第六节排水采气 目的:排除井筒中的积液。 积液的产生;在气井中常有烃类凝析液或地层水流 入井底。当气井产量高、井底气液速度大而井中流 体的数量相对较少时,水将完全被气流携带至地面 否则,井筒中将出现积液 积液的危害:积液的存在将增大对气层的回压,并 限制其生产能力,有时甚至会将气层完全压死以致 关井
第六节 排水采气 目的：排除井筒中的积液。 积液的产生：在气井中常有烃类凝析液或地层水流 入井底。当气井产量高、井底气液速度大而井中流 体的数量相对较少时，水将完全被气流携带至地面， 否则，井筒中将出现积液。 积液的危害：积液的存在将增大对气层的回压，并 限制其生产能力，有时甚至会将气层完全压死以致 关井
采取的措施:除采取防止地层水进入气井的 系列措施以减少流入井底的水外,还必须采取 措施排出井筒中的积液。 排除井筒积液的方法: 气体动力学方法:优选管柱排水采气 机械方法: 柱塞气举排水采气 物理化学方法:泡沫排水采气
采取的措施：除采取防止地层水进入气井的一 系列措施以减少流入井底的水外，还必须采取 措施排出井筒中的积液。 气体动力学方法：优选管柱排水采气 机械方法： 物理化学方法： 泡沫排水采气 排除井筒积液的方法：
优选管柱排水采气 1)油管直径过小:虽可以提高气流速度,有利于将 井底的液体排出,但在油管中的摩阻损失大,一定井 口压力下所要求的井底流压高,从而限制了气井产量; 2)油管直径过大,虽可以降低气流速度及摩阻损失, 从而降低流压,提高气井产量,但过低的气流速度 无法将井底液体携至地面,最终造成井底积液、流 压升高而限制产气量
一、 1）油管直径过小 ：虽可以提高气流速度，有利于将 井底的液体排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井 口压力下所要求的井底流压高，从而限制了气井产量； 2）油管直径过大，虽可以降低气流速度及摩阻损失， 从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度 无法将井底液体携至地面，最终造成井底积液、流 压升高而限制产气量
因此必须根据气井的产能状况优选合理的管 径,充分利用气藏的能量,尽可能多地使井底的 液体能及时被气流携带到地面,以获得最大产气 优选管柱排水采气的核心:确定连续排液所需的 最小气量。1969年特纳( Turner)等人给出了能将气 流中最大液滴携带到地面的最低气流流速: g=7.15 (P1-p2)025
因此必须根据气井的产能状况优选合理的管 径，充分利用气藏的能量，尽可能多地使井底的 液体能及时被气流携带到地面，以获得最大产气 优选管柱排水采气 的核心：确定连续排液所需的 最小气量。1969年特纳(Turner)等人给出了能将气 流中最大液滴携带到地面的最低气流流速： 0.2.5 2 1 2 ] ( ) 7.15[ g gcr − =
影响因素:气井连续排液所需的最低流速(也称临界流 速)主要受气、液密度、及界面张力o影响。如Ugk 井底条件算,则最小产气量应为 =1.96×10 gcr ti CI (11-38) ZT 式中q气流携带液滴所需的最小流量(标准状态 油管内径,m: 井底流压,MPa; T—井底气流温度,K; 井底压力、温度下的气体压缩因子
影响因素：气井连续排液所需的最低流速(也称临界流 速)主要受气、液密度、及界面张力σ影响。如 按 井底条件算，则最小产气量应为： 式中 ——气流携带液滴所需的最小流量(标准状态)， ——油管内径，m ——井底流压，MPa T ——井底气流温度，K Z ——井底压力、温度下的气体压缩因子。 gcr ZT p d q wf gcr t i gcr 2 4 1.96 10 = gcr q ti d pwf （11-38）
ZT 式(1138)又可改写为:4 gcr 140× gCt 按此式初步选定管径后, 还需用节点分析方法对管柱及整个生产系统进行核算分析 以实现整个生产系统最优化 以特纳液滴模型为基础的优选管柱方法适用条件:高气液 比、井筒中呈雾状流的含液气井,对井筒中呈其它流动型 态的含液气井,则不宜用此方法
式(11-38)又可改写为： 按此式初步选定管径后， 还需用节点分析方法对管柱及整个生产系统进行核算分析， 以实现整个生产系统最优化。 以特纳液滴模型为基础的优选管柱方法适用条件：高气液 比、井筒中呈雾状流的含液气井，对井筒中呈其它流动型 态的含液气井，则不宜用此方法。 0.5 2 ( ) 1.40 1 wf gcr gcr t i p q ZT d =
二、柱塞气举排水采气 主要方法:游梁式抽油机、连续气举、电潜泵及柱塞 气举。 柱塞气举:是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举 水,不需其它动力设备、生产成本低,在美国被认为 是最佳的排水采气工艺 优点:由于柱塞在举升气体与采出液体之间形成 固体界面,能够有效地防止气体上窜和液体回落,从 而减少了滑脱损失、提高了举升效率
二、 柱塞气举排水采气 主要方法：游梁式抽油机、连续气举、电潜泵及柱塞 气举 。 柱塞气举：是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举 水，不需其它动力设备、生产成本低，在美国被认为 是最佳的排水采气工艺。 优点：由于柱塞在举升气体与采出液体之间形成一个 固体界面，能够有效地防止气体上窜和液体回落，从 而减少了滑脱损失、提高了举升效率
1.柱塞气举装置 典型的柱塞气举装置如图11-34所示,其组成为 1)柱塞。柱塞体内有一阀,根据密封和旁通方式的不 同,可设计成不同类型 2)井底装置。井底装置主要由制动器和井下缓冲器等 组成。制动器用卡瓦固定在油管鞋附近。缓冲器主要 是一缓冲弹簣,安装在制动器顶部,当柱塞下行碰撞 时起缓冲作用
1. 典型的柱塞气举装置如图11-34所示， 1) 柱塞。柱塞体内有一阀，根据密封和旁通方式的不 同，可设计成不同类型。 2) 井底装置。井底装置主要由制动器和井下缓冲器等 组成。制动器用卡瓦固定在油管鞋附近。缓冲器主要 是一缓冲弹簧，安装在制动器顶部，当柱塞下行碰撞 时起缓冲作用
3)防喷管。防喷管安装在井口闸门以上,主要由弹簧 缓冲板和手动柱塞捕捉器等组成,其功能是吸收上行柱 塞抵达井口的动能,必要时可以捕捉柱塞。 4)地面装置。地面装置主要由时间-周期控制器和气动阀 组成。气动阀按控制器定时发出的指令开关 2柱塞气举的工作原理 柱塞气举装置的正常工作由时间-周期控制器定时地 控制气动阀的开关来完成。当气动阀关闭时,柱塞上的 阀已被防喷管内的撞击杆顶开,打开旁通,柱塞自行下 落。柱塞撞击井下缓冲器后阀关闭,同时油管中液面不 断上升。当油套环空压力恢复到足以突破油管鞋举升柱 塞以上液体时,气动阀打开,气体迅速从套管进入油管, 与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上部
3) 防喷管。防喷管安装在井口闸门以上，主要由弹簧、 缓冲板和手动柱塞捕捉器等组成，其功能是吸收上行柱 塞抵达井口的动能，必要时可以捕捉柱塞。 4) 地面装置。地面装置主要由时间-周期控制器和气动阀 组成。气动阀按控制器定时发出的指令开关。 2. 柱塞气举装置的正常工作由时间-周期控制器定时地 控制气动阀的开关来完成。当气动阀关闭时，柱塞上的 阀已被防喷管内的撞击杆顶开，打开旁通，柱塞自行下 落。柱塞撞击井下缓冲器后阀关闭，同时油管中液面不 断上升。 当油套环空压力恢复到足以突破油管鞋举升柱 塞以上液体时，气动阀打开，气体迅速从套管进入油管， 与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上部
液体升向井口,直到把柱塞上部的液体举升至地面,柱 塞撞击防喷管内的顶杆后,阀再次打开,气动阀关闭, 柱塞下落,开始下一次工作循环。柱塞气举工艺在气举 采油井中也被广泛应用
液体升向井口，直到把柱塞上部的液体举升至地面，柱 塞撞击防喷管内的顶杆后，阀再次打开，气动阀关闭， 柱塞下落，开始下一次工作循环。柱塞气举工艺在气举 采油井中也被广泛应用
