气井分析故障诊断实用解决.ppt

第一节 纯气井的渗流系统 第二节第二节 气井的异常和故障气井的异常和故障 第三节第三节 气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断 第四节第四节 气井井下故障的诊断气井井下故障的诊断 第五节第五节 排水采气工艺井的诊断排水采气工艺井的诊断 目目 录录1各行借鉴第一节第一节 纯气井的渗流系统纯气井的渗流系统 一口气井在采气过程中，天然气由储层流动一口气井在采气过程中，天然气由储层流动到井口，要经过四个阶段，也就是说裂缝到井口，要经过四个阶段，也就是说裂缝—孔隙孔隙型的储层，天然气由孔隙渗流到裂缝，再渗流到型的储层，天然气由孔隙渗流到裂缝，再渗流到井底，最后到达井口，要经过孔隙、裂缝、井底、井底，最后到达井口，要经过孔隙、裂缝、井底、井筒垂管流动四个阶段井筒垂管流动四个阶段2各行借鉴 当压力降传递到气井供气边界或裂缝系统的边界时，当压力降传递到气井供气边界或裂缝系统的边界时，气井控制范围内形成了一个稳定的压降漏斗，并相对均衡气井控制范围内形成了一个稳定的压降漏斗，并相对均衡的下降，即进入了压降拟稳定阶段。

的下降，即进入了压降拟稳定阶段 因此，我们所说的气井的生产压差就是指该井的地层因此，我们所说的气井的生产压差就是指该井的地层压力与井底流动压力之差：压力与井底流动压力之差： △ △P = PR - Pwf P = PR - Pwf 式中：式中：△△P P：生产压差；：生产压差；PRPR：地层压力；：地层压力；PwfPwf：井底流：井底流动压力3各行借鉴 那么，气井的产气量与生产压差之间是什么那么，气井的产气量与生产压差之间是什么关系呢？这就是通过试井求得生产方程式：关系呢？这就是通过试井求得生产方程式：（图（图1-41-4，，1-51-5）） 4各行借鉴二项式生产方程式：二项式生产方程式：二项式生产方程式：二项式生产方程式： 指数式生产方程式指数式生产方程式指数式生产方程式指数式生产方程式 : : : :式中式中式中式中: PR : PR : PR : PR ：：：： 地层压力地层压力地层压力地层压力 MPaMPaMPaMPa（绝）（绝）（绝）（绝） Pwf Pwf Pwf Pwf ：：：： 井底压力井底压力井底压力井底压力 MPaMPaMPaMPa（绝）（绝）（绝）（绝）qg qg qg qg ：日产气量：日产气量：日产气量：日产气量 m m m m3 3 3 3/d /d /d /d A A A A ：：：： 摩擦阻力系数（简称摩阻系数）摩擦阻力系数（简称摩阻系数）摩擦阻力系数（简称摩阻系数）摩擦阻力系数（简称摩阻系数） C C C C ：：：： 采气指数采气指数采气指数采气指数B B B B ：：：： 惯性附加阻力系数（简称惯性系数）惯性附加阻力系数（简称惯性系数）惯性附加阻力系数（简称惯性系数）惯性附加阻力系数（简称惯性系数）n n n n ：：：： 渗流指数渗流指数渗流指数渗流指数 求得求得求得求得A A A A、、、、B B B B值后可计算出无阻流量值后可计算出无阻流量值后可计算出无阻流量值后可计算出无阻流量qAOFqAOFqAOFqAOF（（（（101010104 4 4 4m m m m3 3 3 3/d/d/d/d）））） 二项式：二项式：二项式：二项式： 5各行借鉴 但实际四川裂缝但实际四川裂缝但实际四川裂缝但实际四川裂缝——孔隙型双重介质非均质气藏气井的渗孔隙型双重介质非均质气藏气井的渗孔隙型双重介质非均质气藏气井的渗孔隙型双重介质非均质气藏气井的渗流系统正如图流系统正如图流系统正如图流系统正如图1-61-61-61-6所示，天然气从孔隙中流动到井底要经过所示，天然气从孔隙中流动到井底要经过所示，天然气从孔隙中流动到井底要经过所示，天然气从孔隙中流动到井底要经过三个阶段：三个阶段：三个阶段：三个阶段： 即即即即 P PR R-Pwf=-Pwf=（（（（PR-PRFPR-PRF））））++（（（（PRF-PRF-PwsPws（（（（0 0））））））））++（（（（PwsPws（（（（0 0））））-Pwf-Pwf）））） 生产压差生产压差生产压差生产压差 = = = = 孔隙中的压降孔隙中的压降孔隙中的压降孔隙中的压降 + + + + 裂缝中的压降裂缝中的压降裂缝中的压降裂缝中的压降 + + + + 井底附井底附井底附井底附加压降加压降加压降加压降6各行借鉴 一是压力主要损失在低渗带，压力恢复极为缓一是压力主要损失在低渗带，压力恢复极为缓慢。

慢 二是主裂缝系统裂缝发育，压力损失很小，直二是主裂缝系统裂缝发育，压力损失很小，直线段斜率很小线段斜率很小 做威做威7878井的井的PwsPws～～lg[t / lg[t / （（T+tT+t））] ]关系曲线图，关系曲线图，就可以看到该井生产压差（就可以看到该井生产压差（△△P P）的构成：）的构成： △ △P=△PP=△P1 1+△P+△P2 2+△P+△P3 3 即：生产压差即：生产压差= =污染附加压降污染附加压降+ +主裂缝系统（内主裂缝系统（内压）压降压）压降+ +低渗带（外区）压降低渗带（外区）压降 P PR R-P-Pwfwf= =（（P Pwsws（（0 0））-P-Pwfwf））+ +（（P PRFRF- P- Pwsws（（0 0））））+ +（（P PR R-P-PRFRF））7各行借鉴 总总之之，，一一口口井井投投产产前前，，它它的的产产气气层层地地质质情情况况及及井井身身结结构构是是该该井井的的原原始始状状况况。

投投入入开开发发后后的的初初期期的的试试井井、、试试采采工工作作对对该该井井渗渗流流系系统统的的特特征征进进行行认认识识开开发发工工作作者者就就是是在在这这个个认认识识的的基基础础上上，，在在以以后后的的气气井井生生产产中中，，通通过过多多种种方方式式如如试试井井、、测测压压、、气气水水分分析析及及录录取取各各种种生生产产资资料料数数据据来来诊诊断断气气井井储储层层及及井井身身结结构构出出现现的的，，影影响响天天然然气气正正常常渗渗流流的的故故障障和和产产生生的的原原因因，，并并对对症症下下药药，，采采取取措措施施进进行行治治理理，，力力争争使使气气井井恢恢复复正正常常生生产产并并延延长长气气井井寿寿命命、、提提高气井（气藏）采收率高气井（气藏）采收率8各行借鉴 第一节 纯气井的渗流系统 第二节第二节 气井的异常和故障气井的异常和故障 第三节第三节 气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断 第四节第四节 气井井下故障的诊断气井井下故障的诊断 第五节第五节 排水采气工艺井的诊断排水采气工艺井的诊断 目 录9各行借鉴 气井在生产过程中或早或晚会出现各种异常情况，主要分两部分：一是发气井在生产过程中或早或晚会出现各种异常情况，主要分两部分：一是发生在储层中，使渗流条件的改变；二是井筒的故障，使垂管流动条件改变。

生在储层中，使渗流条件的改变；二是井筒的故障，使垂管流动条件改变 一、一、 储储 层层 的的 异异 常常 储层发生异常情况使天然气渗流条件改变，主要有五种原因：储层发生异常情况使天然气渗流条件改变，主要有五种原因：储层的异常水侵（出水）邻井干扰净化压裂酸化气水产量地层压力污染第二节第二节 气井的异常和故障气井的异常和故障10各行借鉴 二、二、 井井 下下 故故 障障 井下发生故障，使天然气自井底至井口的垂管流动出现异井下发生故障，使天然气自井底至井口的垂管流动出现异常常见的井下故障主要分三部分，即套管、油管及井底常见的井下故障主要分三部分，即套管、油管及井底井下井下故故障障套套管管油油管管井底井底（（产层产层部位部位））套套管管破破裂裂环环行行空空间间砂砂桥桥套套管管积积液液水水泥泥窜窜槽槽油油管管断断裂裂油油管管堵堵塞塞油油管管积积液液油油管管破破损损裸裸眼眼跨跨塌塌井井底底沉沉砂砂水水泥泥塞塞窜窜漏漏井井下下落落物物11各行借鉴井下故障按其性质可分为五类；井下故障按其性质可分为五类；井井下下故故障障腐腐蚀蚀破破损损沉沉砂砂堵堵塞塞积积液液井井下下落落物物套套管管油油管管套套管管油油管管井井底底套套管管油油管管井井底底油油管管窜窜漏漏水水泥泥环环水水泥泥塞塞12各行借鉴 （一）腐蚀破损（一）腐蚀破损——套油管的破损套油管的破损（包括套管穿孔、断裂和变形）。

包括套管穿孔、断裂和变形） 1. 1. 套管破损形成的原因套管破损形成的原因〈〈1 1〉〉流体中酸性气体（流体中酸性气体（H H2 2S S、、COCO2 2）的腐蚀或酸化作业中的腐蚀的腐蚀或酸化作业中的腐蚀〈〈2 2〉〉钻井过程中钻杆对套管的摩损钻井过程中钻杆对套管的摩损〈〈3 3〉〉套管外围岩应力的挤压变形或损坏，套管内压力低于套套管外围岩应力的挤压变形或损坏，套管内压力低于套管抗外挤压力允许的低限管抗外挤压力允许的低限〈〈4 4〉〉套管生产中气、水流动中对套管的摩损套管生产中气、水流动中对套管的摩损〈〈5 5〉〉其它，如地震、搬运、下套管作业中操作不当造成的损其它，如地震、搬运、下套管作业中操作不当造成的损坏 2. 2. 对气井生产的影响对气井生产的影响〈〈1 1〉〉造成气井天然气浅层窜漏，生产中套压偏低，套油压差造成气井天然气浅层窜漏，生产中套压偏低，套油压差偏小，甚至小于油压，求不到最大关井压力偏小，甚至小于油压，求不到最大关井压力〈〈2 2〉〉气井生产中异层水窜入井内，而影响气井生产及气井生气井生产中异层水窜入井内，而影响气井生产及气井生产寿命〈〈3 3〉〉如果生产套管的破损发生在表层套管鞋井深以上，生产如果生产套管的破损发生在表层套管鞋井深以上，生产套管固井质量不好，水泥上返高度低于破损部分或水泥套管固井质量不好，水泥上返高度低于破损部分或水泥环有串槽孔现象，使表层套管内压力大于套管强度（抗环有串槽孔现象，使表层套管内压力大于套管强度（抗内压强度）会发生表层套管爆裂，如威内压强度）会发生表层套管爆裂，如威4747井井19821982年年9 9月月3 3日日1010”表层套管爆裂，裂口长表层套管爆裂，裂口长1.02m1.02m。

13各行借鉴 腐蚀破损腐蚀破损——油管的破损油管的破损（包括油管断裂、穿孔）（包括油管断裂、穿孔）v1 1、油管破损形成的原因、油管破损形成的原因v〈〈1 1〉〉气、水中酸性气体（气、水中酸性气体（H H2 2S S、、COCO2 2）的腐蚀）的腐蚀 v〈〈2 2〉〉油管生产中，气、水携带沉砂等固体物质，流动中油管生产中，气、水携带沉砂等固体物质，流动中对油管的摩损对油管的摩损v〈〈3 3〉〉修井作业、起下油管对油管的伤害修井作业、起下油管对油管的伤害v2 2、对气井生产的影响、对气井生产的影响v〈〈1 1〉〉影响携水能力：在油管断落或窜漏井段以下，由于影响携水能力：在油管断落或窜漏井段以下，由于气流速度变慢，携水能力变差，很容易形成井下积液，气流速度变慢，携水能力变差，很容易形成井下积液，而且油管断落或破损部位越接近井口，携水能力越差而而且油管断落或破损部位越接近井口，携水能力越差而更影响日产气量更影响日产气量v〈〈2 2〉〉油、套压异常，最主要表现套油压差小于正常值油、套压异常，最主要表现套油压差小于正常值 〈〈3 3〉〉不能进行试井及下井底压力计不能进行试井及下井底压力计。

v〈〈4 4〉〉气举、泡沫排水采气等措施效果不好气举、泡沫排水采气等措施效果不好 14各行借鉴 （二）沉砂和堵塞（二）沉砂和堵塞 1 1、井底沉砂、井底沉砂 沉砂包括产层出砂、裸眼井壁跨塌的岩石，漏入地沉砂包括产层出砂、裸眼井壁跨塌的岩石，漏入地层的洗井液，压井液中的固体物质和酸化后地层中的酸层的洗井液，压井液中的固体物质和酸化后地层中的酸不溶物等在放喷排液测试中沉于井底形成砂面不溶物等在放喷排液测试中沉于井底形成砂面 砂面分硬砂面和软砂面，沉砂的下部由颗粒较大的固砂面分硬砂面和软砂面，沉砂的下部由颗粒较大的固体物质组成，探砂面时加压后砂面深度不变，叫体物质组成，探砂面时加压后砂面深度不变，叫“硬砂硬砂面面” 硬砂面上，还有由颗粒很细的固体物质和水混合呈稠硬砂面上，还有由颗粒很细的固体物质和水混合呈稠泥浆状的沉砂，探砂面可感到遇阻，加压后深度改变泥浆状的沉砂，探砂面可感到遇阻，加压后深度改变 15各行借鉴沉砂对气井生产危害较大，主要表现在四个方面：沉砂对气井生产危害较大，主要表现在四个方面： 一是：当硬砂面逐渐高于产气层段时，流体由产层流一是：当硬砂面逐渐高于产气层段时，流体由产层流向井筒的附加阻力增大。

向井筒的附加阻力增大 二是：当气井特别是出水气井关井时，井筒积液退回产二是：当气井特别是出水气井关井时，井筒积液退回产层中，首先将井底的黑浆浆推至储层内，堵塞缝洞，降低了层中，首先将井底的黑浆浆推至储层内，堵塞缝洞，降低了井筒附近产气层段的渗透率（增大了表皮系数），有时甚至井筒附近产气层段的渗透率（增大了表皮系数），有时甚至造成气井开不出来，被迫采取放喷措施；在防喷时首先喷出造成气井开不出来，被迫采取放喷措施；在防喷时首先喷出来的就是这些来的就是这些“黑浆浆黑浆浆”，然后才是地层水，这就是把，然后才是地层水，这就是把“少少关井关井”列为出水井稳产措施的原因之一列为出水井稳产措施的原因之一 三是：少量的三是：少量的“黑浆浆黑浆浆”带出井口，会堵塞井口的针形带出井口，会堵塞井口的针形阀、分离器、计量管道甚至汇管阀、分离器、计量管道甚至汇管 四是：井底砂面过高，有时会造成油管被卡四是：井底砂面过高，有时会造成油管被卡16各行借鉴 2 2、、套油管环形空间砂桥套油管环形空间砂桥 由于井斜等原因，油管在井下有的井段不处于由于井斜等原因，油管在井下有的井段不处于套管的中心部位，而是紧靠套管壁上，或者套管套管的中心部位，而是紧靠套管壁上，或者套管变形部位，套油管间间隙较小。

特别是有水气井变形部位，套油管间间隙较小特别是有水气井套管生产中，很易形成井下沉砂的淤积，逐渐扩套管生产中，很易形成井下沉砂的淤积，逐渐扩大后，在环状空间形成砂桥大后，在环状空间形成砂桥 环状空间砂桥形成后，如果是套管生产，它会环状空间砂桥形成后，如果是套管生产，它会影响气、水产量，使油套管压差增大，甚至开不影响气、水产量，使油套管压差增大，甚至开不出气来如果是油管生产，套压的反映很迟缓，出气来如果是油管生产，套压的反映很迟缓，不能反映真实的井底流压它也是油管被卡的主不能反映真实的井底流压它也是油管被卡的主要原因之一要原因之一 17各行借鉴3 3、油管堵塞、油管堵塞（（目前采用的油管传输射孔，在测试后，射孔枪留在油管目前采用的油管传输射孔，在测试后，射孔枪留在油管下端将油管底部完全封死，当沉砂由筛管进入油管后，不能由油管下部下端将油管底部完全封死，当沉砂由筛管进入油管后，不能由油管下部落入井底，因而形成油管沉砂堵塞的情况比笔式油管鞋更严重威远气落入井底，因而形成油管沉砂堵塞的情况比笔式油管鞋更严重威远气田挖潜井大都采用油管传输射孔，投产后，都逐渐出现油管堵塞现象）。

田挖潜井大都采用油管传输射孔，投产后，都逐渐出现油管堵塞现象） （（1 1）油管沉砂：）油管沉砂：油管鞋有两种，即喇叭口式和笔式油管鞋有两种，即喇叭口式和笔式18各行借鉴 4. 4. 筛管堵筛管堵（（ 筛管堵塞的原因主要有五个因筛管堵塞的原因主要有五个因素）素）：： 一是油管沉砂面逐渐增高将筛管掩埋，筛孔便被堵塞一是油管沉砂面逐渐增高将筛管掩埋，筛孔便被堵塞威远气田老井修井作业中起出的油管证明，凡是筛管孔整段威远气田老井修井作业中起出的油管证明，凡是筛管孔整段被堵死的，筛管里全部充满沉砂被堵死的，筛管里全部充满沉砂 二是腐蚀：筛孔是天然气和水流动的通道，与气、水接二是腐蚀：筛孔是天然气和水流动的通道，与气、水接触最多，最易受酸性气体的腐蚀生成硫化铁，使孔径缩小或触最多，最易受酸性气体的腐蚀生成硫化铁，使孔径缩小或堵死 三是结垢三是结垢 四是缓蚀剂、泡沫剂附于管壁（包括筛管在内）并把井四是缓蚀剂、泡沫剂附于管壁（包括筛管在内）并把井下沉砂、硫化物粘结在一起，逐渐增厚，并使孔径越来越小，下沉砂、硫化物粘结在一起，逐渐增厚，并使孔径越来越小，直至堵死。

直至堵死 五是筛管太短五是筛管太短 19各行借鉴 筛管堵塞严重的就会影响该井的天然气生筛管堵塞严重的就会影响该井的天然气生产：产： （（1 1）井底附加阻力增加，油压下降，套油）井底附加阻力增加，油压下降，套油压差增大，产气量下降压差增大，产气量下降 （（2 2）形成井下节流，产气量调节不上去形成井下节流，产气量调节不上去 （（3 3）造成带水困难，井下积掖，动液面波）造成带水困难，井下积掖，动液面波动很大20各行借鉴v v5.5.油管缩径油管缩径 油管被酸性气体腐蚀后，壁管光滑度差，表面的硫油管被酸性气体腐蚀后，壁管光滑度差，表面的硫化铁，凹凸不平，更易吸附水份；加上井下温度较高，化铁，凹凸不平，更易吸附水份；加上井下温度较高，缓蚀剂、泡沫剂很易吸附于管壁并将沉砂粘结于管壁上，缓蚀剂、泡沫剂很易吸附于管壁并将沉砂粘结于管壁上，使油管内径越来越小油管缩径，不是均匀、等厚的，使油管内径越来越小油管缩径，不是均匀、等厚的，一般越接近井底缩径越严重，也就是油管的结垢一般是一般越接近井底缩径越严重，也就是油管的结垢一般是由油管鞋向上逐步发展的。

由油管鞋向上逐步发展的 油管缩径是不均匀的，更大大增加了流动的阻力，油管缩径是不均匀的，更大大增加了流动的阻力，消耗了地层能量，明显地使油压下降，套油压差增大，消耗了地层能量，明显地使油压下降，套油压差增大，产气量下降同时气流在油管内流动过程中，由于油管产气量下降同时气流在油管内流动过程中，由于油管内径忽大忽小，气流速度也相应忽大忽小，更加使气井内径忽大忽小，气流速度也相应忽大忽小，更加使气井带水困难，携水能力变差，积液更多带水困难，携水能力变差，积液更多 21各行借鉴 （三）（三）井下积液井下积液 1.1.垂直管流中气液混合物的流动状态垂直管流中气液混合物的流动状态 〈〈1 1〉〉雾雾流流：：液液体体呈呈雾雾状状（（滴滴状状））分分散散在在气气相相中中，，称称为为雾雾流 〈〈2 2〉〉环环雾雾流流：：流流速速较较大大时时，，气气体体在在井井筒筒中中心心流流动动，，液液体体沿管壁上升沿管壁上升 〈〈3 3〉〉段段柱柱流流：：流流速速较较小小时时，，液液柱柱与与气气柱柱相相互互交交替替的的流流动动状态。

状态 〈〈4 4〉〉气气泡泡流流：：井井筒筒充充满满液液体体，，产产气气量量很很小小时时，，呈呈气气泡泡状状存在于液体中存在于液体中 2.2.积液产生的原因积液产生的原因 〈〈1 1〉〉气井水，有两种，一是地层水；二是凝析水气井水，有两种，一是地层水；二是凝析水 〈〈2 2〉〉一一口口井井的的携携带带水水能能力力，，主主要要取取决决于于气气体体的的流流速速，，而而流流速速的的大大小小在在油油压压不不变变的的情情况况下下，，取取决决于于产产气气量量的的大大小小和和油管直径的大小油管直径的大小 22各行借鉴 一一口口气气井井能能把把所所产产的的水水全全部部由由井井底底带带出出井井口口（（不不产产生生积积液液））的的最最小小流流速速和和产产气气量量，，称称为为携携水水的临界流速和临界产水量的临界流速和临界产水量v 下下面面介介绍绍计计算算有有凝凝析析水水的的纯纯气气井井（（或或产产水水量量很很小小的的出出水水气气井井））当当垂垂管管流流的的流流态态基基本本是是雾雾流流（（气气相相是是连连续续相相，，液液相相是是分分散散的的液液滴滴））的的临临界界携携水流速和临界携水产气量的计算公式水流速和临界携水产气量的计算公式v携水临界流速：携水临界流速： v v 式中：式中： v携水临界产气量携水临界产气量 v式中，式中， vg vg ：携水临界流速：携水临界流速 m/sm/sv σ σ：近似气水表面张力：近似气水表面张力 N/mN/m。

取值取值σ=60σ=60××10-310-3v ρL ρL：水密度：水密度 kg/mkg/m3 3 取值近似值取值近似值ρL=1074 kg/mρL=1074 kg/m3 3v ρg ρg：气体密度：气体密度 kg/mkg/m3 3 rgrg：气体相对密度：气体相对密度 23各行借鉴 qscqsc：携水临界产气量：携水临界产气量10104 4m m3 3/d /d ；； A A：油管截面积：油管截面积 m m2 2 A=π A=π（（d/2d/2））2 2 d d：油管内径：油管内径 油管油管d=0.062m d=0.062m ；； P Ptftf：井口油压：井口油压 MPaMPa Z Z：： 井口流压和温度下的气体偏差系数；井口流压和温度下的气体偏差系数； T T：井口气流温度：井口气流温度 k k 为了供威远气田下古生界挖潜获气井（纯气井或产水量小的出水气井）为了供威远气田下古生界挖潜获气井（纯气井或产水量小的出水气井）确定合理产量参考，根据上述计算公式绘制了确定合理产量参考，根据上述计算公式绘制了《《威远气田雾状流态气井理威远气田雾状流态气井理论临界携水流速及产气量与油压关系图论临界携水流速及产气量与油压关系图》》便于根据气井油压直接查出该井便于根据气井油压直接查出该井的临界携水产气量（图的临界携水产气量（图2-52-5））24各行借鉴 （四）井下落物（四）井下落物 井底落物的危害主要有三方面：井底落物的危害主要有三方面： 一是使井下砂面的上升加速。

一是使井下砂面的上升加速 二是井下落物限制了修井作业冲砂时油管下入深二是井下落物限制了修井作业冲砂时油管下入深度度 三是井下落物，长期在井下遭受酸性气体的腐蚀，三是井下落物，长期在井下遭受酸性气体的腐蚀，而成为锈蚀的碎快，成为井下沉砂的一部分而成为锈蚀的碎快，成为井下沉砂的一部分25各行借鉴 井底落物井底落物——油管中的落物油管中的落物 油管有落物对气井生产的影响主要表现在三方面：油管有落物对气井生产的影响主要表现在三方面： （（1 1））. .油管流体流动的截面积变小油管流体流动的截面积变小 而形成油管内节流，增加了垂管的阻力，而使油压下而形成油管内节流，增加了垂管的阻力，而使油压下降，产气量下降降，产气量下降 （（2 2））. .由于油管内落物产生节流现象使落物上下的压力由于油管内落物产生节流现象使落物上下的压力不同，有一定压差，落物不同，有一定压差，落物 以下相对流动压力较大，气流以下相对流动压力较大，气流流速较慢，因而携水困难，而造成井下积液。

流速较慢，因而携水困难，而造成井下积液 （（3 3））. .无法下井底压力计进行试井和实测井底压力无法下井底压力计进行试井和实测井底压力26各行借鉴 （五）窜漏（水泥塞、水泥环封隔器）五）窜漏（水泥塞、水泥环封隔器） 1 1、水泥塞（人工井底）窜漏、水泥塞（人工井底）窜漏 2 2、水泥环窜漏、水泥环窜漏 3 3、封隔器窜漏、封隔器窜漏 气井下入封隔器（酸化压裂作业下封隔器除外）有三个目的：气井下入封隔器（酸化压裂作业下封隔器除外）有三个目的： （（1 1）、封隔上面的产层射孔段或套管破裂部位，封隔上面的产层射孔段或套管破裂部位， （（2 2）、高含硫气井，异常高压气井或压裂酸化中下封隔器，为了保护）、高含硫气井，异常高压气井或压裂酸化中下封隔器，为了保护套管不受损坏套管不受损坏 （（3 3）、半闭式气举排水采气）、半闭式气举排水采气 封隔器窜漏的原因，除套管腐蚀结垢严重，刮管不彻底使封隔器封封隔器窜漏的原因，除套管腐蚀结垢严重，刮管不彻底使封隔器封隔效果不好外，最主要的是封隔器的橡胶部件被腐蚀而失去封隔作用。

隔效果不好外，最主要的是封隔器的橡胶部件被腐蚀而失去封隔作用 井下窜漏对气井生产的影响井下窜漏对气井生产的影响 （（1 1）、生产层的气、水窜入被封隔的层位，造成生产层的天然气的）、生产层的气、水窜入被封隔的层位，造成生产层的天然气的浪费和压力的损失浪费和压力的损失 （（2 2）、被封的渗透层的气、水（主要是水）窜入井筒与生产层的气）、被封的渗透层的气、水（主要是水）窜入井筒与生产层的气共同产出共同产出 （（3 3）、不能关井、试井，而且录取的气水产量、井口压力、气水分）、不能关井、试井，而且录取的气水产量、井口压力、气水分析等资料不能代表生产层的特征，影响了气井的动态分析析等资料不能代表生产层的特征，影响了气井的动态分析 27各行借鉴 第一节 纯气井的渗流系统 第二节第二节 气井的异常和故障气井的异常和故障 第三节第三节 气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断 第四节第四节 气井井下故障的诊断气井井下故障的诊断 第五节第五节 排水采气工艺井的诊断排水采气工艺井的诊断 目 录28各行借鉴一、一、 气井出水的诊断和控制气井出水的诊断和控制 （一）、气井水的种类（一）、气井水的种类 气井中产的水有两种，即气井中产的水有两种，即凝析水和地层水凝析水和地层水（含束缚水）。

含束缚水） 1 1、凝析水、凝析水 凝析水无论在气驱气藏或水驱都存在但是凝析水气比凝析水无论在气驱气藏或水驱都存在但是凝析水气比（（m m3 3/10/104 4m m3 3）却因气藏的温度和压力等条件的不同而各不相同却因气藏的温度和压力等条件的不同而各不相同 2 2、地层水、地层水 地层中有两种呈液态分布的水，一种是束缚水，另一种地层中有两种呈液态分布的水，一种是束缚水，另一种是通称的地层水是通称的地层水 第三节第三节第三节第三节 气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断气井储层异常的诊断 29各行借鉴表表3-1 3-1 各种气田凝析水水气比统计表各种气田凝析水水气比统计表气田气田威威 远远自流自流井井兴隆兴隆场场邓井邓井关关荷荷 包包 场场界石界石场场阳高阳高寺寺气藏气藏茅口茅口组组寒武系寒武系震旦震旦系系嘉三嘉三嘉三嘉三嘉三嘉三长兴长兴长兴长兴长兴长兴嘉一嘉一气井气井威阳威阳6161威威7878自自1515兴兴8 8邓邓1818包包4 4包包1414井井界界2525阳阳2323水气水气比比0.0610.0610.0370.0370.070.070.0190.0190.0230.0230.0180.0180.0850.0850.0910.0910.1070.1070.0080.008注注出水出水前前出水前出水前平均平均纯气纯气井井纯气纯气井井纯气纯气井井纯气纯气井井纯气纯气井井纯气纯气井井纯气纯气井井30各行借鉴表表3-2 3-2 威远气田寒武系凝析水与地层水对比表威远气田寒武系凝析水与地层水对比表 井号井号取样日期取样日期NaNa+ ++K+K+ + mg/lmg/lCaCa2+ 2+ mg/lmg/lMgMg2+ 2+ mg/lmg/lClCl- - mg/lmg/lSOSO4 42-2- mg/lmg/lHCOHCO3 3- - mg/lmg/l总矿化总矿化度度 g/lg/l凝析凝析水水71712005.12.72005.12.7515124241010303018181791790.310.311181182005.12.72005.12.788884 41 1141432321731730.310.31地层地层水水78782004.10.262004.10.262310823108200120013853853708937089220422042659265967.4567.4593932005.5.92005.5.929482294822879287920372037554345543497897856256291.3791.3731各行借鉴 （（二）、气藏的驱动类型二）、气藏的驱动类型 气藏的驱动类型主要可分为气驱气藏和水驱气藏两大类气藏的驱动类型主要可分为气驱气藏和水驱气藏两大类（或称无水气藏和有水气藏）。

或称无水气藏和有水气藏） 两类气藏的区别除开发中气驱气藏不产地层水，两类气藏的区别除开发中气驱气藏不产地层水，水驱气藏产地层水外，从压降曲线（水驱气藏产地层水外，从压降曲线（PR/ZPR/Z～～GpGp关系关系曲线）上可以明显的将两类气藏区分开来气驱气曲线）上可以明显的将两类气藏区分开来气驱气藏呈一条直线，也就是单位视地层压力（藏呈一条直线，也就是单位视地层压力（PR/ZPR/Z）降）降采气量始终是相等的，将此直线延长至采气量始终是相等的，将此直线延长至P/Z=0P/Z=0时，横时，横坐标上的累计产气量（坐标上的累计产气量（GpGp），也就是统称的），也就是统称的“压降压降储量储量”（（图图3-13-1）水驱气藏在水驱气藏在PR/ZPR/Z～～GpGp关系图上呈关系图上呈一条向上翘的曲线，也就是单位视地层压力降产气一条向上翘的曲线，也就是单位视地层压力降产气量随着水侵量的增加而增加量随着水侵量的增加而增加 32各行借鉴33各行借鉴 （三）、水驱气藏的气水关系（三）、水驱气藏的气水关系 1 1、整状水驱气藏（单一压力系统水驱气藏）、整状水驱气藏（单一压力系统水驱气藏） （（1 1））. .底水气藏底水气藏：：当气藏储层厚度较大，圈当气藏储层厚度较大，圈闭内天然气充满度较小时，地层水衬托在气闭内天然气充满度较小时，地层水衬托在气藏之下成为底水气藏，气藏含气高度不一致。

藏之下成为底水气藏，气藏含气高度不一致 (图图3-2)3-2) （（2 2））. .边水气藏边水气藏：：当气藏储层较薄，圈闭内当气藏储层较薄，圈闭内天然气充满度较大时，地层水处于气藏气水天然气充满度较大时，地层水处于气藏气水界面以外，气藏呈等厚的层状界面以外，气藏呈等厚的层状 (图图3-3)3-3)34各行借鉴35各行借鉴 36各行借鉴 2、多裂缝系统气藏（多压力系统水驱气藏）、多裂缝系统气藏（多压力系统水驱气藏） 由于气藏储层裂缝发育不均匀，而且地层物性由于气藏储层裂缝发育不均匀，而且地层物性极差，形成了多个被致密岩块封隔的局部裂缝发育极差，形成了多个被致密岩块封隔的局部裂缝发育的裂缝系统裂缝系统之间互不连通，各自为独立的裂缝系统裂缝系统之间互不连通，各自为独立的压力系统因而在个裂缝系统中，有自己独立的的压力系统因而在个裂缝系统中，有自己独立的气水关系，在气藏中没有统一的气水界面这是区气水关系，在气藏中没有统一的气水界面这是区别于整装水驱气藏等主要特征之一别于整装水驱气藏等主要特征之一 裂缝系统中的气水关系大致分为两类，即：底水裂缝系统中的气水关系大致分为两类，即：底水型和边水型（图型和边水型（图3-43-4）） （（1 1））. .底水型裂缝系统底水型裂缝系统 （（2 2））. .边水型裂缝系统边水型裂缝系统 37各行借鉴 （四）、气井的出水临界产量（压差）（四）、气井的出水临界产量（压差） 无论是底水气藏还是边水气藏；无论无论是底水气藏还是边水气藏；无论是整状还是多裂缝系统水驱气藏，一口井，是整状还是多裂缝系统水驱气藏，一口井，钻至原始气水界面以上完钻，投产初期都不钻至原始气水界面以上完钻，投产初期都不会产地层水。

当井底流动压力，降至某一压会产地层水当井底流动压力，降至某一压力值时，也就是生产压差（力值时，也就是生产压差（PR-PwfPR-Pwf）达到一）达到一个极限值时，气井开始有出水的现象（显示）个极限值时，气井开始有出水的现象（显示），这个极限值就是气井当时的临界压差，在，这个极限值就是气井当时的临界压差，在这个生产压差下的产气量就是临界产量这个生产压差下的产气量就是临界产量图3-4）38各行借鉴39各行借鉴 1 1、临界产量的确定、临界产量的确定 通过对各气井的水分析和取水样时的气产量进行了分析，通过对各气井的水分析和取水样时的气产量进行了分析，发现了一个很重要规律就是：发现了一个很重要规律就是：“一口气井在经常变换产气量的一口气井在经常变换产气量的情况下，当产气量低于某一产量时，气井水的氯根含量都保持情况下，当产气量低于某一产量时，气井水的氯根含量都保持在凝析水的氯根含量，（一般在在凝析水的氯根含量，（一般在100mg/l100mg/l左右）当产气量超左右）当产气量超过某一产气量时，氯根含量开始上升，说明地层水已少量进入过某一产气量时，氯根含量开始上升，说明地层水已少量进入气井的产气层段，并被气流带出井筒产出，也就是出现了地层气井的产气层段，并被气流带出井筒产出，也就是出现了地层水的显示。

这个产气量就是气井出水的临界产气量（水的显示这个产气量就是气井出水的临界产气量（图图3-53-5）这时的生产压差就是临界压差，因为产气量数据随时都可录取这时的生产压差就是临界压差，因为产气量数据随时都可录取到精确的数据，而生产压差在气井生产过程中不能直接获取，到精确的数据，而生产压差在气井生产过程中不能直接获取，所以一般只提所以一般只提“临界产量临界产量” 如果把气井的产气量控制在临界产量以下生产，如果把气井的产气量控制在临界产量以下生产，就能大大延缓气井的出水时间，也就是延长气井的无就能大大延缓气井的出水时间，也就是延长气井的无水采气期水采气期 40各行借鉴41各行借鉴 2 2、为什么气井要控制临界产量以下生产、为什么气井要控制临界产量以下生产 （（1 1））. .气井出水的三种类型气井出水的三种类型 碳酸盐岩裂缝性有水气藏的出水气井有三类，即：碳酸盐岩裂缝性有水气藏的出水气井有三类，即：慢型（小缝型）、快型（大缝型）和横向型这就慢型（小缝型）、快型（大缝型）和横向型这就是气井的三种水侵方式是气井的三种水侵方式。

A A、慢型（小缝型）出水气井、慢型（小缝型）出水气井：：气井产层高气井产层高角度大裂缝不发育，主要以微细裂缝和空隙角度大裂缝不发育，主要以微细裂缝和空隙为主要渗流通道为主要渗流通道 （图（图3-7a3-7a））42各行借鉴B、快型（大缝型）出水气井快型（大缝型）出水气井：：气井产层高角度气井产层高角度的大裂缝发育，是气、水的主要渗流通道一般原的大裂缝发育，是气、水的主要渗流通道一般原始无阻流量＞始无阻流量＞5050××10104 4m m3 3/d/d气井在超临界状态下气井在超临界状态下生产时，边底水沿大裂缝很快窜至井筒造成气井出生产时，边底水沿大裂缝很快窜至井筒造成气井出水单位生产压差底水上窜高度可达水单位生产压差底水上窜高度可达10-35m/MPa10-35m/MPa，，出水的三个阶段转化很快出水的三个阶段转化很快图（图3-7b3-7b）C C、横向型、横向型：：产层以层间缝发育为主，没有高角度产层以层间缝发育为主，没有高角度穿层大裂缝井底与底水间连通性较差，而与边水穿层大裂缝井底与底水间连通性较差，而与边水连通性较好，或者在距井筒一段距离以外有高角度连通性较好，或者在距井筒一段距离以外有高角度裂缝存在。

裂缝存在 43各行借鉴v 边底水在距井筒较远处，缓慢横向窜至井筒一边底水在距井筒较远处，缓慢横向窜至井筒一般出水三个阶段中，干扰阶段不明显，一旦进入显般出水三个阶段中，干扰阶段不明显，一旦进入显示阶段，便直接进入出水阶段，气井出水后，对气示阶段，便直接进入出水阶段，气井出水后，对气井产能影响很大图井产能影响很大图3-7C3-7C））44各行借鉴 威远气田震旦系灯影组气藏，研究证明：威远气田震旦系灯影组气藏，研究证明：裂缝是水侵的主要通道，其性质和产状决定裂缝是水侵的主要通道，其性质和产状决定了气井出水的特征用折算原始无阻流量了气井出水的特征用折算原始无阻流量（（q qAOFiAOFi）表示气井裂缝的发育程度；用单位）表示气井裂缝的发育程度；用单位生产压差底水上窜高度（生产压差底水上窜高度（h/△Ph/△P）表示垂直裂）表示垂直裂缝程度或产层纵向渗透率做出缝程度或产层纵向渗透率做出h/△Ph/△P与与LgqLgqAOFiAOFi关系图关系图（图（图3-83-8）） 45各行借鉴46各行借鉴 通过综合分析发现通过综合分析发现 h/△P=0.561Lg qh/△P=0.561Lg qAOFiAOFi 线以上的气井，具有明显的大缝型出水气井线以上的气井，具有明显的大缝型出水气井特征；此线与特征；此线与h/△P=0.151Lg qh/△P=0.151Lg qAOFiAOFi 线之间线之间的气井具有小缝型的出水特征；而的气井具有小缝型的出水特征；而h/△P=0.151Lg qh/△P=0.151Lg qAOFi AOFi 线以下的气井则为典型线以下的气井则为典型的横向型出水特征。

的横向型出水特征47各行借鉴v （2 2））. .气井出水的三个阶段气井出水的三个阶段v 水驱气藏的气井由无水采气到气水同产要经历水驱气藏的气井由无水采气到气水同产要经历三个阶段，即：显示阶段，干扰阶段和出水阶段三个阶段，即：显示阶段，干扰阶段和出水阶段 A A、显示阶段：、显示阶段：气井在无水采气的生产状态下，气气井在无水采气的生产状态下，气井水的氯根含量开始逐步上升，这就标志着气井已井水的氯根含量开始逐步上升，这就标志着气井已进入了显示阶段进入了显示阶段 气井井口的压力和气、水产量无明显的变化，气井井口的压力和气、水产量无明显的变化，只有气井水氯根含量明显上升这就是显示阶段的只有气井水氯根含量明显上升这就是显示阶段的最重要的特征（图最重要的特征（图3-93-9） 48各行借鉴 B B、干扰阶段、干扰阶段：：气井在出水的显示阶段，气井在出水的显示阶段，如果仍未控制到临界产量以下生产如果仍未控制到临界产量以下生产 C C、出水阶段、出水阶段：：干扰阶段进一步恶化，地干扰阶段进一步恶化，地层水已窜入产层的主裂缝发育段，气井水产量开层水已窜入产层的主裂缝发育段，气井水产量开始大幅度上升，油压明显下降，套油压差明显增始大幅度上升，油压明显下降，套油压差明显增大，气产量下降，氯根含量基本接近本气藏地层大，气产量下降，氯根含量基本接近本气藏地层水的一般氯根的含量水的一般氯根的含量（（图图3-93-9）。

49各行借鉴50各行借鉴 实例：威实例：威7878井出水三个阶段划分井出水三个阶段划分 该井投产初期，由于对储层结构认识不清，该井投产初期，由于对储层结构认识不清，故产气量定为故产气量定为8 8××10104 4m m3 3/d/d，井口压力下降很快井口压力下降很快氯根含量一般在氯根含量一般在250250～～400mg/L400mg/L，到，到8 8月月8 8日以日以后，由于没有连续做氯根含量分析，后，由于没有连续做氯根含量分析，8 8月月2020日日分析时已发现上升至分析时已发现上升至1401 mg/L1401 mg/L9 9月月1919日产日产水量明显增加，说明气井已经出水，出水过水量明显增加，说明气井已经出水，出水过程可分为三个阶段（程可分为三个阶段（表表3-43-4，图，图3-113-11）51各行借鉴表表3-4 3-4 威威7878井出水阶段划分表井出水阶段划分表阶段套压 （MPa）油压（MPa）日产气量（104m3/d）日产水量（m3/d）氯根含量（mg/L）时间阶段末水气比无水16.4↓13.9316.0↓13.648.32↓7.890.5～0.2398～3416.9～8.80.038显示↓13.05↓12.78↓6.40.5～0.221401～2272～9.300.047干扰↓12.60↓11.74↓5.7↑1.02625～1704～10.190.179出水↓12.66↓10.85↓3.8↑5.910792～37204～10.311.55352各行借鉴9-3010-19图3-11 威78井采气曲线图(2004.6.10~10.31)8-8无水采气期显示阶段干扰阶段出水阶段53各行借鉴 3、气井早期出水的危害、气井早期出水的危害 总结四川有水气田开发四十年来的经验与教总结四川有水气田开发四十年来的经验与教训，得到一条重要的经验，就是要尽量延长气井训，得到一条重要的经验，就是要尽量延长气井的无水采气期。

因为气井无水采气期的长短直接的无水采气期因为气井无水采气期的长短直接影响到气藏和气井的稳产和采收率影响到气藏和气井的稳产和采收率 （（1 1））. .气井早期出水加速了气井的递减实例、气井早期出水加速了气井的递减实例、（表（表3-53-5、、3-63-6））54各行借鉴表表3-5 3-5 部分井出水前后生产能力对比表（威远部分井出水前后生产能力对比表（威远气田震旦系）气田震旦系）井号威23威34威40威39威61ABQAFABQAFABQAFABQAFABQAF出水前5.435.430.05960.059669.769.715.9115.910.4050.40531.431.432.4532.450.1250.12564.464.422.3122.310.11640.116477.277.278.83878.8380.9040.90423.123.1出水后10.510.50.14590.145941.741.712.4712.471.1991.199202027.8227.820.5650.56531.131.126.9526.950.2010.20150.150.1207.57207.570.9650.96516.516.5 QAF：无阻流量104m3/d A、B：二项式中的系数55各行借鉴表3-6 部分井出水前后递减对比表（威远气田震旦系） 井 号阶 段生产时间日产气量（104m3/d）年递减（%）威5井出水前1967～196923.9↗28.0-8出水后1970～197228.4↘11.536.37威9井出水前1968～19738.3↘6.14.97出水后1973～19806.1↘1.022.49威38井出水前1975～197620.5↘16.618.87出水后1976～197816.5↘5.045.27威42井出水前1972～197312.8↘12.70.8出水后1973～198012.7↘2.023.47威43井出水前1974～197516.1↘16.2-0.8出水后1975～198016.2↘2.431.6256各行借鉴 （（2 2））. .气井早期出水使气藏气井采收率降低气井早期出水使气藏气井采收率降低 A A、过早的形成水封气、过早的形成水封气 一是基质孔隙中的水封气，二是低渗岩块的水封一是基质孔隙中的水封气，二是低渗岩块的水封，， 57各行借鉴v 三是气井过早出水易形成气藏早期封隔三是气井过早出水易形成气藏早期封隔 。

58各行借鉴 表表3-7 3-7 有水气藏出水气井一次采气采收率数据表有水气藏出水气井一次采气采收率数据表气田气田气藏气藏裂裂缝缝系系统统气井气井地地层压层压力力原始原始/ /停停喷喷时时（（MPaMPa））投投产产日日期期停停喷喷日日期期控制控制储储量量（（108m3））停停喷时喷时累累计产计产气量气量（（108m3））一次采一次采气采收气采收率率（（% %））威威远远灯影灯影组组4040井井29.532/24.31971.12.776.8.2476.8.2422.022.04.094.0918.5918.59大塔大塔茅口茅口组组1-41-4井井115115井井37.326/34.41983198419845.45.4（系（系统统））0.050.05/ /孔孔滩滩茅口茅口组组9 9井井9 9井井26.52/14.9941977.12.1198019803.743.741.381.3836.936.9杨杨家家山山茅口茅口组组8 8井井9 9井井25.0/21.41978.4.2197919792.522.520.500.5019.8419.84荷包荷包场场茅口茅口组组2424井井2424井井47.313/约约161988.6.992.3.1892.3.185.065.061.531.5330.2430.24四是气井的水封：也就是气井过早的水淹四是气井的水封：也就是气井过早的水淹59各行借鉴 B B、天然气是可压缩的气体，容器中天然气、天然气是可压缩的气体，容器中天然气的多少主要体现在压力的大小上。

的多少主要体现在压力的大小上 一一口口井井水水淹淹、、一一个个区区块块中中的的水水封封气气压压力力越越高高，，剩剩余余的的水水封封气气储储量量（（G-GG-GP P））就就越越大大，，采收率就越低采收率就越低60各行借鉴 出水气井确定合理产量有两条原则：出水气井确定合理产量有两条原则： 一是控制一定的生产压差，不使水侵一是控制一定的生产压差，不使水侵对产层的侵染进一步扩大；对产层的侵染进一步扩大；二是尽量把二是尽量把侵入气井的水全部携带出来，避免造成侵入气井的水全部携带出来，避免造成储层和井筒内的积液储层和井筒内的积液二、出水气井合理产量的确定二、出水气井合理产量的确定61各行借鉴三、三、 有水气藏系统单井分析法有水气藏系统单井分析法气井分析的方法很多，常见如：利用气井分析的方法很多，常见如：利用采气曲线进行气井分析；采气曲线进行气井分析；利用试井利用试井资料进行气井分析；利用递减规律资料进行气井分析；利用递减规律进行分析等进行分析等 62各行借鉴。