气井的开采工艺综述.ppt

气井的开采工艺 选择题：86～91 7～10 11～17 199～222 无水气藏气井的开采 • 指气层中无边底水和层间水的气藏（也包 括边底水不活跃的气藏） 1．开采特征 1）气井的阶段开采明显——可分为四个阶段 （1）产量上升阶段仅井底受损害，而损 害物又易于排出地面的无水气井才具有这 个阶段的特征在此阶段，气井处于调整 工作制度和井底产层净化的过程产量、 无阻流量随着井下渗透条件的改善而上升 • （2）稳产阶段产量基本保持不变，压力缓慢下 降稳产期的长短主要取决于气井的采气速度 • （3）递减阶段当气井能量不足克服地层的流动 阻力、井筒油管的摩阻和输气管道的摩阻时，稳 产阶段结束，产量开始递减 • （4）低压小产阶段产量、压力均很低，但递减 速度减慢，生产相对稳定，开采时间延续很长 无水气藏气井生产阶段划分示 意图 • 前三个生产阶段为一般纯气井开采所常见 • 第四个阶段在裂缝孔隙型气藏中表现特别 明显 • 用第四阶段产量、压力资料计算的储量比 压降储量多13%这说明低压小产阶段中 ，低渗透区的天然气不断向井底补给，致 使压力和产量下降都十分缓慢 • 2）气井有合理产量 • 气驱气藏是靠天然气的弹性能量进行开采 的，因此充分利用气藏的自然能量是合理 开发好气藏的关键。

根据气井二项式渗滤方程和稳定试井指 示曲线分析，气井的生产压差和产量在某 一极限值以下近似于一条直线，即产气量 随着生产压差的增大而增大 • 当产量超过其极限值后，产量的增加不呈 线性比例关系，即单位生产压差的产气量 越来越小，使得气井储层能量利用不够合 理 • 3）气井稳产期和递减期的产量、压力能够 进行预测 （1）根据稳定试井资料求出气井二项式渗流 方程式； （2）结合气藏实际情况，给出相当数量的地 层压力pr值，并假设若干个qg值带入该式 求出井底压力pwf，绘制不同地层压力值下 的井底压力与产量的关系曲线图版 井底压力与产量关系 • （3）pwf求出后，进一步可求出井口油、 套压（pt、pc）,于是绘制出pc-qg及pt-qg的 关系曲线图版 • （4）采气速度只影响气藏稳产期的长短， 不影响最终采收率 • 影响气藏（气井）稳产期长短的的主要因 素是采气速度采气速度高，稳产年限短 反之，则稳产年限长 2．无水气藏 气井 的开采措 施 • 1）可适当用大压差采气 • 2）确定合理的采气速度 • 3）充分利用气藏能量 （1）调整地面设备： 对于不适应气藏后期开采的一些地面设备应除去 ，尽量增大气流通道，减少地面阻力，增大举升 压差，增加气的携液能力，延长气井的稳产期。

（2）周期降压排除井底积液： 实践证明，在气藏开采后期，凝析液在井底聚积 ，对无水气井的生产也是致命的周期性降压生 产和井口放喷以排除井底积液 气体井筒流动 本章目的：确定Pws、Pwf 地层流入动态：qsc＝f(Pwf)PR 方法：井下压力计测量，计算方法 思路：等值流动阻力法 – 地层流阻Rres, 井筒流阻Rw 结论：当PR、Rres一定时，qsc由Pwf直 接控制，间接由Ptf控制 油管流动动态：井口压力一定时， 产量与井底压力的关系qsc＝ f(Pwf)Ptf 气嘴 分离器 地面管线 井筒 气层 气井示意图 气井系统 • 气井和气层压力间的相互关系 • 生产方式：油管生产 • 地层压力-井底流动压力=采气压差 • 井底流动压力-油压=在油管中的压力损失 • 油压-输压=在采气地面管线中的压力损失 • 为比较气井间及不同阶段生产能力的大小 引出： • 绝对无阻流量AOF：在气井井底流压等于 0.1MPa时气井的产量，是气井的最大理论 产量 • 无阻流量：是指气井井口压力等于0.1MPa 时气井的产量 气井系统生产过程 ①渗流过程； ②通过射孔孔眼的流动过程； ③垂直管流举升过程； ④通过节流装置的流动过程； ⑤地面水平或倾斜管流过程。

一、井筒中的垂直管流 气液混合物在垂直管流中的流动型态 纯气井：不产油或产油很少的气井，井筒 中呈单相气流气体的密度很小，流动摩 阻很小，井底压力大于井口油压就能正常 生产 • 气水同产井：气液两相流动的井，气液混 合物在上升的过程中，随着压力的逐渐降 低，气体不断的分离、膨胀，使流动形态 不断的变化，一般要经历泡流、段塞流、 环雾流和雾流 能量消耗：气液柱重力、 流动的摩擦阻力、 滑脱损失、井口的油压 井底流压+气体的膨胀能= 气液柱重力+摩擦阻力+滑脱损失+井口的油压 油气混合物在油管中的上升速度为： 泡流套压油压计量前分离器 压力流量计静压输气压力 • 不同情况下气井油套压的关系 • 油管生产 油压套压 • 开井 油套合采 油压≈套压 • 油管生产 油压《 套压 • 气水同产井 套管生产 油压 》套压 • 油套合采 油压≈套压 • 关井 井筒无液柱 油压= 套压 （压力稳定后）￿￿ 油管液柱高于环空液柱 油压套压 气井工作制度 气井生产工作制度：是气井的合理生产方 式，反映天然气从地层产出时，产量和压 力的变化关系。

应保证在开采过程中能从气井得到最大 的允许产量，并使天然气在整个采气流程 中的压力损失分配合理 • 选择题：180～181 • 气井工作制度：采气时气井的压力和产量 所遵循的关系 一、气井工作制度 • 气井工作制度 气井工作制度是指采气时气井的压力和 产量所遵循的关系气井所选择的工作 制度应保证在开采过程中能从气井得到 最大的允许产量，并使天然气在整个采 气流程中的压力损失分配合理 地层井底井口输气管线 1．气井工作制度的种类 1)定产量制度即气井产量保持不变 • 2)定井壁压力梯度制度指天然气从地层流到井底，在 井壁岩石单位长度上的压力降就是在一定时间内保持这 个压力降不变 • 3)定生产压差制度天然气从地层流到井底，是因为地 层压力和井底压力存在压差的缘故压差越大，产量越大 定压差制度就是在一定时间内保持压差不变 • 4)定井底渗滤速度制度指天然气从地层流到井底过程 中，通过井底的流动速度定井底渗滤速度制度就是在一 定时间内保持渗滤速度不变 • 5)定井底压力制度地层压力一定时，井底压力高，产 量小；井底压力低，产量大定井底压力制度就是在一定 时间内保持井底压力不变。

简答 31 2．确定气井工作制度应考虑的因素 • 气井工作制度受多种因素制约，主要有地质因素、采气工艺 因素、井身因素等 • (1)影响气井工作制度的地质因素 • 地层岩石胶结程度 气流流速过高时砂粒脱落，堵塞通道 ，严重导致地层垮塌，出砂堵塞使产量降低，甚至堵死气层 停产易磨损油管、闸门和管线 所以地层疏松的气井(如砂层)宜选择定井底流速或定井壁压 力梯度采气，在地层不出砂，井底不被破坏的条件下生产 • 地层水的活跃程度 在地层水活跃的气臧上采气，如果控 制不当，容易引起底水锥进或者边水舌进，影响正常采气 • 所以在有水气藏上采气，宜选用定压差生产制度，控制气井 不产地层水 这个能保持气井采气时不出地层水的压差称为临界压差(极限 压差)，临界压差下的产量称为临界产量(极限产量)随着气 体不断采出，气水界面上升，临界压差和临界产量也越来越 小，控制无水采气就越困难无水产量太小时就应放大气井 压差转入带水采气 气井见水类型 井筒 气水 水 气 井 筒 气水 水 气 底水锥进边水舌进 清 管 • 一、为什么清管 • (1) 输气管线在建造中因长距离、长时间 在野外施工，管内往往进入污水、淤泥、石块 、焊渣和施工工具等； • (2)在投产后，天然气从气井带进大量凝析 油、污水、泥砂也进入管线； • (3)输入管线内的脱硫净化气中饱和的水蒸 气，由于温度降低，在管道内会凝析出 大量的水，形成积液和硫化铁产物。

• 以上这些杂质都会增加管线的摩擦损 失，降级通过能力（效率）和使用寿命 • • 二、清管的目的 • 1、清除管线低洼处积水，是管内壁免遭 电解质的腐蚀，避免管内积水冲刷管线，从而 延长管道的使用寿命 2、改善管道内壁的光洁度，减少摩阻损失， 增加通过量，从而提高管道的输送效率 • 3、扫除输气管内积存的腐蚀产物 • 4、进行管内检查（投产初期，进行管道内 壁涂层和内部探伤（定径、测径） • 5、灌注和输送试压水 • 三、清管器 • 1、清管器的作用：清管器是放入输气管 线中，在前后压力差推力作用下，沿管 线运动而清除管内积水、腐蚀粉尘等污 物的清管设备 • 2、 清管器分类： • 橡胶清管球、皮碗清管器、泡沫塑料清 管器 • （1）橡胶清管球： • 橡胶清管球是一个外径比内径大2% 的空心球，用氯丁橡胶制成的,中空，壁 厚30~50mm使用时向球内灌水，以排尽 空气清管球灌水加压胀大之后，其过 盈量为4%～8%常用的耐油耐摩氯丁橡 胶清管球 • 橡胶清管球的优点是变形能力大，通过 • 性能好，不易被卡，使用比较安全 计算3、 4 • 球上有一个可以密封的注水排气孔为了 保证清管球的牢固可靠，用整体成形的方法制 造。

注水口的金属部分与橡胶的结合必须紧密 ，确保不致在橡胶受力变形时脱离注水孔的 单向阀，用以控制打入球内的水量，调节清管 球直径对管道内径过盈量 • 清管球的主要用途是清除管道积液和分隔 介质，清除小的块状物体的效果较差不能定 向携带检测仪器，也不能作为它们的牵引工具 • 管道温度低于零度时，球内应注入低凝固 点液体（甘醇）以防冻结 • （2）皮碗清管器： • 利用皮碗裙边对管道的4%左右 的过盈量与管壁紧贴而达到密封， 清管器由前后的天然气压差推动前 进 清管器皮碗，按形状可分为平面、锥面 和球面三种 平面皮碗的端面为平面，清除固体杂物 能力强，但变形较小，磨损较块 锥面皮碗和球面皮碗很能适应管道变形 ，并能保持良好的密封 球面皮碗还可以通过变径管但它们容 易越过小的物体或被较大的物体垫起而丧失 密封这种皮碗寿命较长，夹板直径小也不 易直接和间接地损坏管道 • （3）泡沫塑料清管器： • 是表面涂有聚氨脂外壳的圆柱形塑料制品 它是一种经济的清管工具与刚性清管器比较， 它有很好的变形能力和弹性，在压力作用下， 它可与管壁形成良好的密封，能够顺利通过各 种弯头、阀门和管道变形。

它不会对管道造成 损伤，尤其适应于清扫带有内壁涂层的管道 其过盈量一般为一英寸即25mm 选择 356 • D:\采气工程课件\清管发球（修改）.doc 清管收球操作 天然气管道在输送介质过程中，部 分有害成分会腐蚀管道，通过清管器清 管，可以有效延长管道的使用寿命，改 善管道内部的光洁度，减少摩阻，提高 管线的输送效率，同时保证输送介质的 清洁度 一、工艺流程 1、输气管主气阀 2、输气管放空阀 3、收球筒球阀 4、平衡阀 5、收球筒放空阀 6、收球筒进气阀 7、收球筒排污阀 8、快开盲 板 9、防松楔块 10、收球筒压力表 11、上水管线控制阀 8 1 2 3 4 5 7 9 10 11 6 二、清管前准备工作 1、工用具的准备 管钳600mm一把、活动扳手200mm、250mm各 一把、平口起子150mm一把、黄油、棉纱、 专用工具、验漏壶、量油尺、胶皮水管 2.通讯设备及仪器 对讲机一部、 通过指示仪一台、 计算器一部 三、清管操作步骤 1. 设备检 查 1 3 4 5 7 8 9 10 11 1、压力表截止阀是否处于全开状态，压力是否为零2、收球筒排污阀及放空阀是否关闭3、平衡阀是否处于全开状态4、收球筒球阀是否关闭 5、确认收球筒球阀关闭严密不漏气 6 2 2. 设备充压验漏 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 1、打开。