超音速雾化排水采气工艺数值模拟与现场应用

针对超音速雾化排水采气工艺在川西坳陷中浅层气藏应用缺乏理论指导的问题,开展了数值模拟研究及现场试验。首先,基于川西坳陷中浅层有水气藏生产井实际工况建立了超音速雾化喷管数值模型,围绕气井生产动态特征开展了喷管两相流数值模拟,并通过室内实验结果验证了模型正确性,通过求解获得了雾化喷管内部流体各相流动特征参数的分布。对气井生产特征参数以及喷管结构参数进行了敏感性分析,明确影响超音速雾化排水采气工艺应用效果的主控因素,形成了适用于川西坳陷中浅层气藏的超音速雾化排水采气工艺理论。研究表明:喷管渐缩段对于流体流动特性影响较小,而流体流经喷管喉部至渐扩段,各特征参数发生剧烈变化;气体流经雾化喷管被加速达到音速时,临界压力比值为1.35,该数值可作为判断工艺有效性的技术指标;入口压力对工艺效果整体影响较大,而产气量及气液比则主要通过控制喷管入口前井段的携液来影响工艺效果,被气流携带进入喷管内部的积液均在超音速气流作用下实现雾化。基于理论研究设计了施工参数,优选气井开展了现场试验,结果表明超音速雾化排水采气技术可实现气井节流稳压的同时强化见水气井的携液能力,改善井筒流态,降低井筒压力损失,对延长川西坳陷中浅层气井稳产期具有重要意义。     

基于泡沫流体管流模型的速度管柱排采工艺优化——以川西坳陷中浅层气藏为例

基于川西坳陷中浅层气藏下有速度管柱气井介入泡沫排液采气工艺后出现的生产异常,建立了速度管柱气井井筒泡沫流模型,模拟了气井速度管柱内气液同产的过程。模型求解结果表明,泡沫流体的黏度会随着泡沫干度的增加而增大,当流态为均质泡沫流时,黏度的增大幅度会加剧,从而引起速度管柱内部流体摩阻增大;速度管柱入口处的压损明显大于上部井段,且管柱尺寸越小该现象越明显。通过参数敏感性分析发现,泡沫流体所受热阻力导致的压损在速度管柱入口处占总压损比例较大,气液比的上升导致热阻力压损占比也随之上升,对于高气液比的速度管柱气井可适度降低泡沫排水采气工艺强度,从而提升气井排液效率。通过对川西气田中浅层气井速度管柱工艺效果进行评价分析以及后期气井维护工艺优化研究,为该区块速度管柱气井后期生产维护措施提供一定的技术指导。     

川西中浅层气藏泡沫排水采气工艺技术研究与应用

针对川西中浅层气藏产水气井不同生产阶段排液困难的特点,持续开展了气井井筒流态及泡沫排水采气工艺技术研究,研究结果表明,井筒压力梯度为0. 3～0. 5 MPa/100 m时,井筒流态呈段塞流,液相明显滑脱,必须对药剂类型、用量、周期、加注方式、排液方式等进行优化,有针对性的制定"一井一制"泡排工艺技术措施。文章针对常规气井、高含凝析油气井和低压低产气井,分别优选出了合适的泡排药剂,形成了泡排药剂的优选方法,提出了不同气井的泡排剂加注方式及排液方式,并在川西中浅层气藏开展了泡沫排水采气工艺技术规模化应用,取得了显著效果。     

复合气举排水采气工艺在华北油田的应用

华北油田潜山气藏边、底水活动加剧，导致气井带水生产甚至水淹关井。为解决气井带水生产问题，结合灰岩潜山的地质状况、出水特点与气源能力，对几种排水采气工艺技术进行了适应性分析，优选出以连续气举为主、辅以柱塞气举和泡沫携液的复合排水采气技术。现场试验表明：应用柱塞＋气举复合排水采气工艺，既可减少井筒液体的滑脱损失，提高气举携液能力，又可节约一定的注气量；应用气举＋泡排复合排水采气工艺，可使井下液体变为轻质泡沫，降低井筒流体的流压梯度，提高气体携液能力和气举效率。复合排水采气技术可以有效地解决灰岩潜山气藏深井、超深井排水采气的技术难题。     

气井排水采气工艺原理及应用

有水气藏排水采气工艺的选择对指导生产起着重要的作用。本文通过井筒积液识别方法的研究,及气井临界携液流速、流量公式的推导,对国内外几种常用排水采气工艺方法进行了对比评价。正确识别气井井底积液、气井临界携液流速及流量,对制定气井工作制度,选择合理的排采工艺,提高排采效率具有重要意义。     

天然气井井筒积液预测方法解析

对于裂缝发育的边水气藏,随着气藏开发不断深入,气井必然产水.当气井产气量小于井筒携液临界流量时,井筒形成积液.气井井筒积液,造成井筒回压增大,井口油套压降低,生产能力降低,影响气井的正常生产,最终影响气藏采收率.通过气井生产动态分析、临界流量判断以及井筒积液量计算,由现象到本质系统的提出了气井井筒积液判断与预测分析方法,为积液气井合理开展排水采气工艺提供科学的依据,为有效排除气井井筒积液起到了指导性作用.     

气井井筒积液分析及排水工艺研究

针对朱家墩气藏生产气井存在较严重井筒积液的现象,从液体来源、井筒举升能量方面对积液原因进行了分析,其原因为气井产气量小于携液最小流量,造成进入井筒的边水和游离水无法排除。利用最小携液流速理论对泡沫排水采气法和换用小管柱排水采气法在该气藏的适应性进行了分析,结果表明,这两种排水采气法均能达到连续排液采气的目的,但从充分利用地层能量角度考虑,生产初期采用泡沫排水采气法,中后期地层压力下降,选择换用小管柱排水采气法。盐城1-2井6井次的泡沫排水采气试验表明,泡沫排水采气效果显著。      

川西侏罗系气藏排水采气实践与认识

针对川西侏罗系气藏开发中气井生产过程中产水量差异大,低压低产井普遍面临液相滑脱和井底积液,造成产量压力双递减。基于井下工况判断的排水采气有效实施是气井稳产的关键。经过多年的研究和实践,建立和完善了一套产水气井多元化的井下工况诊断技术,形成了以差异化泡沫排水采气工艺为主导,以互补型气举排水采气工艺为辅助,以连续油管排水采气工艺为补充的致密气藏经济有效的排水采气技术体系,有效提高了川西气田气井排液稳产效果。排水采气工艺在川西侏罗系气藏的精细化实施,促进老井综合递减降低约4%。川西致密气藏排水采气实践与认识对类似油气田具有一定的借鉴意义。     

UT-1型起泡剂在磨盘场石炭系气藏的应用

磨盘场石炭系气藏进入开发后期,地层压力降低,气井带液生产能力减弱,井底积液造成油套压差增加,产气量下降。在分析磨盘场石炭系气藏各井生产情况、产水特征和泡沫排水采气工艺适应性的基础上,通过对起泡剂发泡能力、携液能力与地层流体配伍性试验,筛选了UT-1型起泡剂在池061-1井开展泡沫排水采气工艺现场试验,取得了明显效果。池061-1井取得的经验,可有效指导磨盘场石炭系气藏开发后期其它气井开展泡沫排水采气措施。     

油管穿孔气举排水采气技术

龙岗礁滩气藏为高温、超深、中高含硫气藏,试采期间气井普遍产水,受水侵影响气井产量降低,井筒携液能力变差,甚至因积液严重而关井,影响气井正常生产,现有排水采气工艺难以满足实际生产需要。根据气藏气井超深、中高含硫、产液量大、管柱有封隔器以及消泡难等特点,提出采用油管穿孔配合压缩机气举排水采气工艺,并制定了工艺施工步骤。该工艺不需要改动生产管柱,无需井下气举工具,有效地解决了设备抗硫、耐高温等问题,为气藏排水采气的优先选择工艺。在龙岗001-18井进行了首次试验,通过优化注气压力、生产制度等工艺参数,实现了超深、高温、中高含硫气井排水采气,气井成功复产,降低了系统内其他生产井的水侵风险,可为同类气藏超深气井排水采气工艺提供借鉴。     

气井积液预测研究进展

准确预测气井积液时间并及时采取排水采气工艺措施,对于维持低产气井稳定生产至关重要。为此,基于对国内外气井积液预测方法及积液气井数值模拟方法的广泛调研和总结,综合分析了目前解释气井积液的液滴反转模型、液膜反转模型和气井稳定性分析方法,阐述了积液气井瞬态数值模拟的研究进展。研究结果表明:(1)不同积液预测模型计算值之间及不同类型气藏气井携液临界气量之间存在着巨大的偏差,引起气井积液的机理不仅仅由单一液体反转现象造成,而是地层与井筒共同作用的结果 ;(2)液体反转理论在解释气井出现动液面上有悖于气液两相管流的基本规律,气井动液面的产生与气井受到瞬态扰动相关。在上述研究的基础上,指出了气井积液机理研究的发展方向:结合地层数值模拟,建立合理井筒压力波动模型并将其考虑为内边界条件,开展地层—井筒耦合实验及理论研究,揭示不同类型气藏积液的控制机理并建立相应积液预测模型,以期为气井排水采气工艺设计提供理论依据和技术支撑。     

低产积液气井气举排水井筒流动参数优化

苏里格气田气井具有低压、低产、产水、携液能力差等特点,由于井筒积液严重,部分气井出现压力和产量下降过快的现象,制约了气井的正常生产,因此有必要选择合适的排水采气措施来清除井筒积液。然而,排水采气井筒多相流体流动的机理较复杂,目前,排水采气措施的参数(如气举的注气量)设计多是依靠经验或利用较简单的临界携液流量等参数确定的,针对整个排水采气井筒气液流动规律的变化及能量损失的研究较少。文中通过采用数值模拟和实验模拟研究相结合的方法,对苏里格气田低产积液气井气举前后整个井筒气液流动规律进行分析,并根据注气量对井筒压降和气举效率的影响,确定适用于苏里格气田气井气举复产的最优注气参数,为选择合适的排水采气措施提供了理论指导。     

超声雾化排水采气工艺在DK16井应用效果分析

大牛地气田气井普遍产水,严重影响了气井的正常生产。为维持气井正常生产,气田开展了泡沫排水采气、柱塞气举、超声雾化等工艺的应用研究。与其它排水采气工艺相比,超声雾化排水工艺具有一次性投入较小,操作简单等优点,该工艺利用气井自身能量,通过机械、气动、超声波雾化的多重作用,将液滴击碎成雾状,减少滑脱损失,提高气井携液能力。通过概述超声雾化排水工艺原理、特点及DK16井现场应用情况,为低压低渗气井提供了一种新的排水采气工艺选择。     

超音速雾化排水采气研究

气井排水采气普遍受到井底积液的影响,特别是对于低产量井,清除井底积液已经成为采气行业的一大难题,因此急需开发出能适应于低产量井的排水工艺及技术。本文针对现有的排水采气技术进行调研并做出总结,在此基础上提出超音速雾化排水采气方法;阐述了拉伐尔喷管产生超音速和高速破碎机理;最后进行实验研究,通过实验可知雾化是一种可行的排水采气方法,但是温度对雾化效果的影响较大。     

气井涡流工具作用效果分析与临界携液流量实验研究

针对目前涡流工具排水采气工艺设计理论缺乏、现场应用主要凭经验等问题,基于相似理论,建立了气井生产模拟实验装置,实验研究了涡流工具的作用机理,评价了其应用效果,分析了气井井筒中加装涡流工具后对井筒内流体的流型、气体携液量、井筒内压降以及临界携液流量的影响。实验表明,气井井筒加装涡流工具后能够有效提高气井的携液能力,相同气量下平均提高携液量23%,平均降低井筒内流体压降18%,降低临界携液流量20%;通过涡流工具携液机理分析,并与实验结果进行对比验证,提出能够有效应用于涡流工具生产过程的临界携液流量计算公式,为涡流工具有效解决气井积液提供技术支持。     

长岭高含CO_2底水气藏气举排水技术研究与应用

随着长岭气田开发的深入,地层能量不断下降,气井的携液能力降低,使得气井井筒积液现象越来越严重,导致气井不能正常生产,气井积液成为气田稳产的难题,严重制约了气田的高效平稳开发。长岭高含CO_2底水气藏开发采用封隔器完井,受腐蚀等影响,常规排水采气工艺应用局限性大,影响气田开发。本文依据营城组气井生产动态资料,针对气井井简积液问题,开展了气举排水采气试验,制定长深A井气举排液工艺设计方案,方案实施效果良好,让水淹气井"死而复生"。     

川西气田水平井井身结构对排水采气的影响

随着川西气田水平井开发的深入,水平井井筒积液成为气藏开发普遍存在的难题。该文分析水平井水平段靶点高差、生产管柱管径、生产管柱结构等因素对排水采气的影响。通过分析认为,B靶点比A靶点越高,井筒内的液体就更易被气流携带出水平段。目前川西气田套管分段压裂井和裸眼分段压裂井生产管柱的管径和结构妨碍了气井依靠自身能量排水与排水采气措施的有效实施。     

井筒气液流动数学模型及气井积液气识别技术

针对W气田气井积液状况,长庆油田广大科技人员开展了排水采气技术研究。首先建立了相应的物理和数学模型。之后根据气井不同的积液情况,研究确定了气井临界携液流量法、井筒流体动态分析法、静流压梯度测试法和回声仪探环空液面法四种判识积液的方法。最后依据井内积液的大小,研发了泡沫排水采气技术、柱塞气举排水采气技术、速度管柱排水采气技术和抽吸排水采气技术。这些技术在现场进行了广泛的应用,效果非常明显。     

射流涡流排水采气装置携水数值模拟研究

针对气藏开采中、后期,气井中气体不能有效携带出液体而使液体在井筒中积聚形成"气井积液"的问题,利用地层自身能量作为动力液,将射流器和涡流装置进行有机结合,设计了射流涡流排水采气装置。利用有限元方法建立了射流涡流排水采气装置瞬态模型,分析了流体区域的压力分布、不同工况参数及结构参数的射流涡流排水采气装置携液情况。分析结果表明:随着射流涡流装置入口流体速度的增加,压降呈升高趋势;随着含液率的增加,压降呈升高趋势;螺旋角为70°时,压降较小,排液效果最佳;螺旋槽深4 mm时,排液效果最佳,在5 mm时次之;螺旋槽宽的取值范围为4~6 mm,其中5 mm时排液效果最佳。研究结果可为射流涡流排水采气装置的现场应用提供参考。     

旋流雾化排液采气工艺及其关键参数

气水同产井在生产过程中,由于地层能量逐渐下降易产生井底积液,严重影响了气井的产能,甚至会造成气井水淹停产,常用的排液采气工艺需要借助外部能量或更换生产管柱,工艺运行成本高。为此,以Turner模型为理论基础,设计了旋流雾化装置将井底积液雾化为细小的液滴,以便容易被携带出气井井筒;进而开展旋流雾化数值模拟、室内可视化实验及现场试验确定旋流雾化排液采气工艺关键技术参数。研究结果表明:(1)实施旋流雾化排液采气工艺使气井能够在不增加外部能量的条件下将井底积液排出,实现气井的连续携液生产;(2)该工艺具有对气井凝析油含量不敏感、作业方便、生产成本低及装置工作可靠性高等优点;(3)旋流雾化排液采气工艺关键技术参数为:最大下入井深4 200 m,工作温度120℃,气井气液比大于1 100 m~3/m~3、产液量小于20 m~3/d,工具外径58 mm或72 mm;(4)两口井现场应用效果好:水淹气井滴西17井成功复产并实现连续携液生产,大直径油管完井的K82006井携液良好且气井产气量稳定。结论认为,旋流雾化排液采气工艺作为一种不动原井生产管柱、不增加外部能量的排液采气工艺,值得推荐。