超音速雾化排水采气工艺数值模拟与现场应用——以川西坳陷中浅层气藏为例

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。      

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。     

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。     

井下排水采气用雾化喷嘴的数值仿真研究

针对油气井、煤层气井排水采气工艺技术存在因积水影响正常采气的问题,提出利用井下雾化喷嘴技术方法,使井下气液两相流经过雾化喷嘴后形成液相粒径更小的雾状流,充分利用气相携带液相的能力将气液两相一起举升至地面井口,从而达到排水采气、提高气井产量和延长其生产寿命的目的。通过对喷嘴雾化理论的分析,并结合特定井下气液混合物的实际工况,应用流体仿真软件Fluent对雾化效果进行了仿真研究,并给出了仿真结果与理论结果的对比分析。分析表明,通过雾化喷嘴对井下液相的雾化作用,可以达到排水采气之目的。     

毛细管泡沫排液采气工艺在低压、小液量水平井中的推广应用——以川西坳陷中浅层气藏为例

为了解决起泡剂加注不到位导致水平井泡沫排液采气工艺应用效果变差的难题,在对四川盆地川西气田气井产气量、产液量和井身结构等3个方面进行毛细管泡沫排液采气工艺适应性分析的基础上,同时开展注剂点深度设计、毛细管规格选择、工具串参数(最大长度和最小配重)及泡排参数(起泡剂选型、地面加注浓度和地面加注量)选择等方面的优化研究,制订了毛细管标准化作业流程,并开展了现场应用试验。结果表明:(1)毛细管泡沫排液采气工艺在中浅层、低压、小液量水平井中具有推广潜力,但产气量过低、产液量过高或含凝析油过多的井不宜采用该工艺;(2)泡排工艺注剂点深度井斜角介于70°~80°,毛细管规格的选择应满足井深对抗拉强度的要求,泡排参数需针对具体井况与积液特征进行优化,毛细管施工作业应遵照标准化流程;(3)截至2017年7月底,中石化川西气田有9口水平井开展毛细管泡沫排液采气工艺试验获得了成功,累计增产天然气295×104 m3;(4)形成了毛细管防卡、注剂测压一体化、净化排液联作、毛细管井口悬挂等4项毛细管泡沫排液采气配套技术。结论认为,毛细管泡沫排液采气工艺系列技术为川西坳陷中浅层气藏、低压、小液量水平井的排液稳产提供了技术支撑,可为同类型气藏的水平井实施排液采气工艺提供技术借鉴。     

高压高产气井预防砂刺的综合措施研究

压裂井在施工后期进行排液测试及采气过程中,常有支撑剂回流造成刺坏地面流程的情况发生。通过对川西高压高产气井支撑剂回流出砂的调研分析,找出了影响压裂井出砂的主要原因是工程因素和地质因素,针对排液措施不当、压裂液破胶不完全、裂缝未充分闭合、顶替液量不足和输气流量突然变大等工程因素可采取相应的工艺措施加以解决;对于地层疏松等地质因素造成出砂可以从提高支撑剂在人工裂缝中的固定强度入手。提出了2种有效提高支撑剂充填层稳定性的技术——纤维支撑剂和树脂涂层支撑剂技术。通过在川西气田的现场试验,表明这2种技术能有效减少压裂井支撑剂的回流返吐,从而保障气井的正常采输和生产,提高了压裂增产效果,具有较好的经济效益和安全环保效益,在川西致密砂岩气藏领域具有良好的推广应用前景,为今后川西气田开展加砂压裂新工艺、新技术提供了可靠的参考资料。     

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。     

低渗致密砂岩气藏井筒流态判识及积液井措施管理

低渗致密砂岩气藏由于其"三低"特性,产水对该类气藏生产影响十分严重,准确判识气井积液是气田气井精细管理的重要内容。通过对产水气井井筒内气液两相分布状态的深入剖析,结合实际积液井压力测试数据,建立了井筒流态与气井流压、产气量之间的关系,并根据积液井井筒流态及排水采气措施适用性对积液井管理提出了优化建议,有效支撑了低渗致密砂岩气藏气井精细化管理,进一步促进了气田高效、可持续开发。     

致密气藏排水采气实践及思考

苏里格致密气藏气水关系复杂,地层水分布范围广,气井普遍产水。此类气藏特有的低渗透、低压、低丰度,导致供气能力不足,气井产气量较低且递减过快,在全生命周期内均存在严重的积液现象。为了实现致密气田持续稳产、降本增效,研发了以泡沫排水、速度管柱和柱塞气举三大主体技术为主的排水采气技术系列及关键配套工具,形成了气井全生命周期排水采气技术政策,满足气田差异化应用需求。针对特殊井况,研发水平井柱塞排水采气技术和套管柱塞排水采气技术,有效解决复杂井筒排水采气技术的应用瓶颈。形成φ50.8mm连续油管完井生产一体化技术,满足气井高效排液需求,节省生产成本。构建的智能气井管控平台,有效解放现场管理人力,实现气井智能化管理。针对现有排水采气技术难题,提出了排水采气技术攻关方向,需持续探索具有致密气特色的排水采气系列技术,不断突破致密气可采气量下限,进一步支撑气田高质量发展。     

低流压、低液量气井井底积液排液工艺

针对深层气井和中浅层气井的井底积液问题并结合井况特点,介绍了两种低流压、低液量气井排液工艺。对于深井,通过从普通油管与连续油管环空定期注入压缩氮气,从而将井底积液从连续油管内举升出来;而中浅层气井为了降低成本,采用水力喷射泵将井底积液举升到地面。与其他举升工艺相比,该工艺能够更有效地减少液柱对产层的压力,因此即使产层压力很低时,产层气体也能够顺利进入井筒,较好地解决了其他排液工艺因井底低流压导致的停产问题,从而大大提高了储层的有效开采时间。     

埕岛油田海上气井排水采气工艺模式

海上气井水淹后,排水采气工艺的选择必须考虑特定生产环境的限制。以埕岛油田埕北古5井为研究对象,根据不同阶段的产液情况,开展有针对性的海上气井排水采气工艺模式研究,提出了适用于海上气井经济有效的排水采气工艺。根据历史生产数据,对常用井筒温度模型和压降模型进行了拟合,筛选出基于多层圆筒壁传热机理的温降模型和修正的Hagedorn-Brown压降模型,以此来计算井筒气液两相沿井筒的温度和压力分布。根据选择的模型,针对埕北古5井对电潜泵排水采气工艺进行了设计,当油管内径为51.8mm,泵挂深度大于2233.5m,选择泵型为Centrilift-GC160系列泵时,水淹气井恢复了生产,并在产液量为152m3/d的情况下保持稳定生产,该井复活后累积产气量为170×104m3。     

克拉2气田排水采气工艺优选及效果分析

克拉2气田作为西气东输的主力气田,因地质原因部分气井已经出水,严重影响气井产能和最终采收率,亟需采取排水采气工艺措施以维持气井稳定生产和边底水均匀推进。对常用排水采气工艺适应性进行了对比,指出克拉2气田目前最合适的排水采气工艺为井口增压和优选管柱,并对其开展了应用效果评价。结果表明:优选管柱和井口增压两种工艺可作为克拉2气田的排水采气工艺;对于出水气井而言,下入油管最优尺寸为62 mm,可有效携液生产并延长自喷生产时间;井口增压工艺可有效降低井口压力,释放地层能量,在井口压力降低6 MPa的情况下,自喷结束对应地层压力降低幅度可达10 MPa左右,大幅度延长了气井自喷周期。研究结果表明,井口增压可作为克拉2气田首选排水采气工艺,优选管柱可作为备选工艺。     

川西地区新场须二气藏开发对策探讨

川西地区新场气田须二气藏2000年因新851井获得高产工业气流而发现,但通过多年的勘探开发评价,天然气产量仍处于徘徊阶段。通过对须二气藏地质特征和气藏动态特征等分析研究认为,须二气藏主要受裂缝控制,气水关系复杂,不同裂缝系统具有不同气水界面;气井一旦见水,产量和压力将快速下降。为此,提出开发此类气藏措施和办法,加强储层研究,勘探开发一体化,合理配产以及出水后排水采气等,提高气藏采收率和开发经济效益,为类似气藏开发提供借鉴。