨胀系数：等温条件下，单位压力改变引起的天然气气体体积的变化量。

天然气粘度：单位面积上的剪切力与垂直流动方向上的速度梯度成正比例系数就称为流体的粘度。

xy uxy

xy —剪切应力N/m²

μx—在施加剪切力的x方向的流体速度m/s μ—绝对黏度，也称动力粘度pa·s 运动粘度：绝对黏度与同温、同压力下该流体的密度的比值。

V 

天然气水露点：指在一定压力下与天然气饱和水蒸汽量对应的温度。天然气的烃露点：在一定压力第一滴烃类液体析出时的平衡温度。天然气的密度：单位体积天然气的质量。

天然气的相对密度：在相同温度和压力下，天然气的密度与空气的密度值比。

gMg28.97

天然气的相对密度一般为0、5-----0、7 天然气的相对分子质量Mg=

ymii1ni

计算天然气的偏差系数：查图法，实验法，经验公式法 ppcyipcii1

已知天然气相对密度rg iTpcyiTci对于干气：

对于凝析气：

拟对比压力Tpc93.3181rg7rg2

2ppc4.6680.103rg0.219rgTpc103.9183.3rg39.7rg2

2ppc4.8680.356rg0.077rg和拟对比温度

pprTpr

ppr pppcTpc，TTpc

Papay公式计算z

3.52pr0.274pr2z10.9813Tr0.8157Tr1010

计算天然气的粘度：

K=(9.4+0.02Mg)(1.8T)^1.8/(209+19Mg+1.8T)X=3.5+986/1.8T+0.01Mg Y=2.4-0.2x Ug=0.0001Kexp(Xρg^r)ρg密度用g/cm³

天然气体积系数Bg计算Bg=3.458*0.0001(ZT/P)T的单位K，P的单位MPa 气相色谱仪测出天然气的组分：天然气中最重要非烃类的物质H2S 绝对湿度：指每单位容积的气体所含水分的重量 热值：完全燃烧1kg的物质释放出的热量

天然气储量丰度：天然气地质储量除以区块面积 含水率的表示方法：——————————

第二章 气井产能、井筒和地面管流动动态预测 气井产能：指单位生产压差条件下能有多少天然气从气藏流向井底。气井的绝对无阻流量（AOF）:井底流压等于0是所解出的流量。天然气的完井方法：裸眼完井、射孔完井、射孔-砾石衬管完井。带油环的凝析气藏辨别方法： 1.C5+含量法 2.C1/C5+比值法

3.根据储层流体组分的组合辨别法 4.秩类法

5.摩尔汽油比与采出摩尔数之和的判断法 计算：天然气产能计算

指数、二项式产能方程计算产能和无阻流量 二项式（Pr²-Pwf²）/qsc=A+Bqsc 由Δ²P/qsc-qsc曲线确定A、B qsc=(A+(A²+4BΔp²)^0.5)2B,AOF=(A+(A²+4BPr²)^0.5)/2B 指数式：qsc=C(Pr²-Pwf²)^n Qsc—日产气量（标准状态下），10000m³/d C—系数，10000m³/(d·Mpa^(-2)),n—指数 对上式两端取对数lgqsc=lgC-nlf(Pr²-Pwf²)由对数坐标系中qsc-Δp²曲线确定n，指数n为曲线斜率的倒数，n=1/k。1.n=____lg(qsc2/qsc1)________（在直线上取两点带入公式计算求得n）lg((Pr²-Pwf²)2/(Pr²-Pwf²)1)2.图中Δp²=1与直线的交点qsc(Δp²=1)=C或C=qsc1/(Pr1²-Pwf²)^n 3.将C,n,qsc代入指数式中求出AOF=C(pr²)^n

第三章

1、输气管流计算：

fu2dl02d ∵ dp将p=Mgp/2RT代入上式进行必要的单位和状态换算，最后整理得：

106dp_pdL20.008314dzT

_28.9rgfu2令T=T，Z=Z积分可得：

pp9.05102122202rgTzqscfld5

0.5Tqsc1.1496106scPsc2p12p2d5rTZLfg

2、高气水比气井拟单相流井底压力计算方法：

Oben作了两点假设：

（1）气水比很高，水成分散液悬浮于气流中；（2）气水两相体积可以叠加。

气和水在P,T条件下的体积/每产1m标气气和水的总质量/每产1m标气井内气体比容

33mVmvgvwmgmw

rM/vgapscTZTscp1/Rwm1000/Rw

0.008314ZT22.428.97P28.97RwVm22.41000rg28.97Rw 将1/ρ用Vm代替，则井筒中的压力计算基本方程为：

pwfptfp2.69p2dpRwzT26.41zT0.0345rg22HRqpw181.32410sc5dzT

PwfPtfIdp(0.0345rg26.41)HRw

对于静止气柱：

IZT2.69PRw

2对于流动气柱：

p2.69pZTRwZTI2218p1.32410fqscZTd5

3、气嘴流量与压力：

气体通过节流装置时的流量等于：

MA2U2l2 <1> dpudu0 2p21u2u12dpp12 积分形式：

又∵1pp11k

k1kuuk1p2p112k11p1 2221又u2u1所以：

22k1p2k1u2p11kk1p1 2221将p2p11k

u22代入<1>式并用标准状态下气体的体积流量代替质量流量，同时引用气田实用单位，并取流量系数为0.865，最后得到

4.066103dv2Kppqsc()[(2)k(2)K1p1p1rgT1Z14.(静止气柱）计算井口压力

静止气柱仅存在重力项，动能性和摩阻项为0 ∴dpgdH0 又∵2k1k]

pgZRT28.97rgp0.008314ZTH2

p2ZTp1dH1H228.979.8rgdL0.03415H1rgdL 0.008314rgHpws0.03415则ln ptsTZ推导步骤

O①取迭代初值PH)H：井口到地层中部深度，m WSpwh(10.00008ooTT2pwspwh②求p T1

22③gpgZRT3.48658rgpZT(t/m)33486.58rgpZT(Kg/m3)

Yg104Kexp(Xg)

其中K(9.40.02Mg)(1.8T)1.520919Mg1.8T,X3.59860.01g,Y2.40.2X 1.8T2④使用公式Tpc93.3181rg7rg(K),ppc4.6680.103rg0.259rg(Mpa)

TprTTPCPpr和PPpc使用公式

Zf(Ppr,Tpr)。PwsPws计算出Z

0.03415rgH代入PwsPtseTZP计算ws 若

Pwsq，则

Pws。PPwsws，继续迭代计算直到满足精度要求。为所求值，否则取5.垂直管多相流的典型流型

以垂直多相流的压力梯度分为四种流型：

① 泡流：液相连续，气泡呈小泡状分散。压力梯度由重力项和摩擦项组成，忽略加速度项 ② 段塞流：液相连续，气泡几乎堵塞管子。压力梯度由重力项和摩擦项组成。

③ 扰流：也称过渡流，从液相连续向气相连续过渡。压力梯度由重力项、摩擦项和加速度项组成。

④ 环雾流：也称为环状流，气体沿管子中间携带着液滴向上运动。其中液相一部分为气体所携带的液滴，一部分为靠气蕊的拖拽沿管壁向上运动。第四章 气井生产系统动态分析与管理

1.气井生产系统：是指包括地层.完井.油管.井口.地面气嘴（针形阀).集输管线.分离器这一完整的生产系统。

2.气井生产系统过程压力损失包括8个部分：

①通过孔隙介质时产生的压力损失②通过完井段时产生的压力损失 ③通过限流装置时产生的压力损失④通过安全阀时产生的压力损失

⑤通过地面有嘴时产生的压力损失⑥通过地面出油管线时产生的压力损失 ⑦通过油管柱时产生的压力损失⑧通过出油管线时产生的压力损失 3气井生产系统节点分析步骤：

⑴根据确定的分析目标选定定解节点⑵建立生产压力系统模型⑶完成各个部分数学模型的动静态生产资料的拟合⑷求解流入和流出动态曲线的协调点⑸完成确定目标的敏感参数分析。

4节点位置：

⑴分离器⑵井口油嘴⑶井口⑷井下安全阀⑸井下油嘴⑹井底 ⑺完井段⑻ 气层

普通节点：指过该点压力连续的节点。如：地面节点 井底节点 井口节点分离器节点。函数节点：指过该点压力突变的节点。如：完井段节点 井下油嘴节点 井下安全阀节点 井口油嘴节点。5.起泡剂

（1）定义：能显著降低水的表面张力或界面张力的物质称为表面活性剂，也成为起泡剂。（2）起泡剂助采作用：泡沫效应，分散效应，减阻效应，洗涤效应。（3）起泡剂性能：起泡能力强 泡沫携液量大 泡沫的稳定性适中 在含凝析油和高矿化水中有较强的起泡能力。

（4）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。

（5）起泡剂的评价方法

1气流法：气流法用于测定起泡剂溶液在气流搅拌下，产生泡沫的能力和泡沫含水量。起○泡剂溶液盛于发泡器内，空气在一定压力下通过多孔分散器进入发泡器，搅动起泡剂溶液，产生泡沫。在泡沫发生器中，每升气流通过后形成连续泡沫柱的高度，表示起泡剂溶液生成泡沫的能力。实验中产生的泡沫，用泡沫收集器收集。加入消泡剂消泡后，测定每升泡沫的含水量，用以表示泡沫的携水能力。

起泡能力=泡高（cm）/单位气体体积（l）或 起泡能力=泡沫体积（l）/单位气体体积（l）泡沫含水量=ml（水）/l（泡沫）

（2）罗氏米尔法：实验规定，测定200ml起泡剂溶液从罗氏管口流至罗氏管底时管中形成的泡沫高度。起始泡沫高度反应了起泡剂溶液的起泡能力，其差值表示泡沫的稳定性。

第五章 积液的来源：○1地层中游离水○2烃类凝析液○3凝析水○4压裂液

气井积液的识别：○1产量急剧下降○2套压Pa，油压Pc下降○3产液量Qw下降○4 ddl,井底压力上升○5气井间出现间喷生产 临界流速：

2ugo5.54lg/g

式中：σ-气液表面张力，n/m-液体密度，kg/-气体密度，kg/

APdi2pwfugcwfugc41.9810qcr2.510ZTZTwfwf 临界流量：

4单位（/d）

式中：di-产气管柱直径，m A-产气管柱截面积，pwf-油管鞋处井底流动压力，Mpa Twf-油管鞋处井底流动温度，K Z-天然气偏差系数 Ugc-临界流速，m/s 表面活性剂：能显著降低水的表面张力或界面张力的物质。硫沉积机理：

硫在天然气中的沉积方式分为化学沉积和物理沉积。大部分学者认为在含硫气井中元素硫的沉积属于物理沉积，即由于温度、压力的降低而导致元素硫在酸气中溶解度降低，从而析出单质硫。其主要依据是：在气井生产开发时，单质硫的沉积主要是发生在井筒以及井筒周围的地层，而在这一区域，压力下降最大，天然气的流速也达到最大，单质硫在天然气中的溶解度也最大，这一变化过程很适合解释物理沉积过程。而在化学沉积中，化学反应的反应速度明显缓慢于井筒附近天然气的流速，所以在地层中发生反应生成的单质硫还未来得及沉积下来，就会被井筒附近的高速气流带出井外，元素硫没有充分时间在近井地带产生沉淀。煤层气的开采机理：煤层甲烷的产出情况可分为三个阶段：

第一阶段，多数井为欠饱和，随着井筒附近地层地层压力的下降，只有水产出，这个阶段地层压力下降不多，井筒附近只有单相流动。当储层压力进一步下降，井筒附近开始进入第二阶段。

第二阶段，随着井筒附近压力进一步下降，这时有一定数量的甲烷从煤的表面吸收，形成气泡阻碍水的流动，出现气水两相，但是只有水相可以流动。当储层压力进一步下降，有更多的气解吸出来，井筒附近则进入第三阶段。

排水采气工艺技术研究现状及趋势 第5篇

关键词：排水采气,工艺技术,现状及趋势

前沿:在天然气的开采过程中, 气藏压力和天然气流动速度逐步降低, 气藏中的凝析液或产出水不能被天然气流携带出井筒, 而滞留在井筒中。这些液体在一定时间内聚集于井底, 形成液柱, 对气藏造成额外的静水回压, 导致气井自喷能量持续下降, 限制了其生产能力。这种情况如果持续下去, 井筒中聚集的液柱最终会将气层完全压死, 导致气井停产以致关井, 这种现象就是“气井积液”。排水采气是解决“气井积液”的一种有效方法, 也是当前有水气田开采后期的一项主要采气工艺。目前, 现场应用多年的常规采气工艺包括:泡沫排水采气工艺、气举排水采气工艺、优选管柱排水采气工艺、机抽排水采气工艺、电潜泵排水采气工艺和射流泵排水采气工艺等。笔者结合多年的工作经验, 对目前国内外常用的六种排水采气工艺及其原理做一个介绍。

1 国内外常用排水采气工艺

1.1 泡沫排水采气工艺

所谓泡沫排水采气, 就是从井口向井底注入一种能遇水起泡的表面活性剂 (称为泡沫排水起泡剂, 简称起泡剂) , 井底积水与起泡剂接触后, 在天然气流的搅动下, 气液充分混合, 形成大量低密度水泡沫。随着气泡界面的生成, 液体被连续举升, 泡沫柱底部的液体不断补充进来, 直至井底水替净。起泡剂通过分散、减阻、洗涤 (包括酸化、吸附、润湿、乳化、渗透) 等作用, 使井筒积液形成泡沫, 并使不溶性污垢如泥沙等包裹在泡沫中随气流排出, 起到疏导气水通道, 增产、稳产的作用。该方法是针对自喷能力不足, 气流速度低于临界流速的气井的一种较为有效的排水采气方法。

1.2 气举排水采气工艺

气举排水采气是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中汇合, 利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低, 以将其排出地面的一种举升方式。气举的原理是按U形管顶替井液的流动原理。在气井的卸载阶段, 当注入气进入油套环空时, 预先调试定压的气举阀在注入气压力的作用下被打开, 气体经阀进入油管, 卸载阀以上的液柱被顶替至地面。这一过程从顶阀开始, 由上而下依次打开各卸载阀, 直至工作阀露出液面为止。

1.3 优选管柱排水采气工艺

一般情况下, 油管直径越大, 气井产量也越高。但是, 这种油管有可能不能连续携液。而油管直径越小, 会提高天然气的流速, 举升液的效率也越高, 可以考虑通过更换小尺寸油管实现其连续携液, 该工艺方法就是优选管柱排水采气工艺。其工作原理是:在有水气井开采的中后期, 重新调整自喷管柱, 减少气流的滑脱损失, 以充分利用气井自身能量的一种自力式气举排水采气工艺方法。

1.4 机抽排水采气工艺

机抽排水采气是气田进入中后期维持气井生产的重要措施之一, 其工作原理与抽油相同, 区别是从油管排水、油套环空采气。工作原理如下:在需要排水的气井中, 首先将有杆深井泵连接在油管上、下到井内适当的深度, 将柱塞连接在抽油杆下端, 通过安装在地面的抽油机带动油管内的抽油杆不停的作往复运动。上冲程, 泵的固定凡尔打开, 排出凡尔关闭, 泵的下腔吸入液体, 油管向地面排出液体;下冲程, 固定凡尔关闭, 排出凡尔打开, 柱塞下腔吸入的液体转移到柱塞上面进入油管。这样, 抽油机装置不停地将地层和井筒中的液体从油管排到地面, 井筒中的液面将逐渐下降, 结果降低了井筒中液体对气层的回压。产层气则向油、套环形空间聚积、升压, 当套压超过输压一定值后, 即可将套管内的天然气通过地面气水分离器进入输气干线到用户, 这样就实现了气井抽油机排水采气的目的。

1.5 电潜泵排水采气工艺

电潜泵是一种最早用于采油的人工举升设备, 它是采用多级离心泵下入井底, 启泵后将油管中积液迅速排出井口, 以降低回压, 使气藏采收率提高的一种排水采气工艺技术。电潜泵排水采气的工作原理是:地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机, 电机带动多级离心泵叶轮旋转, 把电能转换为机械能, 将井液举升到地面。

1.6 射流泵排水采气工艺

水力射流泵是一种特殊的水力泵, 装置的泵送是通过两种运动流体的能量转换来达到的。其工作原理是:地面泵提供的高压动力流体通过喷嘴把其位能 (压力) 转换成高速流体的动能;喷射流体将其周围的井液从汇集室吸入喉道而充分混合, 同时动力液把动量传给井液而增大井液能量, 在喉道末端, 两种完全混合的流体仍具有很高的流速 (动能) , 此时, 它们进入一扩散管通过流速降低而把部分动能转换成压能, 流体获得的这一压力足以把自己从井下返出地面。

2 排水采气工艺技术发展趋势

总的来看, 今后排水采气工艺的发展趋势是:

(1) 、复合排水采气工艺可以做到优势互补, 扩大应用范围, 应是今后排水采气工艺技术重点发展的一个方向;

(2) 、随着人们对水驱气藏机理和实验的研究进一步深入, 发展系列排水采气工艺技术, 重点研究单井排水与气藏工程相结合的气藏整体防治技术;

(3) 、随着工艺技术水平的提高, 不断发展新的人工举升采气设备与技术, 使得人工举升技术逐步向自动化、智能化过渡;

(4) 、随着连续油管的研究与发展, 不断扩大连续油管在排水采气工艺方面的应用范围。

3 结论与建议

(1) 、目前, 新的排水采气工艺技术具有广阔的使用空间, 将在有水气田排水采气生产中大有作为。但是, 仅采用这些工艺还远远不能满足实际工作的需要。所以, 急需探索新的排水采气工艺和技术, 最终提高气藏的采收率;

(2) 、气田排水采气的方法很多, 但都有其优点与局限性。在生产中要扬长避短, 重点利用其优点, 针对不同的气井条件采用合适的排水采气方法;

(3) 、排水采气工艺技术研究是一项系统的科学、技术发展工程。针对不同条件的有水气田应采取不同的开发方式, 在优选排水采气工艺技术上还有待进一步的研究探讨。

参考文献

[1]曲林, 曲俊耀.排水采气工艺选型的探讨[J].钻采工艺, 2005, (2) :65-70.[1]曲林, 曲俊耀.排水采气工艺选型的探讨[J].钻采工艺, 2005, (2) :65-70.

[2]春兰, 魏文兴.国内外排水采气工艺现状[J].吐哈油气, 2004, (3) :20-24.[2]春兰, 魏文兴.国内外排水采气工艺现状[J].吐哈油气, 2004, (3) :20-24.

采气工艺 第6篇

中石油统建的A1、A2系统管理着井下作业、试油试采数据及生产数据, 这些数据资源各自分散存在数据库中, 数据联合调用、多维度查询功能欠缺, 没有很好的发挥辅助科研、指导创新的作用。其次, 气田点多面广的现状, 对采气工艺研究角度来讲, 科研人员收集、整理数据较复杂, 迫切需要集成多个数据源的统一数据管理应用平台。

同时, 采气工艺研究中, 技术人员需要做大量的数据统计、对比分析等工作, 包括工艺对比、产层对比、措施对比等, 从收集、加工、预测等工作来看, 存在数据源分散、对比方式复杂、工艺和措施急需分类汇总等难点。采气工艺数据应用平台的研究, 将实现数据的深层分析应用, 满足科研人员的专业需求, 同时将减少整理查找数据的时间, 有效的提高对比分析等工作效率。

二、平台设计研究

从采气工艺角度出发, 结合工作流和任务流, 以及日常报表设计功能。业务上分五部分:气井日数据分析设计、动态分析查询设计、气藏分类查询设计[1]、生产查询设计、措施查询设计、日数据对比分析设计。从软件开发分为三部分:大数据模型设计及分析、底层数据模型优化、开发接口和索引的创建和优化。

1.利用大数据算法进行模型设计及分析。大数据不是堆积一个大的数据仓库, 本文开发专业数据使用频率统计程序, 利用工作流等, 建立数据模型, 不仅实现常用与非常用分区存储, 同时将并将静动态分区存储, 实现业务数据的分类统计和汇总对比。 

2.底层数据模型优化。以本地Oracle数据库与油田公司A1、A2数据库、生产现场实时数据库的自动同步为数据基础, 结合各类措施数据, 利用缓存排列等技术, 优化本地数据底层查询应用模型。 

3.开发接口和索引的创建和优化。1) 通过数据分区技术, 设计合理的数据存储结构, 采用合理优化的检索算法, 实现数据的快速检索, 并实现检索算法和数据结构的优化。2) 通过定义投产时间范围, 采用数据缓存排列等技术, 将不同生产时间的数据对齐, 实现数据拉齐查询功能。3) 建立数据外部文件索引功能。重新组织结构, 用空间来换取时间, 实现数据挖掘和快速匹配查询功能, 对需要检索的文件、字符流进行全文索引, 在检索的时候对索引进行快速的检索。

三、平台应用效果

1.动态分类分析。按动态分类统计计算:按气井分类I类、II类、III类井分别查询日数据, 符合并满足专业技术人员静态从产层定义, 动态上从产量、压力等定义的需求方式。后期自己维护数据, 便于管理态上从储气田数据。

2.气藏分类汇总分析。按气藏分类统计计算:按气井所属的气藏, 上古、下古、合采, 分别查询生产日数据, 解决专业研究人员从产层上统计和分析数据的难点。

3.生产情况分类分析。按生产情况分类计算:按气井所属的工作时间, 常开、常关、间歇, 分别查询生产日数据。解决技术人员统计超过12小时生产数据等分类汇总的需求。同时实现措施效果对比分析功能, 任意选择前后对比时间段、将日数据进行对比分析, 便于快速对比措施效果, 通过对比也能及时预测产量变化的井。

4.曲线绘制[2]。选择单井曲线, 系统输出曲线为全部井的平均油压、平均套压、平均日产水量、平均日产气量、平均生产时间所绘制的曲线。

四、结论

本文通过采气工艺数据应用平台的研制与应用, 验证了建立的大数据理论基础和数据基础, 实现数据的统一管理应用, 为深层的数据挖掘提供数据基础, 实现了多维度数据丰富的查询展示, 满足了科研人员的专业需求, 从科研来讲, 提高了日常分析整理的效率, 提供了多种科学预测及预判的方法。

摘要：本文基于大数据等先进理念, 建立了一套以数据应用为基础的采气工艺数据应用平台, 该平台以气田生产数据和采气工艺数据为基础, 通过优化数据库设计和SQL查询语言, 提高交互式数据分析处理能力, 实现了数据管理、数据查询、采气工艺分析功能, 满足了油田气井数据的深度应用。

关键词：大数据,数据分区技术,缓存排列等技术,多维度查询

参考文献

[1]何生厚, 毛锋著.数字油田的理论、设计与实践[M].科学出版社, 2001.

采气工艺 第7篇

1 泡沫排水采气工艺流程

图1所示为泡沫排水采气工艺流程。在泡沫排水采气过程中, 套管是必要的工具之一。当向套管中注入起泡剂时, 会产生大量低密度含水泡沫, 在气泡的带动下, 气液充分混合。在天然气气流的搅动下, 会产成大量泡沫, 而泡沫间空隙的存在使液位不断上升。如此反复循环, 井底大量的杂质就会随泡沫上升产生的气流而排出。需要注意的是, 当从井口注入泡沫助采剂时, 一定要从套管开始缓慢注入, 这样可以使泡沫上升, 气液彻底分离, 从而在很大程度上降低井筒的能量损失, 减少气体滑脱现象, 提高气井的携液综合能力, 最终达到清洁井底的目的。

2 泡沫排水采气工艺技术

2.1 工艺要求

泡沫排水采气工艺适用于产液量≤101 m3/d、井深≤3 450 m的气井, 且要求井底温度控制在120℃以下。

2.2 基本的加注工艺

气田起泡剂的加注主要是利用注醇管线将起泡剂注入地面管线中, 随后利用站内加药车将起泡剂注入井筒内。

气田集气站的天然气在对外输送之前必须要经过集中脱水处理。此时, 就会涉及到消泡处理。另外, 在将气井产出的液体加热之后, 也需要进行消泡处理, 以除去其中的泡沫, 避免因脱水而造成污染。

具体的加注用量和加注浓度需以当日的气井水量为依据, 起泡剂的用量大约占每日产水量的0.3%.在实际加注过程中, 可以先用清水稀释起泡剂, 然后再加注, 确保稀释后起泡剂的浓度大约为稀释前的1/30.

2.3 工艺设计应用程序

首先, 需要用气井自喷管柱的尺寸测验气井井深, 并计算出气井连续排放液体的总量。如果气井不能连续排放, 那么就需要采用重新计算, 选取最优喷管柱直径的方式来解决气井相关问题, 从而保证液体的连续排放。其次, 泡沫排水采气工艺技术主要被应用于自喷能力不足且气流速度低于临界流速的气井。实践证明, 泡沫排水采气工艺技术的应用效果较好。泡沫排水采气工艺设计应用程序主要为:将气井表面的起泡剂从自身携液能力不足的气井井口一直注入到井底, 并借助天然气气流的搅拌作用, 将起泡剂与井底的积液充分混合。这样做的目的是, 一方面, 降低液体的表面张力, 从而产生非常稳定的含水泡沫, 有效减少气体滑脱现象;另一方面, 降低气液混合物的密度, 从而有效降低自喷井油管内部的摩阻损失和井内的重力梯度。这样一来, 就可以有效降低气井井底的整体回压, 井底的杂质或积液极易随着气流的上升而排出。此时, 还需要再一次加入消泡剂, 使气液彻底分离, 最终达到排水采气的目的。

泡沫排水采气工艺技术主要利用的是地层自身的上升现象, 以达到排水采气的目的。这种工艺技术之所以被广泛应用和推广, 主要是因为其具有非常明显的优势, 比如可以充分利用举升现象, 投入成本低、效率高、应用效果好、无需大量的技术和设备支持、操作简单、经济效益好等, 并且起泡剂的种类较多, 可以满足不同气井的开采需要。

3 结束语

综上所述, 本文主要对低压低产气井排水采气工艺技术的应用进行了研究, 介绍了相关工艺流程、工艺要求和工艺技术等。通过探讨可知, 泡沫排水采气工艺技术适用于产水量相对较少且自喷能力不足的气井, 具有无需投入大量设备和技术、操作简单、资金投入少、应用效果好等优点。此外, 在实际应用过程中, 需要重点关注影响应用效果的各种因素, 优化排水采气工艺流程, 降低工艺技术的整体造价, 从而创造更好的经济效益。

参考文献

[1]张书平, 白晓弘, 樊莲莲, 等.低压低产气井排水采气工艺技术应用研究[J].天然气工业, 2005, 04:17-18, 106-109.

[2]刘炳森.靖边气田气举排水采气工艺应用和研究[D].西安:西安石油大学, 2014.

[3]冯永兵.苏里格气田东区排水采气工艺评价及应用研究[D].成都:西南石油大学, 2015.

采气工艺 第8篇

大港油田千米桥潜山凝析气藏开发目的层为奥陶系上马一。油藏埋深4200-4600m, 大部分在4400米以上, 为深层-超深层气藏。储层岩类以粉晶、泥晶白云岩及过渡岩类为主, 构造缝、溶蚀孔洞发育。地层温度在152-176℃, 呈高温特点。该区块天然气平均相对密度0.6709, 含有硫化氢气体, 平均含量5.8-488ppm, 为低含硫化氢气藏。

二、排液采气工艺研究

1. 面临的问题

千米桥气井排液采气工艺面临的主要问题是气藏埋藏深、油层温度高, 对排液采气工艺要求高;地层流体含有硫化氢 (5.8-488ppm) 、二氧化碳 (5.7-6.5%) 且地层水矿化度高, 存在腐蚀结垢可能, 对设备及工具选择的安全防护措施要求高。

2. 各种排水采气工艺评价

千米桥潜山地区气井在生产过程中, 均出现过因井底积液导致气井停喷不能正常生产的现象, 为了排出井底积液, 在千米桥地区应用了多种排水采气工艺具体如下:

(1) 泡沫诱喷排液采气工艺

技术原理:将表面活性剂注入井内, 与气水混合产生泡沫, 减少气水两相垂直管流动的滑脱损失, 增加带水量, 起到助排的作用。

该工艺简单、不用更换井内管柱, 最易在井场推广使用, 但只是一种人工助排工艺, 对于地层大量出水的井不适用;由于凝析油本身就是一种消泡剂, 所以在含凝析油的气水井中, 起泡剂性能会变差;排液能力不高;起泡剂加入量确定难度大, 靠经验摸索且与地层不配伍的泡沫剂易对地层污染。

(2) 液氮诱喷排液采气

技术原理:将液氮注入套管或油管, 利用液氮膨胀作用正举或反举出井内液体, 进行诱喷排液采气。

液氮车泵注压力高 (最高压力103MPa) , 对未下气举阀的深井可将环空液面压到油管吸入口进行举升, 排液能力强;机动性好, 不需要高压天然气供输管线。通常应用于诱喷, 无法实现连续排液采气。

在应用的12井次中, 以千16-16井08年10月因关井测压积液停喷采用液氮诱喷应用效果最好, 持续生产半年以上。在后来应用的11井次中 (包括千16-16和其他井) , 效果均不理想, 平均注入液氮30方, 有效期不足20天。

(3) 电潜泵排液采气

技术原理:将电潜泵下入井筒积液液面以下, 利用抽吸举升液体达到排液采气目的。

电潜泵泵挂深度大、可下入深度4000米以上 (千16-16井下深3034m) ;排量高、最大排液量可达500m3 (千16-16井平均排水量150m/d) ;高气液比井适应性较差, 易出现憋气损坏泵;对腐蚀结垢井适应性较差, 千16-16井应用的电泵在配套应用了强磁除垢器的情况下, 叶片表面仍有结垢现象。

应用情况:在千16-16井上应用1井次。千16-16井筒积液且产液量较高停喷, 2010年10月采用电泵排液, 生产过程中因套管气影响出现欠载停机, 31天后电缆爆导致过载停。

(4) 天然气压缩机注气排液采气

技术原理:经过处理净化的天然气通过压缩机注入气井内, 利用气体的膨胀作用改善井筒的两相流状态减小垂直管流的压力损失, 建立足够的生产压差将井底积液排出。

该工艺适应于各类气井且连续工作能力强, 满足连续排液采气需要;采用压缩机气举一次性投资较高、设备投资达到300-500万元;对设备的密封、安全要求高, 设备运行需日常维护、费用6000-8000元/d。

该工艺在千米桥共应用4井次, 结合地层的生产能力, 压缩机气举在千16-16井上得到了很好的应用, 目前已连续生产36个月。

3. 排水采气工艺优选

通过对前期排液采气工艺应用效果和工艺适应性评价分析, 结合千米桥气井试采和生产特点, 对于产液量大、积液严重不能自喷生产的井, 推荐采用压缩机连续气举排液采气工艺, 达到连续生产目的。

(1) 气举管柱设计

目前千16-16井采用无气举阀管柱连续生产。无气举阀与带气举阀气举对比分别具有不同的优缺点, 具体如下表:

综合考虑推荐采用带气举阀管柱气举。

(2) 注气量优化

注气量是衡量气举效率的重要指标之一, 过小不能将井内的流压梯度降低到所要求的值;过大不仅会浪费高压气, 而且还会影响产量。当注气量过大时, 摩阻增加, 井内的流压梯度不是减小, 反而增大, 即发生“梯度逆转”。

根据以上原理, 按照井口回压3.5 MPa、最大产水量180t/d进行计算, 启动压力为16MPa, 所需气量约3~5×104m3/d。

(3) 气举排液管柱设计

根据以上计算, 按照井口回压3.5MPa、最大产水量180t/d, 进行气举管柱设计。可选择7级气举阀气举, 第一级气举阀下深1300m, 最大下深3800m。

停喷后动管柱, 气举阀随管柱下入。

结论

(1) 液氮、泡沫排液采气工艺可以作为一种诱喷方式在短期内可以起到排水采气的作用, 对于产液量较大的气井仍然会继续产生井筒积液问题;

(2) 电潜泵受气液比、温度和底层矿化度影响较大;

(3) 天然气压缩机工作适合于千米桥潜山气藏的特征, 在千米桥地区应用过4井次取得较好的效果, 目前千16-16井有效期最长, 千16-16井自2011年3月开始上压缩机排水采气工艺, 累计生产36个月, 日产气2.2万方, 日产油量20.83t/d, 日产液量144.5m3/d。

采气工艺 第9篇

吐哈油田丘东气田有红台、丘东、温八、米登-温西十、温西一和温2-1六个区块,共有气井63口,目前开井数43口,日产气217.86×104m3,日产油232.37 t,日产水98.23 t。由于积液停喷井共有13口(表1)。

目前气田生产存在以下三方面问题:

(1)见水井筒积液[1]导致部分井停产。2009年初,丘东气井已有20口见水且存在不同程度的积液现象,13口井因积液导致无法正常生产,直接影响产量18×104m3/d(表2)。

(2)地层压力下降,稳产难度大。目前丘东气田均为有水凝析气田,原始地层压力为18.86～32.24 MPa,随着气田衰竭式开发地层压力逐年下降,目前平均地层压力系数已达0.56,属中后期开采。地层压力逐渐下降,地层间隙水的采出会造成低压低产气井井底积液停喷,稳产难度越来越大,影响气田产能发挥及采收率提高(表3)。

(3)随丘东气田开发,地层压力逐年下降,气井产能降低,井筒积液停喷井逐年增加,开发初期采用的优选管柱、泡沫、柱塞气举、放喷等弱排液采气工艺技术[1]已不能满足气田生产需求。

2 丘东气田排液采气技术研究

随着有水凝析气田枯竭式开采程度的加深,地层压力下降,近井地带液锁伤害加重,井筒能量损失增大(梯度增加),生产压差变小,影响气井产能发挥或停产气井产能降低,自喷携液能力下降,加上部分井见水,造成井筒积液,需机械强排液采气技术[2],但机械强排液技术在井口密封、防喷、井下气液分离等技术方面,国内无成熟经验借鉴。

根据丘东气田开发现状、气井出水特征及地面管网情况,通过优选采用了较为经济适用的机抽和电潜泵排液采气技术。机抽和电潜泵机械排液采气配套技术在井口防喷、井下气液高效分离、深抽配套、现场不停抽工况测试等方面实现了多项突破,实施效果良好,使低压停产气井得到了恢复,提高了气井综合利用率。

2.1 机抽排液采气技术

机抽排液采气[3]适用于液量小于25 m3/d的气井,采用改装的35/65型井口,井口配套抽油杆防喷器、胶皮闸门、耐高压盘根盒和定压放气阀,以保证安全,井下采用高效偏心气锚分离气液,套管采气,油管排液。

泵挂超过3 000 m的井,采用玻璃钢抽油杆降低载荷,并优化杆柱组合及机抽参数,尽可能实现超冲程。该技术可实现泵挂在产层以下深抽,且实现了现场不停抽测试,测试只需卡定器测量光杆横向应变,改变了传统的光杆垂直拉伸变量,方便测试,减少了停机次数。

生产间歇排液,连续产气,即油管排液,套管采气,保证泵的沉没度在300～500 m之间。

机抽排液采气的配套技术见表4,其优点是寿命长,便于维修。

2.2 电潜泵排液采气技术

电潜泵排液采气适用于液量大于25 m3/d的气井,井口配套密封、防喷等措施,井下采用分离器使气液分采,防止气锁。

生产时间歇排液,连续产气,即油管排液,套管采气,保证泵的沉没度在500～800 m之间。开电泵4～5天,关电泵10～12天,开关电泵周期为15～16天。

电泵排液采气配套技术见表5,其优点是管理方便,安全性高。

3 应用效果

2009年,丘东气田实施机械排注液采气共8井次,其中机抽排液采气7口,电泵排液采气1口。实施前8口井均为积液停产,实施后累计日增气12.2×104m3,日排液94.9 m3,日增油16.2 t。年累计增气1 872.27×104m3,增油2 296 t。实现了5口井高油压(最高3.2 MPa)机抽生产。

7口机抽排液采气井平均泵挂2 792 m,丘东27井泵挂达3 180 m,采用玻璃钢抽油杆。冲程3.6～4.8 m,冲速4～5 min-1,实施后平均日排液11 m3,平均单井日增气11.53×104m3,单井日增油2.14 t,平均泵效43%,平均检泵周期171天。

米4井为套管采气,电泵通过油管排液生产。电潜泵实际排量大于地层供液量,通过间开满足排液采气要求。目前间开周期为开泵2～3天,停泵7～10天。不管开泵还是停泵,气井均连续稳定通过套管生产,达到了恢复产能、稳定生产的目的。米4井泵挂2 821 m,单井日增气1.5×104m3,单井日增油1.2 t,泵效50%,检泵周期达242天,年累计产气310×104m3,累计增油918 t,取得明显增产效果(表6、表7)。

4 结论

(1)丘东气田机械排液采气(机抽、电泵)配套技术实现多项技术突破,尤其是生产回压3 MPa以上的机抽排液采气光杆动密封、井口应急防喷,电泵井口BIY电缆穿越、井下防气锁等技术开发应用成功,填补了吐哈油田空白,标志着吐哈油田机抽排液采气技术达到国内先进水平。

(2)机抽排水采气工艺设备、工具的研制改进、参数优化设计及抽油系统的合理配套,技术日趋成熟。采用玻璃钢或玻-钢混合抽油杆柱系统可实现大泵径匹配,增加排液能力,增加泵挂深度,促进了整个深抽工艺技术的完善和发展。

(3)电泵井在泵径优选、确定排量、气液高效分离器和气体处理器的组合使用、耐温性、电缆选型及配套井口优选等方面已经形成成套工艺技术。

(4)机械排液采气工程的成功实施,提高了气井综合利用率,有效降低了气层污染,对快速恢复井筒积液停产井的生产、防止边底水向气藏纵深窜进、提高有水气田开采水平和效益,具有重要意义。

参考文献

[1]钟孚勋.气藏工程[M].北京:石油工业出版社,2001:54-61.

[2]廖锐全,张志全.采气工程[M].北京:石油工业出版社,2003:127-146.