8
第二节 优选管柱排水采气
一、工艺原理
稳定自喷排水采气的两个条件：
（2）井口有足
够的压能
气
水
（1）气流流速必 须达到连续排液
的临界流速
关键：优选气井合理管柱
目标：使气井正常生产，延长气井的自喷采气期。
采气工程－排水采气工艺
9
第二节 优选管柱排水采气
二、工艺设计计算
⒈ 气井连续排液的临界流速与临界流量
采气工程－排水采气工艺
22
第二节 优选管柱排水采气
八、空心抽油杆排液采气
白庙气田（位于山东省菏泽 市与东明县的交界处）为了增 加管内流速，降低临界流量， 应用空心抽油杆代替小油管， 配合气举阀，在N2气举诱喷后 可实现连续生产，取得了预期 效果。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
泡沫排水采气：
采气工程－排水采气工艺
18
第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
4.临界流量
气井自喷管柱、举升高度、井底流压一定时，气井连续 排液所需的临界流量也一定。
如果油管举升高度相差较大，由于油管鞋处的温度和天 然气偏差系数相差较大，因而连续排液所需的临界流量相 差较大，因此，油管下入深度的不合理将直接影响举升效 果。
第五章 排水采气工艺
第一节 排水采气工艺的机理 第二节 优选管柱排水采气 第三节 泡沫排水采气 第四节 气举排水采气 第五节 常规有杆泵排水采气 第六节 电潜泵排水采气 第七节 射流泵排水采气
采气工程－排水采气工艺
1
引言
无水气藏：是指产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）。
驱动方式：天然气弹性能量，进行消耗式开采。
泡沫助采剂主要包括：起泡剂、分散剂、缓蚀剂、减阻 剂、酸洗剂及井口相应消泡剂等。
采气工程－排水采气工艺
25
第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒈ 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。
根据上述公式，编程计算，求得不同井深和井底流压下 的临界流速和临界流量与一定实际产量相对应的对比流速 和对比流量。然后在双对数坐标纸上绘制诺模图。
自学：图5-2
r
kp
Qr
Q0 Qkp
取 r Qr
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
1.油管举升高度
气井连续排液的临界流速与气井的井底流压和油管举升 高度有关，而与油管的管径无关。当井底流压一定时，油 管举升高度越大，需要的临界流速越大，反之亦然。
采气工程－排水采气工艺
19
第二节 优选管柱排水采气
五、工艺技术界限及条件
（1）关键：确定气井的产量，满足连续排液的临界流动条件。
① 在气水产量较大时，流动摩阻损失是主要矛盾，宜优选较大 尺寸油管生产。但要保证油管鞋处的对比流速Vr≥1。 ② 在气水产量较小时，流动滑脱损失是主要矛盾，宜优选小尺 寸油管生产，以确保油管鞋处的对比流速Vr≥1。
29
第三节 泡沫排水采气
二、工艺流程
泡沫注采剂由井口注入，油管生产 的井，从油套环行空间注入；套管生 产的气井，则由油管注入。对于棒状 助采剂，经井口投药筒投入。
消泡剂的注入部位一般是在分离器 的入口处，与气水混合进入分离器， 达到消泡和抑制泡沫再生，便于气水 分离。
采气工程－排水采气工艺
30
第三节 泡沫排水采气
采气工程－排水采气工艺
28
第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒋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。
采气工程－排水采气工艺
从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂（称为 泡沫助采剂），井底积水与起泡剂接触后，借助天然气流的搅 动，生成大量低密度含水泡沫，随气流从井底携带到地面。
“泡排”的工艺特点：设备简单、施工容易、见效快、成本 低、不影响气井正常生产。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
泡沫助采剂主要是一些具有特殊分子结构的表面活性剂和 高分子聚合物，其分子上含有亲水基团和亲油基团，具有双 亲性。
6
第一节 排水采气工艺的机理
三、排水采气工艺方法及评价
排水采气工艺：
⑴ 优选管柱排水采气 ⑵ 泡沫排水采气 ⑶ 气举排水采气 ⑷ 活塞气举排水采气 ⑸ 常规有杆泵排水采气 ⑹ 电潜泵排水采气 ⑺ 射流泵排水采气
评价依据： (1)气藏的地质特征 (2)产水井的生产状态 (3)经济投入情况
采气工程－排水采气工艺
kp
0.03312(10553
34158Gpwfp ZT
)
1 4
(
Gpwfp ZT
)
1 2
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
2.油管尺寸
气井连续排液的流量与管柱直径的平方成正比，自喷 管柱直径越大，气井连续排液所需临界流量也就越大； 反之亦然。因此，小直径油管具有较大举升能力，这就 是小油管法排水采气工艺的基本原理。
采气工程－排水采气工艺
3
第一节 排水采气工艺的机理
一、气藏的地质特征
气藏地质特征主要是指气藏形态、边界性质、气水关系及 压力特征等，在很大程度上与储渗类型有直接关系。
造成地质特征差别的主要原因：储层储渗空间的连通性与 均质程度。
孔隙型储层具有较好、较广泛的连通特点，气水分异能得 以充分进行，在沉积上以河流、湖泊相为主，砂体多为层状， 能较容易地确定气藏范围与储量。
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。
采气工程－排水采气工艺
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第三节 泡沫排水采气
一、泡沫排水采气机理
⒊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。
⑴ 气藏具有封闭性弱弹性水驱特征。气藏的封闭性、定容 性使排水采气成为可能。
⑵ 产水气藏的水体有限、弹性能量有限。
⑶ 地层水分布受裂缝系统控制，多为裂缝系统内部封闭性 的局部水。这些水沿裂缝窜流，因此可利用自然能量和人 工举升排水。
⑷ 产水气井井底积液。地层水在井底周围区域聚集，有利
于人工举升。
采气工程－排水采气工艺
有水气藏除少（数1气）井确定投合产理时的就采产气地速层度水外，多数气 井是在气藏开（发2的）中充分后利期用，气由藏于能气量水界面上升，或 采气压差过大引起底水锥进后才产地层水。
驱动方式：水驱
采气工程－排水采气工艺
2
引言
气井产水的负面影响：
① 井筒积液、回压增大、井口压力下降、气井的生产 能力受到严重影响； ② 井底附近区积液，产层会受到“水侵”、“水锁”、 “水敏性粘土矿物的膨胀”等影响，使得气相渗透率 受到极大损害。
第二节 优选管柱排水采气
油管鞋处液滴的沉降速度（滞止速度）为：
W
4
g
( l 3
g
g
)
d
m
dm
30g g2
4
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
（3）气井连续排液的条件
为了确保气井连续排液，气体临界流速须为滞止速度的
1.2倍，即：
1.2W
Qkp
1
0.648 (GZT ) 2 (10553
34158
Gp wfp ZT
1
)4
1
p
2 wfp
d
2 i
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
四、影响气井自喷排水采气能力的因素
3.井底压力 提高井底压力会对气井的举液能力起反作用，在气体质量
速率、自喷管径、油管举升高度相同条件下，压力较高，气 体体积较小，就意味着气流速度较小时，需要较大的临界流 量才能将液体连续排出井口。
实验与经验
临界流速 ：
kp
0.03313 (10553
34158
Gp wfp ZT
)
1 4
(
Gp
wfp
ZT
1
)2
临界流量 ：
Qkp
1
0.648 (GZT ) 2 (10553
34158
Gp wfp ZT
1
)4
1
p
2 wfp
d
2 i
采气工程－排水采气工艺
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第二节 优选管柱排水采气
2.气井连续排液的合理油管直径
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第二节 优选管柱排水采气
七、连续油管排水采气
针对更换管柱难度大的低压、小产气量气井中，连续油管管 径小、可有效避免压井对气层的伤害，且价格便宜、操作简单、 恢复产能较快等优点。
国外连续油管排水采气已有较长的历史，每年实施达1500井 次以上，最大下入深度6248.4m。
我国张家场气田（川东地区典型的低孔、低渗透储集层的裂 缝—孔隙型气藏）和苏里格气田（内蒙古鄂尔多斯市境内的苏 里格庙地区）等推广使用连续油管排水采气工艺。
水体类型 多为边水 多为边水 边底水 边底水 多为边水
气水界面 整齐一致 较整齐一致 欠整齐 不整齐 不整齐、多介面