1、排水采气工艺课件排水采气工艺课件第二讲第二讲 气举气举主讲内容主讲内容液体来源液体来源 许多气井不仅产气而且也会产出凝析油和水。当气藏压力低于露点许多气井不仅产气而且也会产出凝析油和水。当气藏压力低于露点压力时，液态凝析物会随气体一起产出；当油藏压力高于露点压力，凝压力时，液态凝析物会随气体一起产出；当油藏压力高于露点压力，凝析油先以气相的形式随气体一起进入井筒，然后在油管或分离器中凝结析油先以气相的形式随气体一起进入井筒，然后在油管或分离器中凝结一、生产气井中液体的来源一、生产气井中液体的来源（1)1)边底水的锥进。边底水的锥进。（2 2）如果底水能量充足。底水最终会入侵井筒。）如果底水能量
2、充足。底水最终会入侵井筒。（3 3）水可能会从距产层较远处的其他产层进入井筒。）水可能会从距产层较远处的其他产层进入井筒。（4 4）与气体一起产出的游离地层水。）与气体一起产出的游离地层水。（5 5）水或烃类随气体一起以气相状态进入井筒并且在油管中冷凝成液体）水或烃类随气体一起以气相状态进入井筒并且在油管中冷凝成液体产出水可能有以下几种来源产出水可能有以下几种来源1 1、液体来源、液体来源 当饱和气体或部分饱和气体进入井筒时，射孔孔眼处不会有液体析当饱和气体或部分饱和气体进入井筒时，射孔孔眼处不会有液体析出，但井筒上部可能发生凝析现象。出，但井筒上部可能发生凝析现象。在生产管柱中，凝析处压力梯
3、度会在生产管柱中，凝析处压力梯度会升高，凝析也会与流速相关，凝析后液体会滑落并堆积。升高，凝析也会与流速相关，凝析后液体会滑落并堆积。一、生产气井中液体的来源一、生产气井中液体的来源不同温度压力下在天然气中的溶解度不同温度压力下在天然气中的溶解度3.4MPa3.4MPa93.393.3148.8148.8 在温度和压力高于露点温度和压力时，水一在温度和压力高于露点温度和压力时，水一直是以蒸汽存在的；当温度压力降到露点之直是以蒸汽存在的；当温度压力降到露点之下时，一部分水蒸汽会凝析成液相。下时，一部分水蒸汽会凝析成液相。 如凝析发生在井筒中，且气体流速低于临界如凝析发生在井筒中，且气体流速低于临
4、界流速，无法携液至地面，就会导致井底积液。流速，无法携液至地面，就会导致井底积液。凝析水凝析水主讲内容主讲内容四种流动形态四种流动形态 要研究气体井中液体的影响，必须要了解流动条件下液相和气相的相互影响。要研究气体井中液体的影响，必须要了解流动条件下液相和气相的相互影响。 垂直管中的多相流动通常分为四种基本流型，不同的流型取决于在垂直管中的多相流动通常分为四种基本流型，不同的流型取决于在流动断面气相和液相的流速以及气相与液相含量。气井生产过程中任意流动断面气相和液相的流速以及气相与液相含量。气井生产过程中任意时间内都可能存在这四种流型中的一种或多种。时间内都可能存在这四种流型中的一种或多种。二
5、、气井井筒多相流动二、气井井筒多相流动二、气井井筒多相流动二、气井井筒多相流动 油管几乎全部充满液体，自由气以小气泡形油管几乎全部充满液体，自由气以小气泡形式存在于液体中，超越液体逐渐上升，液体与管式存在于液体中，超越液体逐渐上升，液体与管壁接触，气体起到降低混合物密度的作用。壁接触，气体起到降低混合物密度的作用。 气泡在上升的过程中不断增大并聚集成较大的气泡在上升的过程中不断增大并聚集成较大的气泡然后变成段塞流；液相仍然是连续相，环绕在气泡然后变成段塞流；液相仍然是连续相，环绕在气体段塞周围的液体薄膜会向下滑脱。此时，气相气体段塞周围的液体薄膜会向下滑脱。此时，气相和液相对压力梯度的影响都很
6、大和液相对压力梯度的影响都很大四种流动形态四种流动形态二、气井井筒多相流动二、气井井筒多相流动 气相变为连续相，液体分散相，一部分液体气相变为连续相，液体分散相，一部分液体以液滴的形式悬浮在气体中。尽管气相是压力梯以液滴的形式悬浮在气体中。尽管气相是压力梯度的控制因素，但是液相的影响仍然很大。度的控制因素，但是液相的影响仍然很大。 气体是连续相，大部分液体以雾滴的形式存在气体是连续相，大部分液体以雾滴的形式存在于气体中。尽管管壁内覆盖着一层薄薄的液膜，但于气体中。尽管管壁内覆盖着一层薄薄的液膜，但压力梯度主要受气相的影响。压力梯度主要受气相的影响。四种流动形态四种流动形态二、气井井筒多相流动二
7、、气井井筒多相流动 在气井生产过程中，可能会出现一种或多种流型，下图为一口在气井生产过程中，可能会出现一种或多种流型，下图为一口气井从投产初期到停产关井过程中的流型变化。假设油管没有下到气井从投产初期到停产关井过程中的流型变化。假设油管没有下到射孔段中部，因此从油管鞋到射孔段中部，流体是在套管内流动。射孔段中部，因此从油管鞋到射孔段中部，流体是在套管内流动。四种流动形态四种流动形态主讲内容主讲内容 如果气体流速足够高，可以将一部分液体携带到地面。气体流速较如果气体流速足够高，可以将一部分液体携带到地面。气体流速较高时，会形成雾流，液滴散在气体中，只有少部分液体滞留在油管（也高时，会形成雾流，液
8、滴散在气体中，只有少部分液体滞留在油管（也就是持液率低）或生产套管中。重力损失产生的压力损失较小。就是持液率低）或生产套管中。重力损失产生的压力损失较小。 对于那些处于边缘效益的低产气井，优化配产和排除积液可使气井对于那些处于边缘效益的低产气井，优化配产和排除积液可使气井继续生产。有些高产气井，当油管尺寸大或井口压力高时也会产生积液继续生产。有些高产气井，当油管尺寸大或井口压力高时也会产生积液三、井底积液的原因、危害及诊断三、井底积液的原因、危害及诊断 井底积液会形成不稳定的段塞流，并导致气井产量下降。如果不能井底积液会形成不稳定的段塞流，并导致气井产量下降。如果不能连续排除井筒积液，最后可能
9、导致气井产量很低，甚至停产。连续排除井筒积液，最后可能导致气井产量很低，甚至停产。井底积液原因井底积液原因井底积液危害井底积液危害 在气井生产过程中，通常产气量下降会导致产液量上升，这种现象在气井生产过程中，通常产气量下降会导致产液量上升，这种现象一般会引起井筒积液，最终使气井报废或产量极低且不稳定。如果诊断一般会引起井筒积液，最终使气井报废或产量极低且不稳定。如果诊断及时，通过采取各种举升方法将液体排出，可以将气井产量的损失降到及时，通过采取各种举升方法将液体排出，可以将气井产量的损失降到最低。最低。三、井底积液的原因、危害及诊断三、井底积液的原因、危害及诊断气井井底积液特征表现 1 1、压
10、力出现峰值或通过压力计观察到压力急剧上升；、压力出现峰值或通过压力计观察到压力急剧上升； 2 2、产量不稳定且递减率增大；、产量不稳定且递减率增大； 3 3、套压升高且油压下降；、套压升高且油压下降； 4 4、压力曲线率有明显变化；、压力曲线率有明显变化； 5 5、环空液面上升；、环空液面上升；6 6、产液量为、产液量为0 0；井底积液诊断井底积液诊断三、井底积液的原因、危害及诊断三、井底积液的原因、危害及诊断 由于气体密度远低于水和凝析油的密度，当由于气体密度远低于水和凝析油的密度，当测试工具遇到油管中液面时，压力梯度曲线斜率测试工具遇到油管中液面时，压力梯度曲线斜率会有明显的变化。压力曲线
11、法是一种精确的确定会有明显的变化。压力曲线法是一种精确的确定井筒中液面的方法。井筒中液面的方法。 气井流量递减曲线形状能够反映出井下气井流量递减曲线形状能够反映出井下积液现象，分析流量递减曲线随时间变化，积液现象，分析流量递减曲线随时间变化，可以发现与正常气井曲线的区别。可以发现与正常气井曲线的区别。井底积液诊断井底积液诊断主讲内容主讲内容四、气举工艺四、气举工艺 气举是在油管的一定深度将外来的高压气体注入管内的一种人工举气举是在油管的一定深度将外来的高压气体注入管内的一种人工举升方法。注入气对地层产气进行补充，降低了井底流压，使产出流体的升方法。注入气对地层产气进行补充，降低了井底流压，使产
12、出流体的向井流入能力增加。因此在现场设计中，产水气井注入气与地层产气混向井流入能力增加。因此在现场设计中，产水气井注入气与地层产气混合气量应超过井筒的临界携液气量。合气量应超过井筒的临界携液气量。 目前，石油工业普遍应用的两种基本目前，石油工业普遍应用的两种基本气举类型分别为气举类型分别为连续气举连续气举和和间歇气举间歇气举气举类型气举概念气举概念连续气举系统连续气举系统四、气举工艺四、气举工艺间歇气举间歇气举四、气举工艺四、气举工艺 随着气井井底压力逐渐下降，连续气举达不到经济界限值，气举方随着气井井底压力逐渐下降，连续气举达不到经济界限值，气举方式转为间歇气举。式转为间歇气举。 注入压力阀工作原理如同回压调节器，当注入压力阀工作原理如同回压调节器，当回压（套管压力）达到一个预先设定的最小值回压（套管压力）达到一个预先设定的最小值后关闭。此值是根据油套环空卸载过程中，压后关闭。此值是根据油套环空卸载过程中，压井液液面能够被注入气推降到下一个阀时设定井液液面能够被注入气推降到下一个阀时设定的，上部阀关闭后，注入气体从下部阀继续推的，上部阀关闭后，注入气体从下部阀继续推动环空液面下降，直到最后达到操作阀。动环空液面下降，直到最后达到操作阀。四、气举工艺四、气举工艺
