1、國內外排水采氣技術原理及應用現(xiàn)狀,主要內容,氣井積液概念及危害,氣井積液原理,排水采氣工藝措施,一、氣井積液概念及危害,1.1 氣井積液 在天然氣開采中，在氣井中常有烴類凝析液或地層水流入井底，當氣井產量高、井底氣液速度大而井中液體的數(shù)量相對較少時，水將完全被氣流攜帶至地面，隨著氣藏壓力和天然氣流動速度的逐步降低，致使氣藏中的產出水或凝析液不能隨天然氣流攜帶出井筒，滯留在井中，這種現(xiàn)象便稱之為“氣井積液”。,1.2 產水氣藏的地質特征 （1）氣藏具有多產層、多裂縫系統(tǒng)。 （2）氣藏有邊水和底水存在。由于氣藏與外圍的區(qū)域供水區(qū)無明顯的聯(lián)系，故驅動類型屬于封閉性的弱彈性水驅氣藏。地層水主要是沿裂縫

2、的部位竄入井底的。氣井見水的早晚與所在裂縫的部位、采氣速度和邊界條件有關。 （3）受儲層非均質的影響。由于儲層的非均質和受斷層切割的影響，所形成的許多裂縫系統(tǒng)，使氣、水分布不受構造高度的控制，氣藏無統(tǒng)一的氣水界面。,1.2 產水氣藏的地質特征 （4）除少數(shù)氣田控制儲量較大外，相當多的裂縫系統(tǒng)控制儲量較小，裂縫系統(tǒng)是開發(fā)的基本單元。 （5）大多數(shù)產水氣井在生產初期的產水量上升很快，但經過一段時期的排水，裂縫系統(tǒng)的產水量逐漸減少，有的甚至不再產水。,由于產水氣藏存在上述地質特征，在氣田或氣藏實施排水采氣就具備了下述地質要素： （1）氣藏具有封閉弱彈性水驅特征，產水氣藏的水體有限、彈性能量有限，氣藏

3、的封閉性、定容性使排水采氣成為可能。 （2）地層水分布受裂縫系統(tǒng)控制，多為裂縫系統(tǒng)內部封閉的局部水。這些水沿裂縫竄流，故可利用自然能量和人工舉升的方法排水。,1.3 氣井出水對生產的影響及危害,（1）氣井積液的危害： “氣井積液”一段時間聚集于井底，形成液柱，對氣藏造成額外的靜水回壓，導致氣井自噴能量持續(xù)下降。通常，如果這種情況持續(xù)下去，井筒中聚集的液柱終會將氣壓死，導致氣井停產。,（2）氣井出水對生產的影響 氣藏出水后，在氣藏產生分割，形成死氣區(qū)，加之部分氣井過早水淹，使最終采收率降低。 氣井產水后，降低了氣相滲透率，氣層受到傷害，產氣量迅速下降，遞減期提前。 氣井產水后，管柱內形成氣水兩相

4、流動，單井產量迅速遞減，氣井自噴能力減弱，逐漸變?yōu)殚g歇井，最終因井底嚴重積液而停產。 氣井產水將降低天然氣質量，增加脫水設備和費用，增加了天然氣成本。,二、氣井積液原理,2.1 氣井積液來源 凝析液； 氣層中的游離水。, 凝析液,式中:,天然氣飽和含水量;,氣井產氣量., 氣層中產游離水, 氣井產出液量,2.2 液體在井筒中的存在形式 以小液滴形態(tài)存在； 以液膜的形式存在于油管內壁， 其多存在于管柱中、上部。,2.3 氣井出水原因 氣井工藝制度不合理。氣井產量過大，使邊、底水突進形成“水舌”或“水錐”。特別是裂縫發(fā)育的高滲透區(qū)，底水沿裂縫上升更容易形成“水錐”。 氣井鉆在離邊水很近的區(qū)域，或有

5、底水的氣藏氣井開采層段打開過深，接近氣水接觸面。 氣水接觸面已推進到氣井井底，不可避免地要產地層水。,2.4 影響出水的主要因素 采氣速度 過高的采氣速度易導致底水很快到達井底，使氣井無水生產期很短，產量迅速遞減，甚至氣井水淹。 生產壓差 生產壓差過大會引起底水錐進或邊水舌進。生產壓差越大，地層水因錐進或舌進而到達井底的時間越短，引起氣井過早出水，甚至造成氣井早期突發(fā)性水淹。, 氣層非均質性及地層巖性結構 氣層巖性非均質性越強，井底距氣水界面方向滲透性越強或縱向裂縫越發(fā)育，底水到達井底的時間越短。 原始氣水界面距井底的高度與水體的能量 在相同條件下，井底距原始氣水界面越近，水體的能量越大，越活

6、躍，則底水到達井底的時間越短。,2.5 井底積液時的現(xiàn)象,（1）只產純氣，不產水； （2）井口壓力快速下降； （3）井底液面緩慢上升； （4）氣井產氣量迅速下降。,當Qg Qc，天然氣攜帶液滴以霧狀流形式把液體排出井筒，此時井底無積液。,2.6 連續(xù)排液的最小流量 Qc：,當Qg Qc，氣流中的液滴直徑不斷增大，氣流攜帶液滴困難，液滴回落到井底形成積液。,2.7 井筒壓力分布狀態(tài),-井口至液面井段天然氣與液滴及 其運動滑脫所產生的平均壓力梯度;,-液面至氣層中部混氣液柱及其運 動滑脫所產生平均壓力梯度;,三、排水采氣工藝 針對出水氣井的特點，對有水氣藏的排水采氣工藝技術可分為： 選擇使氣水兩相

7、管流舉升效率最好的合理工作制度，把流入井筒的水全部帶出地面，從而使氣井的氣水產量、井口流壓和氣水比保持相對穩(wěn)定。 開發(fā)的中、后期，采用機械助噴工藝，排除井筒積液，降低井底回壓，增大井下壓差，提高氣井帶水能力和自噴能力，保證正常采氣。,氣體動力學方法,物理化學方法,對給定的一口產水氣井，究竟選擇何種排水采氣方法，需要進行不同排水采氣方式的比較。 排水采氣方法對井的開采條件有一定的要求，如果不注意地質、開采及環(huán)境因素的敏感性，就會降低排水采氣裝置的效率，甚至失敗。 除了井的動態(tài)參數(shù)外，其他開采條件，如產出流體性質、出砂、結垢等，也是考慮的重要因素。而最終考慮因素是投入和產出，必須進行綜合和對比分析

8、，最后確定采用何種排水采氣工藝。,3.1 優(yōu)選管柱排水采氣,優(yōu)選管柱是在油氣田開發(fā)中后期，當氣井生產不能穩(wěn)定且轉入間歇開采時，對這類氣井及時調整管柱，減少氣流的滑脫損失，充分利用氣井自身能量的氣舉排水采氣方法。 優(yōu)選管柱是一種自噴工藝，它施工簡單到只需更換一次油管，而不需要人為地提供任何能量。,（1）技術原理 1）油管直徑過小 ，雖可以提高氣流速度，有利于將井底的液體排出，但在油管中的摩阻損失大，一定井口壓力下所要求的井底流壓高，從而限制了氣井產量； 2）油管直徑過大，雖可以降低氣流速度及摩阻損失，從而降低流壓，提高氣井產量，但過低的氣流速度無法將井底液體攜至地面，最終造成井底積液、流壓升高而

9、限制產氣量。,必須根據氣井的產能狀況優(yōu)選合理的管徑，充分利用氣藏的能量，盡可能多地使井底的液體能及時被氣流攜帶到地面，以獲得最大產氣量。,在設計自噴管柱時，必須考慮兩個因素： （1）自噴管中的氣流速度必須達到排液的臨界速度，確保地層流入井筒的全部液體被帶出； （2）當氣體沿著自噴管柱流出時，必須建立合理的最低壓力降，以保證井口有足夠的壓能將天然氣輸進集輸管網和用戶。,特點：,優(yōu)點：理論成熟，施工容易，管理方便，工作制度可調，免修期長，投資少，除優(yōu)選與地層流動條件相匹配的油管柱外，無須另外特殊裝備和動力裝置，是充分利用氣井自身能量實現(xiàn)連續(xù)排液生產，以延長氣井帶水自噴期的高效、高經濟開采工藝技術。

10、 缺點：氣井排液量不宜過大，下入油管深度受油管強度的限制，因壓井后復產啟動困難，起下管柱時要求能實現(xiàn)不壓井起下作業(yè)。應當指出，以特納液滴模型為基礎的優(yōu)選管柱方法適用于高氣液比、井筒中呈霧狀流的含液氣井，對井筒中呈其他流動型態(tài)的含液氣井，則不宜用此方法。,3.2 泡沫排水采氣工藝技術,針對產水氣田開發(fā)而研究的一項助采工藝，具有設備簡單、施工容易、見效快、成本低等優(yōu)點，在出水氣井得到廣泛使用。 （1）泡沫排水機理 向井內注入某種能夠遇水產生大量泡沫的表面活性劑，借助于天然氣流的攪動，把水分散并生成大量低密度的含水泡沫，改變井筒內的氣水流態(tài)。在地層能量不變的情況下，提高出水氣井的帶水能力，把地層水舉

11、升到地面。,（2）泡沫排水起泡劑及性能要求,起泡劑的性能 除具有表面活性劑的一般性能之外，還要求具有以下特殊性能。 起泡能力強。只要在井底礦化水中加入少量起泡劑(100500mg/L)，就能在天然氣流的攪動下，形成大量含水泡沫，使氣、液兩相空間分布發(fā)生顯著變化，水柱變成泡沫，密度下降幾十倍。因此，原來無力攜水的氣液，現(xiàn)可將低密度的含水泡沫帶到地面，從而實現(xiàn)排水采氣目的。 泡沫攜液量大。起泡劑遇到水后，立即在每個氣泡的氣水界面定向排列。當氣泡周圍吸附的起泡劑分子達到一定濃度時，氣泡壁就形成一層牢固的膜。泡沫的水膜越厚，單位體積泡沫含水量越高，表示泡沫的攜水能力越大。,起泡劑選擇原則： 一般氣水井

12、主要采用陰離子型起泡劑，如磺酸鹽、硫酸脂鹽等，單獨使用就能獲得較好的效果； 含凝析油的氣水井中，由于凝析油本身是一種消泡劑，會使起泡劑性能變差，應采用多組分的復合起泡劑(常將幾種起泡劑同時配入一個體系中使用)，也可采用兩性或聚合物表面活性劑； 含硫化氫的氣水井中，要注意防腐用的緩蝕劑與起泡劑互相之間能配伍，不能影響起泡劑性能。,（7）特點,優(yōu)點：該工藝能充分利用地層自身能量實現(xiàn)舉升，因而成本低、投資小、見效快、經濟效益顯著；設備配套簡單，其舉升流程與自噴生產完全相同；實施操作簡便，實施過程中不需特殊的修井作業(yè)及關井；現(xiàn)有的起泡劑及泡沫助采劑對不同的生產井有較強的適應能力，能滿足不同類型生產井的

13、需要。 缺點：排液能力小，一般在100m3/d以下。因起泡劑的注入量與井的日產水量成正比，產水量過高的井需要的藥劑用量很大，并且要連續(xù)注入，工作量大，造成經濟不合算。,油田應用情況,牙哈氣田作為塔里木最早開發(fā)的凝析氣田，現(xiàn)已進入開發(fā)中期，有些井已進入含水期，因此選擇YH501井作為試驗現(xiàn)場，于2006年5月2日開始現(xiàn)場試驗。YH501井基本情況：501井射孔井段5092.55101.5m油管下深5062m，目前該井油壓1MPa，套壓10.8 MPa，井口溫度21，地層溫度125 ，油管底部溫度121，日產氣67793m3，日產液313m3 (其中油53 m3,水263 m3)，由于該井筒積水,

14、目前只能間歇生產，水質礦化度260.3g/L，在藥劑罐中每天加入UT-11藥劑56kg,用水稀釋至150L，然后用柱塞泵連續(xù)注入套管中，同時注意產出氣液的變化情況，然后根據產出液變化情況調整加藥量。,應用效果：,(1)減小井口油套壓差，增大產氣量，在實施泡沫排水工藝措施的過程中，表現(xiàn)出井口油套壓差減小，日產氣量增大的現(xiàn)象，表明通過該項措施有效地排出了井內積液，保障了氣井穩(wěn)產，初期日增產氣0.8104 m3，生產穩(wěn)定后，日產液量533 m3 ，日產氣量1.52 104 m3 ，增幅達84213 m3 ，使高溫高產水氣井達到了泡沫助排采氣的目的。 (2)降低了氣井生產回壓，節(jié)約地層能量，實施泡排工

15、藝前,井筒壓力損失較大，呈遞增趨勢，連續(xù)實施泡排工藝后，井筒壓力損失逐漸減小，有效節(jié)約了氣井地層能量。 (3)有效緩解了氣井水淹趨勢，盤活氣井資源，在實施泡排工藝前，井筒逐漸開始出現(xiàn)積液，液面逐漸升高，實施泡排后，氣井井筒液面深度逐漸降低。,3.3 氣舉排水采氣,（1）定義： 氣舉排水采氣工藝是借助外來高壓氣源或壓縮機，通過向井筒內注入高壓氣體的方法來降低井內注氣點至地面的液體密度，提高舉升能力，排除井底積液，恢復氣井生產能力的一種助噴工藝。 氣舉排水采氣：氣舉閥排水采氣和柱塞氣舉排水采氣。,（2）氣舉方式分類, 從生產方式上可分為連續(xù)氣舉和間歇氣舉； 氣舉工藝從裝置類型上可分為開式、半閉式和

16、閉式氣舉（連續(xù)氣舉） ； 從舉升流程上可分為正舉和反舉。正舉是從油套環(huán)空注入高壓氣，井液和高壓氣從油管產出；而反舉是從油管注入高壓氣，井液和高壓氣從油套環(huán)空產出。,4）特點,優(yōu)點： 該工藝井不受井斜、井深和硫化氫等限制，最大排液量可達l000m3/d，單井增產效果顯著； 可多次重復啟動，與投撈式氣舉裝置配套，可減少修井作業(yè)次數(shù)； 設備配套簡單，管理方便； 易測取液面和壓力資料，設計可靠，經濟效益高。,缺點： 工藝井受注氣壓力對井底造成的回壓影響，不能把氣水井采至枯竭； 閉式氣舉排液能力小，一般在100m3/d以下，工藝應用范圍受限； 需高壓氣井或工藝壓縮機作高壓氣源； 套管必須能承受注氣高壓；

17、 高壓施工對裝置的安全可靠性要求高。,氣舉排水采氣應用,蜀南氣礦花11井從1993年9月至1994年12月正常采氣,日產氣量8.010410.0104m3之間,日產水1.5m3以下,井口套壓由25.765MPa下降至17.4MPa,井口油壓由25.779MPa下降至16.7MPa,后因水化物堵塞集輸管線而關井。1995年6月再次開井生產,由于此次關井時間較長,井口采油樹蓋板法蘭長期漏氣形成壓水采氣的不利局面,造成井筒積液上升,油壓下降,開井前采用了放空排液,待積液排出后才倒入正常生產。到1995年10月底,套壓降至15.77MPa,油壓降至14.63MPa,1996年2月,又因輸氣管線發(fā)生漏氣

18、關井。1996年6月3日重新開井,由于井底積液太多采用放空排液但仍未獲成功。,（4） 柱塞氣舉排水采氣,柱塞氣舉是間歇氣舉的一種形式，依靠氣井自身產出的氣體的能量推動柱塞運動，稱之為柱塞舉升，如果需要注入高壓氣補充氣井能量則稱之為柱塞氣舉。,柱塞氣舉的工作原理,柱塞氣舉裝置的正常工作由時間-周期控制器定時地控制氣動閥的開關來完成。 當氣動閥關閉時，柱塞上的閥已被防噴管內的撞擊桿頂開，打開旁通，柱塞自行下落。柱塞撞擊井下緩沖器后閥關閉，同時油管中液面不斷上升。 當油套環(huán)空壓力恢復到足以突破油管鞋舉升柱塞以上液體時，氣動閥打開，氣體迅速從套管進入油管，與地層流入井底的氣一起推動柱塞及其上部液體升向

19、井口，直到把柱塞上部的液體舉升至地面，柱塞撞擊防噴管內的頂桿后，閥再次打開，氣動閥關閉，柱塞下落，開始下一次工作循環(huán)。,2）柱塞舉升運行原理圖,3）工藝要求,油管內壁規(guī)則，采用59mm750mm通井規(guī)通井暢通無阻； 氣井自身具有一定的產能，帶液能力較弱的自噴生產井； 日產水量小于50m3/d； 氣液比大于500（m3/m3）； 井底具有一定深度的積液； 6.井底清潔，無泥漿等污物。,特點,優(yōu)點： 1. 利用生產井自身能量，注氣與不注氣轉換方便靈活； 2. 投撈作業(yè)方便，柱塞上下移動可防止結蠟和結垢。 3.柱塞在舉升過程中，減少了液體的滑脫損失。 局限性： 柱塞氣舉工藝適合產水量小于50m3/d

20、，氣液比大于500（m3/m3），井底存在一定的積液，有一定產能、帶液能力較弱的自噴生產井。,現(xiàn)場應用,柱塞氣舉排水采氣工藝選擇了陜93井進行現(xiàn)場試驗，試驗概況如下： 1.基本數(shù)據生產史。陜93井于1999年10月10日投產，試氣期間累計產氣量490.6891104/d，產水量191.47m3,氣液比為25627m3/m3;生產前油壓24.20MPa，套壓25.00MPa.生產過程中油、套壓波動較大，壓差逐漸增大。,試驗情況:安裝柱塞排水采氣配套設備，柱塞下深為3633m，共進行了3個階段的試驗： （1）調試階段。進行柱塞運行參數(shù)的調試15次，柱塞的下行時間70min，與理論計算柱塞上行時間6

21、8min接近，在產氣量為2.2104m3/d時上行時間530min。 （2）第一次試驗階段:采取增長開井時間的方法使井底產生積液，柱塞運行程序設置為：運行周期1次/天，開井時間22小時 ，關井時間2小時。試驗中，柱塞正常運行期間油壓、套壓變化平穩(wěn)，油套壓差最大3.0MPa，平均日產水量14.5m3/d，生產15天累計排水210m3。,（3）無柱塞生產階段。為了對柱塞排水效果進行對比，取出柱塞，在產量保持不變的 情況下進行無柱塞生產。無柱塞生產66天，平均產氣量2.2251104m3/d，油壓從18.5MPA降至12MPa，套壓從21.5MPa降至20.0MPa，油套壓差從3MPa增大至8MPa

22、。無柱塞生產前30天平均產水12m3/d，30天以后產水量急劇增加至22.12m3/d，且以后逐漸增多至27.8m3/d。,試驗效果分析,1.柱塞運行期間油套壓平穩(wěn)，變化小。通過柱塞的氣舉作用，改變了無柱塞生產期間油壓持續(xù)下降的現(xiàn)象，且油壓能夠有所回升。 2.不但抑制了油壓繼續(xù)下降的 現(xiàn)象，而且油套壓均有不同程度的回升，且產氣量平穩(wěn)。在柱塞的協(xié)助下,氣流在攜夜過程中，液體滑脫減小，氣流攜夜能力相對增強，有效地解決了井筒繼續(xù)積液的問題。,3.4 機抽排水采氣工藝,（1）技術原理 借助機械能排水采氣的助采工藝。是將深井泵下入井筒液面以下的適當深度，深井泵柱塞在抽油機的帶動下，在泵筒內作上下往返抽汲

23、運動，從而達到在油管內抽汲排水，降低液柱對井底的回壓，從套管采出天然氣。 它與采油工藝的抽油機采油不同點在于：氣井是油管排水、油套環(huán)空采氣。即產層氣水混合物經井下分離器分離后，將天然氣排至油套環(huán)空，水流到深井泵，再經深井泵排出地面。,抽油機排水采氣（也稱機抽排水采氣）井的井下，安裝井下氣水分離器特別重要。 機抽排水采氣工藝裝備簡單、設計方法成熟、投資少、不受高采出程度的限制、可枯竭性采氣，因此適用于氣藏的中后期水淹氣井和低壓間歇井，日排水量在10100m3、泵掛深度小于 1500m、產層中部深度小于 3000m、溫度小于 100的氣井排水采氣。,（2）優(yōu)缺點,優(yōu)點： 1.該工藝裝備簡單、可靠，

24、可用天然氣和電作動力，易于實現(xiàn)自動控制，以實現(xiàn)有人管理，無人操作； 2.工藝井不受采出程度影響，并能把氣水井采至枯竭。,缺點： 1.需要深井泵、抽油機、抽油桿，初期投資較大，動力裝置的配套在目前階段困難較大； 2.受井斜、井深和硫化氫影響較大，泵掛深度和 排液量均受限制。,現(xiàn)場試驗及效果分析,深抽排水采氣井工藝技術先后在川南、川西南兩口水淹井進行了10井次的現(xiàn)場試驗,試驗著重以加深泵掛、提高泵效和延長檢泵周期為主要目的；同時,加強整體泵筒、金屬)軟密封組合柱塞、撈砂工具、玻璃鋼抽油桿等配套工具整套應用及技術研究，試驗結果,使這兩口水淹井通過深抽排水工藝得以復產,到1996年9月底,兩口井共增產

25、天然氣1020104m3,累積排水1407m3(兩口井的機、桿、泵、機抽參數(shù)見表1),1.川西南礦區(qū)家41井 該井于1987年投產,1990年3月開展機抽排水采氣,泵徑56,泵掛1200m,隨著開采時間的增加,液面逐漸降低,機抽效果越來越差，1995年5月,利用玻璃鋼抽油桿對該井進行深抽試驗,將泵掛加深至2002.63m(設計參數(shù)見表1)該井按設計方案實施后,見到了明顯的效果,由于合理的桿柱設計,使柱塞實現(xiàn)了超行程運行,泵效達到118.2%。,2.川南宋8井 1996年8月應用新方案在宋8井進行了深抽試驗(參數(shù)見表1)8月22日開始進行試抽,截止9月底止,累積抽汲25天,產水372m3,產氣2

26、2.7104m3(生產情況見表3),3.5電潛泵排水采氣工藝技術原理,采用多級離心泵裝置，將氣水井中的積液從油管中排除，降低井內液面高度，減少液柱對井底的回壓，形成生產壓差，使水淹停產井迅速恢復產能。 （1）工藝原理及流程 采用隨油管一起下入井底的多級離心泵裝置，將水淹氣井中的積液從井內迅速排出，降低對井底的回壓，形成一定的生產壓差，使水淹氣井重新恢復生產的一種機械排水采氣工藝。 氣井恢復正常生產后，氣水混合物經油套環(huán)形空間、井口裝置和輸氣管線進入分離器進行氣水分離，分離后的天然氣進入集輸管線。,（2）適用范圍 排水采氣工藝適用于各類的水淹氣井。特點是排量范圍大，揚程范圍廣，能大幅度降低井底流

27、壓而擴大生產壓差，是氣田強排水的重要手段。 將電潛泵用于邊水、底水水體封閉的產水氣藏的強排水可達到控制水侵、阻止邊底水干擾，延緩氣藏綜合遞減，提高有水氣藏的最終采收率。 對于單井排水采氣，電潛泵可用于復活各類水淹井，特別適用于產水量大（100m3/d以上）、揚程高（1500m以上）、單并控制剩余儲量大的水淹井復產，通過強排水，降低井底回壓，使水淹氣井保持足夠生產壓差生產，實現(xiàn)邊排水、邊采氣的目的。 電潛泵排水井場必須具備電源，電潛泵機組在井底的使用溫度應小于150。,（3）優(yōu)缺點,優(yōu)點： 電潛泵排水可形成較大的生產壓差，理論上可將氣井采至枯竭； 自動化程度高，具有較強的自我保護能力，操作管理靈

28、活方便，容易實現(xiàn)自我控制； 易于安裝井下溫度、壓力傳感元件，在地面通過控制屏，隨時直接觀測出泵吸入口處溫度、壓力、運行電流等參數(shù)； 變頻控制器的使用，可根據井況條件適時調節(jié)電泵的排量及其它有關參數(shù)。,缺點： 1.多級大排量高功率電潛泵機組比較昂貴，使得初期投資大，特別是電纜費用高； 2.由于高溫下電纜易損壞，使電潛泵機組的下入深度受到限制； 3.由于氣井中地層水腐蝕及結垢等影響，使得井下機組壽命較短，部分設備重復利用率不高，從而使得裝備一次性投資較大，采氣成本高； 4.選井受套管尺寸限制。,（4）現(xiàn)場應用情況 1）四川石油局 1984年以來，我國各油氣田通過實踐和不斷總結，完善了配套工藝技術，

29、取得了較好經濟效益。如截止1995年底，四川石油局利用電潛泵排水采氣己累計增產天然氣1.83X108m3，排地層水74.34X104m3。采用電潛泵排水采氣的水淹氣井，均獲得了重新復產的目的或恢復了井的自噴能力。,2）中原油田 2001年8月以來,中原油田從國外引進變速電潛泵機組,先后在2-329井和2-305井上展開了電潛泵排水采氣工藝試驗,通過實踐和不斷總結經驗,完善了配套工藝技術,取得了較好的經濟效益。兩口井實施前均為水淹停產井,采用變速電潛泵排水采氣工藝初期,日產氣18592m3,日產地層水157m3,截止到2002年11月,電潛泵排水采氣已累計增產天然氣692.46104m3,排地層

30、水5.49104m3。兩口井均恢復了正常生產,取得了很好的效果。,3.6 射流泵排水采氣工藝技術原理,射流泵排水采氣工藝由地面提供的高壓動力液通過噴嘴把其壓能轉換成高速流束，在吸入口形成低壓區(qū)，井下流體被吸入與動力液混合，在擴散管中動力液動能傳遞給井下流體使之壓力增高而排出地面(地下水和氣被同時排出地面)。,（1）工藝流程,水力射流泵裝置的泵送時通過兩種運動流體的能量轉換來達到的。地面泵提供的高壓動力流體通過噴嘴把其位能（壓力）轉換成高速流體的動能；噴射流體將其周圍的井液從匯集室吸入喉道而充分混合，同時動力液把動量傳給井液而增大井液能量，在喉道末端，兩種完全混合的 流體仍具有很高的流速(動能)

31、，此時，它們進入一擴散管通過流速降低而把部分動能轉換成壓能，流體獲得的這一壓力足以把自己從井下返出地面。,（2）射流泵結構原理圖,（3）優(yōu)缺點,優(yōu)點： 1）耐磨和抗腐蝕，具有較強的適應能力； 2）井下設備結構簡單，維修費用低、工作量??； 3）下泵深度和排量的變化范圍大，滿足不同井的生產要求； 4）井下設備有較高的可靠性，且維修周期長、費用低； 5）具有較高機動性。 6）泵掛深度和排量的變化范圍大，檢泵方便，動力液來源方便，可以用井下返出液通過凈化處理而獲得；,缺點： 1）舉升效率較低，通常25 ； 2）必須有較高的吸入壓力(沉沒度)以防止氣蝕； 3）地面設備龐大，維護費用較高； 4）地面操作復

32、雜，特別對于邊遠氣井管理難度大。,（4）適用范圍,為防止氣蝕，水力射流泵排水采氣要求較高的吸入壓力和較高的沉沒度，而氣水比太大也不適合水里射流泵排水采氣，故其工作時必須滿足以下條件 ： 1）排液量350 m3 /d 2）產氣量5.0104 m3 /d 3）適用井溫120 4）泵掛深度3500m 5）工作介質：油、氣、水混合物，含H2S、Cl-成分。 6）地面泵功率： 22.0460.0kw,（5）現(xiàn)場應用,川南納30井水力射流泵排水采氣工藝流程見圖，地面動力泵出來的動力液從油管進入井下，在井下泵內與井內流體混合后，從套管返出地面后進入一級氣水分離器，分離后的液體進入地面凈化系統(tǒng)的立罐，再通過旋

33、風分離器將大顆粒固體去掉后進入臥灌，作為地面動力液供給地面泵，立罐和臥灌中多余的液體可通過差壓閥和回壓閥進入二級分離器后排入污水池。從一級分離器出來的氣體在二級分離器中再次分離，氣體進入輸氣管線外輸，少量液體排入污水池。井口控制閥可方便地改變動力液進入井下的通道，即從套管進入油管返出，將井下泵返出地面。,納30井位于納溪氣田東長軸中高點。該井生產后，油壓下降快，產氣量減小，帶水困難，關井后壓力上升較快，套壓和油壓能很快達到平衡，當井口套壓降到0.2MPa以下，油壓將為0時，水能自噴出井口，有儲量和潛在產能。使用射流泵工藝生產后，排水采氣取得了滿意的效果。,3.7 氣舉一泡排復合排水采氣技術原理

34、,（1）原理 利用泡沫排液和氣舉單項技術的優(yōu)點，解決深井、產水量大、地層壓力比較低的井，達到增產的目的。泡沫排液和氣舉排水采氣工藝復合后，則利用了各單一排水采氣工藝的優(yōu)點，彌補了不足。,（2）優(yōu)缺點,優(yōu)點： 1.該工藝集中了氣舉、泡排工藝的優(yōu)點，其帶水的連續(xù)性、氣井生產的穩(wěn)定性均比單獨的氣舉泡排工藝好； 2.該工藝可適用于氣舉泡排不能單獨使用的低壓井，特別是仍有比較大的儲量時更是如此； 3.注采比明顯低于常規(guī)氣舉工藝； 4.可較好地改善氣液兩相在井筒內的流動狀況，達到降低井底回壓、增大生產壓差的目的。,缺點： 1.必須具備高壓氣、水、電、鹽水處理及注起泡劑、消泡劑等配套設備，對于邊遠井管理難度

35、大； 2.該工藝對井身結構要求高，必須滿足適用于氣舉和泡排兩種工藝的氣井方可實施。,（3）應用實例分析,基本情況： 該井為二井頂部區(qū)乃至氣田的第一口氣舉)泡排復合排水采氣工藝井1968年12月25日投產,日產氣量55104m3/d,1979年7月24日出水,出水后氣量降至8.4104m3/d,1993年3月連續(xù)自噴生產困難,轉入間歇開式氣舉排水采氣工藝,日產氣3.0104m3/d,日產水64m3/d,1994年9月氣井已無法依靠現(xiàn)有單一氣舉工藝維持生產于是,1995年1月開始在威23井進行氣舉-泡排復合排水采氣工藝試驗。,（4）井口研制,研制的氣舉、泡排組合工藝專用井口裝置的特點是無論從套管環(huán)

36、空或76.2 、40.3兩個同心油管均能向井內注氣或注起泡劑,都能作為氣水從井底到地面的通道(見圖)。,（5）試驗效果,1995年1月開始進行現(xiàn)場試驗，依據氣井不同時期產氣量、產水量的情況以及加注起泡劑的工作制度不同,將試驗分為： 1.排液階段 2.常規(guī)連續(xù)氣舉階段 3.氣舉-泡排復合工藝階段,3.8 增壓、氣舉、泡排復合排水采氣,（1）工藝技術原理 在對低壓小產井實施氣舉工藝時，由于地層壓力很低，即使在降低注氣壓力，減少對地層的回壓和增大注氣量的前提下，仍不能對氣井進行有效開采時，在井口油壓低于輸壓，或者采用壓縮機對工藝井進行抽汲，以降低井口油壓，從而有效改善井筒流動狀態(tài)，達到增產的目的。,

37、（2）優(yōu)缺點,優(yōu)點： 1.該工藝集中了氣舉、泡排、增壓三種工藝措施 的優(yōu)點； 2.能夠將所需井底流壓降至最低，是處于開發(fā)中、后期氣藏排水采氣的后續(xù)接替工藝措施之一。,缺點： 1.成本較高，不適合產氣量低于1.0104m3/d而產水量大于200m3/d的氣井； 2.不適合產水量大于200m3/d、井深超過3 O00m的氣井； 3.對于間歇生產井，井站管理難度加大。,二、國外排水采氣工藝技術現(xiàn)狀,近年來，國外又開發(fā)出了一些以降低成本為主要目標的井下排水采氣新技術、聚合物控水采氣技術等，重點研究了單井排水技術與氣藏工程相結合的多學科氣藏整體治水技術。同時進行了排水采氣工藝技術與裝備、井下作業(yè)、修井技

38、術的系列配套研究；研究應用了能提高氣井產量、降低操作和處理費用的井下氣水分離、回注系統(tǒng)，及噴射氣舉、腔式氣舉、射流泵和氣舉組合開采等新工藝、新技術；以及智能人工舉升配套裝備，使排水采氣工藝技術逐步向遙控、集中、高度自動化、智能化舉升方向發(fā)展。,、成熟工藝技術的發(fā)展,在氣舉采氣技術方面，主要是在氣舉優(yōu)化設計軟件和氣舉井下工具等方面發(fā)展較快。氣舉優(yōu)化設計軟件將多相流理論研究、井筒內溫度分布研究、套管壓力不穩(wěn)定性研究的多項新成果應用于軟件之中，使得模型更精確。氣舉配套工具已基本形成系列，產品主要有氣舉閥、偏心筒、封隔器、間歇氣舉裝置、柱塞氣舉裝置、洗井裝置等。,在電潛泵方面，以其揚程高、排量大等優(yōu)點

39、而得到迅速發(fā)展。 （1）研制成功了高效多級電潛泵、新型大排量多級電潛泵、三種雙電潛泵完完井系統(tǒng)、大功率電機等新設備新工具； （2）在電壓保護裝置、電纜、氣體處理器等方面的研究也有了很大進展，實現(xiàn)了電潛泵用于高氣液比井的排水采氣，使電潛泵的泵效和使用壽命得到了提高。,在螺桿泵技術方面，為滿足油氣田開采工藝的需要，近十年來，各國有關制造廠和公司相繼推出了井下單螺桿抽油泵系列產品，主要以地面驅動、抽油桿傳動為主同時也生產無桿螺桿泵等產品，在螺桿泵的元件和配套設備方面也推陳出新。,新工藝、新技術的應用,（）渦輪泵排水采氣工藝 （）同心毛細管技術 （）天然氣連續(xù)循環(huán)技術 （）電潛泵倒置排水采氣法 （）柱

40、塞泵井下排水采氣法 （）超聲波排水采氣 （）聚合物控水采氣新技術 （）氣藏排水采氣技術,（1）渦輪泵排水采氣工藝,渦輪泵是一種液力渦輪高速驅動的井下泵裝置，利用高速水力渦輪代替昂貴的潛油電機來驅動井下離心泵采油，具有可靠性高、調節(jié)容易、重量輕、體積小、耐高溫和抗腐蝕等優(yōu)點，這些都是潛油電泵所無法比擬的。 渦輪泵系統(tǒng)的地面部分和井下完井結構與水力射流泵相同，井下渦輪泵由多級渦輪和多級混流泵或離心泵組成，后者類似于潛油電泵。地面動力液經動力液油管注入井下，驅動渦輪，渦輪帶動泵旋轉，將井液采到地面。,（2）同心毛細管技術,同心毛細管是針對低壓氣井積液、油氣井防蠟、消除鹽垢和清蠟等實際生產問題而研制出

41、的一種新型工具，能夠經濟有效地解決上述生產問題，降低生產作業(yè)費用，提高作業(yè)井產量。,原理：通過同心毛細管把發(fā)泡劑注入井底，降低液柱壓力，達到排水采氣的目的。整套裝置包括一個同心毛細管滾筒、一臺吊車和一套不壓井裝置，可以在同一口井中重復多次使用，也可以起出用于別的氣井，具有經濟、安全和高效的特點，最深工作深度可達7315m。,（3）天然氣連續(xù)循環(huán)技術,天然氣連續(xù)循環(huán)技術是針對以往應用柱塞舉升或速度管柱實施氣井排液采氣時存在的缺點而推出的，可適用于柱塞氣舉不能正常工作的出砂氣井。 天然氣連續(xù)循環(huán)可以連續(xù)保持低的井底流壓，因為系統(tǒng)能夠在氣井產量即使降低到接近于零的條件下排出井筒中的積液，所以安裝了該系統(tǒng)的氣井不會再次發(fā)生積液，并且氣井的最終采收率大于安裝柱塞舉升或速度管柱氣井的最終采收率。,（）電潛泵倒置排水采氣法,這是美國Centrilift公司開發(fā)出的一種新的井下排水法。該技術取決于氣井中必須有一排水層位于產氣層下方，將電潛泵倒置安裝，使它能向下泵送水并進入下面的排水層。這種排液方法比將水泵送到地面所需的路程短得多，從而所需的功率也就少，只要注入壓力小于液柱壓力即可。該技術的優(yōu)點是可減少水處理的費用、所需功率小、可監(jiān)測井下壓力和提高氣產量。,（）柱塞泵井下排水采氣法,該方法是采用普通桿式柱塞泵將分離出來