苏里格气田数字化排水采气系统研究与应用
摘要:苏里格气田气井普遍具有低压、低产、小水量的特点，单井产量低，携液能力差，部分气井井筒存在积液甚至出现水淹停产。为了确保气田平稳生产，在低压低产气井实施了多项排水采气措施，取得相应效果。随着气田开发时间增长，积液井不断增多，排水采气方面的工作量不断增大，如沿用以前传统的人工对气井的积液判识和手工编制措施方案的做法难以满足气田发展需要。苏里格气田以数字化管理为目标,数字化气井、数字化集气站、数字化作业区、数字化采气厂的建立，开发数字化排水采气系统集成气田数字化技术和采气工艺技术，利用计算机对气井进行积液判识,自动生成制措施方案，创新排水采气工作模式,实现自动排查气田产水井、提示积液井、计算井筒积液量、优选气井排水采气措施、实时跟踪气井生产情况、分析总结排水采气措施效果等功能。通过该系统，量化排水采气措施关键参数，减轻技术人员工作量，提高技术人员工作效率，改善气田现场技术支撑环境。
关键词：数字化排水采气井筒积液措施跟踪分析
Research and application of a digitalized drainage gas recovery system in the Sulige Gas Field Abstract: Characteristics of the Surig gas field has generally low, low, small volume, low single well production, liquid carrying ability is poor, part of wellbore fluid and water flooded. In order to ensure smooth production in gas field, low pressure and low yield gas well implemented a number of drainage gas recovery steps, to obtain the corresponding effect. With the development of gas field development time growth, effusion wells increasing, the drainage gas recovery workload increases, such as to use the previous work is difficult to satisfy the gas field development. Digital drainage gas recovery system integration of digital gas field and gas recovery technology, optimization of the core technology, gas drainage pattern mining innovation, realize the automatic checking gas field wells, wells show effusion, calculation of wellbore fluid, preferably of drainage gas recovery measures, real-time tracking of gas well production, analysis and summary of drainage gas recovery measures etc.. Through this system, the key parameters of gas drainage measures to quantify, reduce technical staff workload, improve work efficiency and technical personnel, improve the supporting environment gas field.
Key words:digitizing；drainage gas recovery；wellbore liquid；measures ；trace analysis
苏里格气田属致密岩性气藏，非均质性强，有效储层难以预测，具有“低压、低渗、低丰度”的三低特点[1]。苏里格气田各个区块均有产水区域，有些区块相对较严重。随着气井生产时间增加，气井生产中后期，因井底压力和产气量低，气井携液能力差，导致井筒积液不断增多，严重影响气井的正常生产，部分气井甚至出现水淹井停产的现象。
为了确保气田气井正常生产,苏里格气田逐步开展多种方式的排水采气工艺措施,应对气井井筒积液，取得较好的效果。随着气田开发规模不断增大，生产气井不断增多，气井生产时间不断增长，井筒积液气井不断增多。采用井筒压力梯度测试或回声仪油套环空测试等人工井场测试方法，工作量大，周期长，成本高，无法满足气田需求。另外气田排水采气措施实施后，采用人工井场跟踪效果分析，同样也面临工作量大，周期长，成本高的问题。亟需采用数字化技术，充分利用气田数字化建设成果，结合气田采气工艺技术原理，开发一种简单易行的井筒积液的分析判断方法，根据气井地质情况、动态生产情况，优选排水采气措施，实时跟踪分析排水采气措施效果，形成一个完整的数字化排水采气系统。
1、系统建设思路
为了方便气田现场排水采气工作开展，通过完善气井井筒、气井地质、试气成果数据库，搭建气田排水采气措施库，利用单井生产日数据和实时数据，根据苏里格气田单井动态分析的成果，排查气田气井井筒积液情况，生成气井积液预警，结合气井动、静态生产情况，自动提出排水采气措施，自动跟踪排水采气措施实施效果。
图1 系统开发思路流程图
系统由数据管理、积液井排查、积液井分布、积液量计算、措施优选和措施井跟踪等六大部分组
成。数据管理主要负责对基础数据进行进行增加、更新、删除等工作，包含有单井的基础数据，如套管下深、油管下深、井深、层位等基础数据；还有相关措施井措施的具体数据，如泡排井投入泡排的周期、剂量，速度管柱的直径、下深等。积液井排查通过相关生产规律，利用生产井日生产数据和实时生产数据，排查出积液井，提供生产井生产数据和曲线，人工最后确认积液井。确定积液井存储归档。积液井分布将已确定的积液井以网络拓扑图的形式展现，结合气井的层位，分析积液井出现的区域以及积液井主要层位。积液量计算结合气井液面探测参数和流静压测试参数，对积液井的积液量进行计算，并根据气井油、套压差，初步估算气井油、套管液面差值。措施优选将已采取排水采气措施的生产气井按类展示，并能查看措施井的历史实时和日生产数据；对新确认的积液井自动生成措施，根据气井的自身特点，结合处置数据管理中措施库中提供的处置方法模板，推荐针对该井的排水采气处置方案，并且基层技术员还可以对方案进行修改。措施井跟踪分析主要包括积液井现场操作日志和措施井效果分析对比两部分功能。现场操作日志功能主要负责记录、查看、统计现场操作人员的工作日志；措施井效果分析对措施井增产气量进行计算，对措施井措施前后实时和日生产参数以图表形式进行对比。
2、系统关键技术
2.1单井电子巡井技术
单井电子巡井系统由集气站和单井两部分组成。单井部分主要有压力变送器、智能流量计、紧急切断阀、摄像头、无线通讯终端、太阳能供电系统等设备。集气站部分主要有站控计算机、集气站无线通讯设备等设备。单井至集气站的传输方式主要采用无线电台，部分采用无线网桥和宽带无线3G 技术开展试验[3]，本文主要针对无线数传电台。所有的集气站-作业区-采气厂-气田指挥中心采用光缆传输。气井井口生产控制系统井场设备连接示意图2所示。
图2 单井电子巡井示意图
单井电子巡井系统（数传电台通讯方式）的功能是：实时采集生产井生产数据，如压力、流量等；
定时或按指令拍摄单井照片；远程紧急开关气井。
2.2 积液井排查技术
气井积液判识可采用理论计算法（临界携液流量法、软件计算法等）和生产实践法（关井油套压差法、采气动态曲线法、流压梯度测试法、回声仪测试法等）。
2.2.1气井临界携液量：气井正常生产时，气体为连续相，液体为分散颗粒，液体以颗粒的形式被气体携带到地面，但当气体的流速降低，其携带的能力将会降低，降低到一定程度后，将没有足够的能量使井筒中的流体连续流出井口，这样液体将在井底聚集，形成积液。 为保证气井不积液，气井产量必须大于临界携液流量，因此，气井的临界携液流量是非常重要的一个数据。当气井产气量小于临界携液量时，气井会逐步积液。
2.2.2气井在生产过程中，出现采用携液困难，气井生产参数能排查出积液井，通过采气曲线分析方法判断气井积液：
（1）套压不变或上升，产气量下降。以10 天内套压不变或上升大于20%、产气量下降大于30%为判断标准；
（2）套压、产气量呈锯齿形周期性波动，二者呈相反变化趋势。2天内，以套压、产气量波动幅度超过20%为判断标准；
（3）连续5天折算日产气量累计下降量达到0.5万方。
2.2.3油套压差分析法
（1）连续关井大于48小时，套压减去油压值大于4MPa;
（2）无节流器气井，连续生产大于72天，套压减去油压值大于4MPa 。
2.3积液量计量技术
根据以上判识方法测得的数值，利用以下公式计算井筒积液量
2.3.1关井油套压差法和采气动态曲线法积液量计算
对无节流器井，油套压差为P 差时，其油管积液量计算式为
水差δ/V P Q =
2.3.2流压梯度测试法积液量计算
（1）无节流器井：其积液量为
()）（油套内油界油油内h H D h h d Q -+-=4422λπλ
π
（2）节流器上方积液井：其积液量为
)-(42油界节流器油内h h d Q λπ=
2.3.3回声仪测试法积液量计算 环界油外套内）h d D Q 4-(22λπ=
其中， Q ：积液量，m 3
P 差：油套压差，MPa ；
δ水：静液柱梯度，1MPa /100m
V ：油管容积，m 3
/1000m （Φ73.0mm 油管为3m3/1000m ）
D 套内：套管内径，m
d 油外：油管外径，m
d 油内：油管内径，m
h 节流器：节流器座封深度，m
h 油界：油管内气液界面深度，m
h 环界：油套环空内气液界面深度，m
h 油：油管下深，m
H ：完钻井深，m
λ：压力梯度系数，0.1~1.0 2.4 措施优选技术
根据气井产气量、水气比、油套压差等因素对积液气井进行分类，结合泡沫排水、速度管柱、柱塞气举、压缩机气举等各项工艺的适用条件选择气井排水采气技术措施[2]
。
表1 苏里格气田积液气井排水采气措施表
2.5 效果评价技术
结合气井采取措施实施情况,实时跟踪措施气井的生产情况,将排水采气措施前后的生产情况进行对比，其中产气量考虑到气田衰减率的情况下，计算出气井措施前后的增产气量，从而对气井措施效果形成一个初步的评价[3]。如下图3所示，能看出气井措施日期和措施前后的生产压力、生产气量等相关参数。
图3 气井措施前后生产曲线图
3 系统应用
3.1积液井排查,及时预警井筒积液井
截至10月31日，通过数字化排水采气系统自动排查积液气井583口，经和现场实际对比，准确率达75%。依托数字化系统，初步实现了人工巡检排查到自动排查的转变，大大提高了积液井判识效率。
表2 采气厂积液井排查对比表
3.2气田产水井分布
根据气井临界携液流量计算结果，结合采气曲线动态分析判断气井是否积液,并将积液井在系统中统计展示其分布，找出气田各个区块气井积液区域分布规律，为区域气井科学管理提供有力技术支撑。如图4所示，以集气站为单元，将积液井及其生产层位展示。
图4 积液井分布示意图
3.3增产气量的计算
为进一步评价排水采气措施的实施效果，系统设计“增产气量计算”模块，措施前后的日产气量、措施后增产气量一目了然，方便对比和评价。从系统能够直观查看出气井措施前后的气量变化，计算出气井增产气量。
图5 增产气量统计图
4结论
苏里格气田是典型的“低渗、低产、低丰度”三低气藏，由于单井产量低、携液能力差，部分气井井筒存在积液甚至水淹停产[4]。随着气田进一步开发，积液井将逐渐增多，严重制约气井的正常生产。通过开发苏里格气田数字化排水采气系统，利用数字化技术，排查积液井，计算井筒积液，优选排水采气措施，跟踪气井生产情况，能极大提高气田工作效率，节约气田人力物力，为科学开发气田打下良好的基础。
1、通过临界携液和气井生产动态分析等采气工艺原理，提高气田积液井排查效率；
2、利用井筒压力梯度测试或回声仪油套环空测试结果，通过系统能够直接换算出井筒积液量,方便了可以快速计算出井筒积液量；
3、利用气田排水采气各种措施的特点，结合气井自身情况，能准确优选排水采气措施；
4、利用气田已开发数字化生产管理系统，实时跟踪气井生产情况，提高措施井资料录取效率，科学准确分析气井措施前后的效果，为科学分析总结打下良好基础。
参考文献：
[1]朱天寿,刘祎,周玉英,常志波,刘银春,杨家茂,付雯婷.苏里格气田数字化集气站建设管理模式[J]. 天然气工业,2011(02).
[2]杨川东.优选管柱排水采气工艺技术的发展及成效[J].钻采工艺,1997,19(03)：37-41 .
[3] 朱迅,韩兴刚,高玉龙,徐文龙,李达.苏里格气田数字化应急指挥系统的研究与应用.天然气工业，2012，32(5):78-80．
[4] 长庆油气工艺研究院.2011年11月苏里格气田排水采气实施指导意见.
排水采气工艺技术现状及新进展 防水治水方法综述 当前国内外治水措施归纳起来有三大类: 控气排水、水井排水和堵水。控气排水是经过控制气井产量, 即抬高井底回压来减小水侵压差入而减缓了水侵。其实质是控气控水, 现场有时也称为”控水采气”。排水采气则是利用水井主动采水来消耗水体能量, 经过减小气和水的压差控制水侵, 从而保护气井稳定生产。堵水则是经过注水泥桥寒或高分于堵水剂堵塞水侵通道, 以达到控制水侵的目的。 三种措施虽方式不同, 但基本原理都是尽可能降低或消除水侵压差、释放水体能量域增加水相流动阻力。控气排水主要是以气井为实施对象, 着眼点是气; 水井排水则以水为实施对象, 着眼点是水。堵水以体现气水压差的介质条件为实施对象, 着眼点是渗滤通道。控气排水是一种现场常见的方法。在出水初期水侵原因不明时常常采用股资省．便于操作．但不利于提高气藏采速和开采规模; 水井排水的实施对象巳转至水, 工艺要求相对较高俱有更积极、更主动的意义; 堵水常常受技术条件限制, 当前实际应用很少。不论哪种措施, 其目的都是为了提高采收率, 都应针对不同的水侵机理、方式, 依据经济效盖来选择和确定。 一、现状综述 中国的气藏大多属于封闭性的弹性水驱气藏, 在开发中都不同程度地产地层水。由于地层水的干扰, 使气田在采出程度还不高的情况下就提前进入递减阶段, 甚至造成气井水淹停产, 影响气田最终采收率, 因此如何提高有水气藏的采收率, 是国内外长期以来所致力研究和解决的重要课题之一。中国经过十几年的实践和发展, 以四川气田为代表, 已形成了一定生产能力、比较成熟的下列工艺技术。 当前排水采气工艺技术评价
泡沫排水采气推荐作法 （SY/T6525-2002） 1、范围：本标准规定了泡沫排水采气的作法，适用于井底积水气井泡沫排水采气。 2、选井原则： 因井筒积水导致气井气量下降； 具有自喷能力，井底油管鞋处气流速度不小于0.1m/s； 预测产水量不大于100m3/d 3、起泡剂的选择 1)根据施工井管柱状况、生产情况、井底温度、流体性质（总矿化度、氯离子含量、钙离 子含量、镁离子含量、凝析油含量、硫化氢含量）等，初选与之适应的起泡剂类型。 2)按SY/T6465的规定进行起泡剂的配伍实验，检查有无沉淀产生。 3)取施工井液样做起泡剂的配伍实验，检查有无沉淀产生。 4)对同一口施工井根据性能实验和配伍实验结果初选两种或多种起泡剂，在保证气井工作 制度不变的情况下，进行现场实验。根据实验效果，进行技术经济论证，确定使用起泡剂的型号。 4、消泡剂的选择 1）根据施工井流体性质与所选起泡剂的性能，初选几种消泡剂。 2）按相应产品标准对消泡剂进行性能检测。 3）在同一施工井对初选消泡剂做消泡现场试验，选择消泡充分、稳定性好、经济适用的消泡剂。 5、资料录取 在工艺实施过程中，准确记录起泡剂和消泡剂的型号、加注时间、加注方式、加注量及浓度、每日加注次数、清水加注量、注入前后井口压力、产气量、产水量等资料。施工记录表格式参见附录B。其他资料的录取按SY/T6176-1995中第四章的规定执行。 6、生产管理 1）施工后做出施工总结，提出改进意见。 2）准确、完整的录取每次加注的有关资料。 3）根据气井生产情况优选起泡剂及消泡剂最佳加注量、加注浓度和加注周期。 4）泡沫排水采气正常后，每半年至一年测一次井底流压。 5）根据气井动态变化及时调整加注制度，调整的内容包括： 起泡剂、消泡剂型号； 加注量、加注浓度、加注周期； 加注方式。 7、健康、安全和环境管理 1)加注管汇的压力等级应高于气井的最高关井压力。 2)含硫泡沫排水采气井的阀门、管件、管线及其它设备的选用和制造按SY/T 0599。 3)含硫泡沫排水采气井的安全生产按SY 5225-1994。
苏里格气田数字化排水采气系统研究与应用 摘要:苏里格气田气井普遍具有低压、低产、小水量的特点，单井产量低，携液能力差，部分气井井筒存在积液甚至出现水淹停产。为了确保气田平稳生产，在低压低产气井实施了多项排水采气措施，取得相应效果。随着气田开发时间增长，积液井不断增多，排水采气方面的工作量不断增大，如沿用以前传统的人工对气井的积液判识和手工编制措施方案的做法难以满足气田发展需要。苏里格气田以数字化管理为目标,数字化气井、数字化集气站、数字化作业区、数字化采气厂的建立，开发数字化排水采气系统集成气田数字化技术和采气工艺技术，利用计算机对气井进行积液判识,自动生成制措施方案，创新排水采气工作模式,实现自动排查气田产水井、提示积液井、计算井筒积液量、优选气井排水采气措施、实时跟踪气井生产情况、分析总结排水采气措施效果等功能。通过该系统，量化排水采气措施关键参数，减轻技术人员工作量，提高技术人员工作效率，改善气田现场技术支撑环境。 关键词：数字化排水采气井筒积液措施跟踪分析 Research and application of a digitalized drainage gas recovery system in the Sulige Gas Field Abstract: Characteristics of the Surig gas field has generally low, low, small volume, low single well production, liquid carrying ability is poor, part of wellbore fluid and water flooded. In order to ensure smooth production in gas field, low pressure and low yield gas well implemented a number of drainage gas recovery steps, to obtain the corresponding effect. With the development of gas field development time growth, effusion wells increasing, the drainage gas recovery workload increases, such as to use the previous work is difficult to satisfy the gas field development. Digital drainage gas recovery system integration of digital gas field and gas recovery technology, optimization of the core technology, gas drainage pattern mining innovation, realize the automatic checking gas field wells, wells show effusion, calculation of wellbore fluid, preferably of drainage gas recovery measures, real-time tracking of gas well production, analysis and summary of drainage gas recovery measures etc.. Through this system, the key parameters of gas drainage measures to quantify, reduce technical staff workload, improve work efficiency and technical personnel, improve the supporting environment gas field. Key words:digitizing；drainage gas recovery；wellbore liquid；measures ；trace analysis 苏里格气田属致密岩性气藏，非均质性强，有效储层难以预测，具有“低压、低渗、低丰度”的三低特点[1]。苏里格气田各个区块均有产水区域，有些区块相对较严重。随着气井生产时间增加，气井生产中后期，因井底压力和产气量低，气井携液能力差，导致井筒积液不断增多，严重影响气井的正常生产，部分气井甚至出现水淹井停产的现象。
排水采气工艺技术
故在液体中的气泡总是很快上升至液面，使液体以泡沫的方式被带出，达到排出井内积液的目的。 该工艺适用于弱喷、间喷的产水气井，井底温度≤120℃，抗凝析油的泡排剂要求凝析油量在总液量中的比例不超过30%，其最大排水能力＜100 m3/d，最大井深＜3500m。泡排的投入采出比在1：30以上，经济效益十分显著。 3 柱塞气举排水采气技术 柱塞气举是一种用于气井见水初期的排水采气工艺。它是将柱塞作为气、液之间的机械截面，依靠气井原有的气体压力，以一种循环的方式使柱塞在油管内上、下移动，从而减少液体的回落，消除了气体穿透液体段塞的可能，提高了间歇气举举升效率。柱塞的具体工作过程是：关井后柱塞在自身重力的作用下沉没到安装在生产管柱内的弹簧承接器顶部，关井期间柱塞下方的能量得以恢复，即油气聚集；开井后，在柱塞上下两段压差作用下，柱塞和其上方的液体被一同向上举升，液体举出井口后，柱塞下方的天然气得以释放，完成一个举升过程；柱塞到达井口或延时结束后，井口自动关闭，柱塞重新回落到弹簧承接器顶部，再重复上述步骤。如果井筒内结蜡、结晶盐或垢物，则在柱塞上下往复运行过程中将会得到及时清除。 该工艺设备简单，全套设备中只有一个运动件——柱塞，柱塞作为设备中唯一的易损件，可在井口自动捕捉或极易手工捕捉，容易从一口井起出转向另一口井，不需立井架，检查、维修或更换都很方便。另外，井下所有设备可用钢丝绳起出，不需起油管，作业比较简单，运行费用低。 该工艺适用于弱喷或间喷的小产水量气井，最大排水能力＜50m3/d，气液比＞700～1000m3/ m3，柱塞可下入深度（卡定器位置）＜3000m，一般应用于深度2500m左右，对斜井或弯曲井受限。 柱塞在运行的同时还可消除蜡、水化物及砂等的沉积堵塞问题，而且柱塞每循环举升液量可在很大的范围内进行调整，从而达到了稳定产量和提高举升效率的目的。 4 气举排水采气技术 气举排水采气技术是通过气举阀，从地面将高压天然气注入停喷的井中，利用气体的能量举升井筒中的液体，使井恢复生产能力。气举可分为连续气举和
国内外排水采气工艺技术及其发展趋势 一、国内排水采气技术 1、泡沫排水采气工艺 泡沫排水采气工艺是将表面活性剂注入井内，与气水混合产生泡沫，减少气水两相垂直管流动的滑脱损失，增加带水量，起到助排的作用。由于没有人工给垂直管举升补充能量，该工艺用于尚有一定自喷能力的井。 泡沫排水采气机理 a.泡沫效应
在气层水中添加一定量的起泡剂，就能使油管中气水两相管流流动状态发生显著变化。气水两相介质在流动过程中高度泡沫化，密度显著降低，从而减少了管流的压力损失和携带积液所需要的气流速度。 b.分散效应 气水同产井中，存在液滴分散在气流中的现象，这种分散能力取决于气流对液相的搅动、冲击程度。搅动愈激烈，分散程度愈高，液滴愈小，就愈易被气流带至地面。气流对液相的分散作用是一个克服表面张力作功的过程，分散得越小，作的功就越多。起泡剂的分散效应：起泡剂是一种表面活性剂，可以使液相表面张力大幅度下降，达到同一分散程度所作的功将大大减小。 c.减阻效应 减阻的概念起源于“在流体中加少量添加剂，流体可输性增加”。减阻剂是一些不溶的固体纤维、可溶的长链高分子聚合物及缔合胶体。减阻剂能不同程度地降低气水混合物管流流动阻力，提高液相的可输性。 d.洗涤效应 起泡剂通常也是洗涤剂，它对井筒附近地层孔隙和井壁的清洗，包含着酸化、吸附、润湿、乳化、渗透等作用，特别是大量泡沫的生成，有利于不溶性污垢包裹在泡沫中被带出井口，这将解除堵塞，疏通孔道，改善气井的生产能力。 1.1）起泡剂的组成及消泡原理 起泡剂由表面活性剂、稳定剂、防腐剂、缓蚀剂等复配而成。其主要成分是表面活性剂，一般含量为30%～40%。 表面活性剂是一种线性分子，由两种不同基团组成，一种是亲水基团，与水分子的作用力强，另一种是亲油基团，与水分子不易接近。当表面活性剂溶于水中后，根据相似相溶原理，亲水基团倾向于留在水中，而亲油基团倾向于分子在液体表面上整齐地取向排列形成吸附层，此时溶液表面张力大幅降低，当有气体进入表面活性剂溶液时，亲水基团定向排列在液膜内，亲油基团则定向排列在液膜内外两面，靠分子作用力形成稳定的泡沫。 1.2）起泡剂的注入方式 起泡剂一般从油套环空注入，水呈泡沫段塞状态从油管与气一同排出后，在地面进行分离。注起泡剂的方式有便携式投药筒、泡沫排水专用车、井场平衡罐及电动柱塞计量泵等多种，需根据井场条件选择。 1.3）性能要求
油气开采化 工 设 计 通 讯 Oil and Gas Production Chemical Engineering Design Communications ·37· 第45卷第1期 2019年1月 其满足油田开发的技术要求。 参考文献 [1] 赵旭东，刘涛，袁斌，等.试油压裂工艺技术探讨[J].中国石油石化，2017（7）. 泡沫排水和气体回收技术已成为排水采气技术的首选，具有成本低、工艺简单、效果好的优点。然而，由于某些气田的气井节流，给泡沫排水和气体回收技术的实施带来了一些局限性。气水两相节流压降的模型很多，但目前对于气泡节流压降模型的研究较少，而且许多现有的气泡节流模型都是在气水模型上进行修改而不考虑不同的性能泡沫液和气水节流作用[1]。 苏里格气田的许多节流气井在井筒内具有明显的积液，井段上部的气液混相液柱较高。在节流嘴上部和节流喷嘴下部都有积液，而在节流喷嘴下部没有积液的气井，积液也未见在节流喷嘴的上部产生。目前分析表明，近50%的井已进入低压试采阶段，由于生产井压力低，产气量小，排水能力差，井内积液普遍，气井生产困难。因此，实施排水采气技术势在必行[2]。但一些节流气井使用泡沫排水采气措施后产生效果较差，甚至无效。泡排药在注入井筒后，很难判断井的流动状况。节流阀的存在使得井筒中的流动模式更加复杂，这给气井排水和节流过程的实施带来了很大的困难。因此，阐明节流喷嘴前后泡沫流体的实际流动规律，对气泡段气井进行理论评价和计算具有重要的现实意义。1 泡沫节流机理 1.1 泡沫结构 液态泡沫具有高度组织的内部结构和多样化的规模结构。与气液混合和多组分液相搅拌过程中，工业生产的效率和速度将受到泡沫存在的影响，特别是液体分数，气泡结构和气泡对泡沫结构的影响。一般泡沫有两种存在形式，球形泡沫和多面泡沫（见图1）。 Polyederschaum Kugelschaum Liquid 图1 泡沫结构图 1.2 节流机理 井下节流是将节流装置放置于井筒中以实现井筒中的流体节流，利用地层温度通过节流喷嘴加热气体以防止天然气水合物的产生，可有效降低气田开发成本，省去地面处理设 备的投资和运行经费。 泡沫形态的维持受较多因素影响，当泡沫流体流动时，由于气流的作用，气泡的分布也非常均匀。气泡形状接近球形时，此时气泡含有更多液体并形成更大的球形泡沫。一段时间后由于气泡之间的液体被排出，多面体泡沫形态逐渐产生，液体含量逐渐减少。 节流是将压力能转换为动能以增加气体流速的过程。节流嘴上游的内径越小，节流嘴上游压力越高，节流嘴后气流流速越大。但是下游速度不会无限增加，当上游压力与下游压力的比率达到一定值时，通过节流阀的流体速度将接近声速。此时，即便是进一步降低节流阀上游压力，节流阀下游的流体速度仍然不会再持续增加，并且将保持声波或压力波的速度。 在节流喷嘴的临界流量条件下，出口管道压力产生的任何压力波动都不会影响节流过程中的井口压力。当采用井下节流技术时，在节流嘴下游的节流管柱与井口之间发生任何压力波动，压力波不能通过节流喷嘴而影响节流喷嘴的上游压力。在现场生产应用中，降低井口压力和出站压力都不会对临界流量造成影响。2 气井井下节流模型 采用节流喷嘴的气水混合物的计算模型有很多种，目前基于机制的只有三种模型，即Perkins 模型，Sachdeva 模型和Ashford 模型。结合研究区实际情况，通过比较三种模型，可以看出这三种模型适合于气水节流的计算。当用于泡沫节流实验时，三种气水节流机构模型具有相对较大的计算误差。因此，应考虑新的泡沫节流模型，当气泡节流密度校正模型用于计算气泡行节流时，发现计算结果的结果是理想的，因为泡沫和气水两相之间的差异很大，例如引入模型中的表面张力。由于单个气泡中的气体和液体是未知的，并且由于气泡密度校正模型缺乏研究，因此假设单个气泡的质量，再根据实际生产气水比，计算出液体质量和气体质量。3 结语 凝析油对泡沫稳定性、起泡性能和携液能力均有影响。实践表明发泡剂N3288具有较好的性能，能起到增加泡沫稳定性和液体承载能力的效果。 参考文献 [1] 李华，李志敏，韩鹏，等.靖边气田气井泡沫排水采气工艺探讨[J].科技经济导刊，2018，26（4）：67.[2] 平恩顺，徐庆祥，杨庭安，等.井下节流器在大港油田的应用[J].石油化工应用，2017，36（8）：12-14.摘 要：目前关于气水两相节流压降模型的研究较多，但对于气泡节流压降模型很少，并且现有的气泡节流模型计算在气水模型中进行了修正。建立了考虑气泡排列的泡沫密度模型，并通过该模型对现有的节流模型进行了修正，为进一步了解井下气泡节流规律提供了参考。 关键词：气井；排水采气；节流器；模型中图分类号：TE377 文献标志码：A 文章编号：1003–6490（2019）01–0037–01 Downhole Throttling Model for Gas Drainage in Gas Wells Ma Liang ，Jiang Yu-yong ，Guo Feng-jun Abstract ：At present ，there are many researches on the gas-water two-phase throttling pressure drop model ，but few on the bubble throttling pressure drop model ，and the calculation of the existing bubble throttling model has been revised in the gas-water model.A foam density model considering bubble arrangement is established ，and the existing throttling model is corrected by this model ，which provides a reference for further understanding the rules of downhole bubble throttling. Key words ：gas well ；gas well production with water withdrawal ；throttle ；model 气井泡沫排水采气井下节流模型研究 马?亮，蒋玉勇，郭风军 （中国石油长庆油田分公司第一采气厂，陕西西安?710018） 收稿日期：2018–11–28作者简介： 马亮（1981—），男，陕西神木人，技术员，主要从事油 气田开发工作。
泡沫排水采气工艺技术探究 摘要：天然气开采不同于石油开采，经常在井壁和井底出现积液过多的情况，阻碍采气工作，造成气井减产或过早停产。而排液采气技术可以较好地解决这一问题，本文通过对排液采气工艺技术适应的气井条件进行分析，进而对排液采气工艺技术的特点、原理和操作流程等进行了探究。 关键词：地质要素排液采气技术探究 近年来，我国天然气的开采和使用量不断加大，对于采气工艺技术的要求也越来越高。为了提高天然气产量，实现气井的高产稳产，需要对采气工艺技术进行探究和分析。气井开采后在井内容易出现积液现象，影响气井的产量和寿命，而排液采气是解决这一问题的技术保障，所以，需要对出现积液的气井进行排液开采。本文将通过对排液采气工艺技术的分析，对采气工艺技术进行探究。 一、排液采气技术及适应的气田地质特征 我国适合采用排液采气工艺技术的气田，一般都具有封闭性弱和弹性水驱的特征。需要具备封闭性，是因为较强的封闭性和定容性等特征可以使气井排液采气更加利于操作。另外，适合排液采气技术的气田需要具备气井自身产水有限的条件。气井内部的液滴在分布上受到裂缝的影响，一般都是沉积在气井内部裂缝系统的内部封闭区间内。在气井内壁沿着裂缝流动的积液，可以通过气井内部的自然能量和人工升举等技术进行排液，而气井的井底积液，因为气井内部的地层水在井底区域内聚集，非常便于通过人工升举和机抽排水等技术进行排液采气。 我国的天然气资源相对而言采气难度较高，现在已经开发的气田，基本上都是低孔低渗的弱弹性水驱气田，不利于高效采气。特别是气井进入中后期开发阶段，这种类型的气井非常容易受到内部积液的影响而提前停产或大幅度减产，即使是正常类型的气井，进入中后期后也会受到内部积液的影响。为了应对内部积液对气井开采寿命和产量的这种消极影响，需要通过采取技术手段保证气井积液的产生和气体的流出相互协调，这样就可以实现将气井内部井壁或井底的积液排除井口，提高气井的采气量和采收率，并延长气井的开采寿命。从这个意义上说，排液采气技术是挖掘含水气井生产潜力，提高采收率和延长开发时间的的重要技术手段，现在我国已经发展比较成熟的排液排水采气技术包括泡沫排水、机抽排水、优选管柱排水排液、柱塞升举排水和螺杆泵排水等。近年来，随着单项的排液采气技术的成熟和完善，逐步开始探索复合型的排液采气技术，综合利用不同技术的优势，实现最佳的天然气开采目标，其中气举泡沫排水和机抽、喷射复合排水采气工艺技术是较为常用的复合型排液采气技术。综合而言，泡沫排水排液采气工艺技术的应用是比较广泛的。 二、泡沫排水采气工艺技术相关属性分析 泡沫排水采气技术是通过向气井内部注入某种能够遇水起泡的表面活性剂，
论泡沫排水采气 摘要：泡沫排水采气工艺是一种最为主要的排水采气方法。排水采气是水驱气田生产中常见的采气工艺。有许多方法可以排除气井中的积液，包括优选管柱、泡沫排水、柱塞气举、有杆泵、电潜泵、水力活塞泵、水力射流泵等。文章主要介绍了泡沫排水采气，它在气田排水采气工艺中占有十分重要的地位。 关键词：泡沫排水起泡剂开采地层水 引言：泡沫排水采气工艺是针对产水气田而开发的一项重要的助采工艺，主要在气田开发的后期，多数气井因产水，没有完全的及时带出，导致气井积液而减产、停产。泡沫排水方法的最大的优点是由于液体分布在泡沫膜中，具有更大的表面积，减少了气体滑脱效应并能够形成低密度的气液混合物。在低产气井中，泡沫能够很有效地将液体举升到地面，否则积液严重，会造成较高的压力损失。 1、泡沫排水采气原理 泡沫排水采气将表面活性剂注入井底，借助于天然气流的搅拌，与井底积液充分接触后，产生大量较稳定的低密度含水泡沫，泡沫随着气流将井底积液携带到地面，从而达到排水采气的目的。 泡沫排水的机理包括泡沫效应、分散效应、减租效应和洗涤效应等。下面主要对泡沫效应和分散效应做介绍。 泡沫效应 起泡剂注入后，液柱将变为泡沫柱，形成稳定的充气泡沫，臌泡高度增加，水的滑脱损失减少，使流动更平稳和均匀，从而降低井底回压。泡沫效应主要在气泡流和段塞流等低流速下出现。 分散效应 分散效应一般在环雾流的高流速状态出现。分散效应能促使流态转变，降低临界携液流速。例如，处于段塞流的气井，加入一定的起泡剂后，表面张力下降水相分散，段塞流将转变成环雾流。 2、起泡剂的性能及作用 起泡剂的性能（一）可降低水的表面张力（二）起泡性能好，使水和气形成水包气的乳状液（三）能溶解于地层水（四）泡沫携液量大，气泡壁形成的水
一、以气井最小携液流速理论:天然气气藏多是有水气藏，气井产水会在自喷管柱中 形成水气两相流动，增加了气井的能量损失，造成气速和井底压力的下降，使天然气没有足够的能量将水带出井筒，就会使采气速度和一次开采的采收率大大降低，甚至把气井压死。避免气井积液发生的关键是保证有足够的天然气速度将水或凝析液携带到地面。因此，准确确定气井的临界携液流速或流量，提前预测气井积液，对于延长无水采气期，提高气藏采收率有重要指导意义。 气井最小携液流速是气井生产过程中气流能携带液体的最小流速，也称临界流速。 对于一个给定尺寸的液滴，气体流速必须大于携带液滴的最小流速，气井才能连续排液。因此当最小携液流速大于或等于实际流速时，气流能连续将迚入井筒的液体排出井口，反乊，井筒将会产生积液，这是确定气井排水采气的重要依据。 二、本次介绍常用的几种预测积液的临界携液流量模型：Ｄｕｇｇａｎ模型，Ｔｕｒｎｅｒ模型，Ｃｏｌｅｍａｎ模型，Ｎｏｓｓｅｉｒ模型，李闵模型，杨川东模型。Ｄｕｇｇａｎ模型基于统计数据得到了气井临界流量表达式，后五种模型以液滴模型为基础，以井口或井底条件为参考点，推导出了临界流量公式。 1、Ｄｕｇｇａｎ模型 模型早期的气井生产幵没有一个明确判断气井积液的依据，气井井底积液不但影响气井生产，同时影响气井数据计量的准确性。气藏生产迫切需要判断气井是否积液的依据。１９６１年，Ｄｕｇｇａｎ经过对现场大量的数据整理，提出了最小气体流速的概念。Ｄｕｇｇａｎ认为，气井最小气体流速是保证气井无积液生产的最低流速。经过统计分析，Ｄｕｇｇａｎ指出，１．５２４ｍ／ｓ的井口流速是气井生产的最低流速，小于这个生产速度，气井就会出现积液。 2、Ｔｕｒｎｅｒ携液模型 在Ｄｕｇｇａｎ临界流速思想的指导下，Ｔｕｒｎｅｒ在１９６９年提出了液滴模型，认为液滴模型可以准确地预测积液的形成。Ｔｕｒｎｅｒ假设液滴在高速气流携带下是球形液滴，通过对球形液滴的受力分析导出了气井携液的临界流速公式。对球形液滴迚行分析，它受到自身向下的重力和气流向上的推力。如下图： 气流对液滴向上的推力F（2-1）
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/0e8852086.html, 低压产气井排水采气工艺技术 作者：仇小爽 来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第09期 摘要：在低压产井项目开展中，排水采气工艺技术应用效果质量高低直接对整体项目建 设的质量有着重要影响，因 此，结合实际对低压产气井排水采气工艺技术进行分析，探究其操作要点，希望研究讨论可以给同类工程提供一些参考。 关键词：低压产气井；排水；采气工艺；技术 气田开采时，天然气的开采施工通常都是通过气层自身所具备的能量，最终达到自喷生产的目标。伴随着开采的持续进行，就会存在有低压的问题。如果天然气产量持续下降，也就无法将更大量的液体带入到地面上，从而导致井下积液的问题的存在，如果这种情况没有得到有效的控制，就会造成气田生产的停滞，需要立即将液体排出，从而可以实现生产的有序进行。因此，在实践中需要应用排水采气艺术，彻底的解决井下积液的问题，提高产量。 1 概述 低压低产的天然气生产中，如果不能及时的解决和处理积液的问题，就会导致产量无法保证，油气田的开采也就无法顺利进行。因此，在对于低压低产的油气田进行开采的过程中，必须要应用先进的排水采气工艺技术来达到开采的需要。低压低产气井在开采的过程中，虽然开采是持续进行的，但是产量却非常低，而有些油井的开采是间歇进行的，产量更是无法保证。针对这种情况，需要采取有效的措施来提升排水采气的效果，从而可以提高产量，满足开采工作的需要。 2 低压低产气井排水采气工艺技术 2.1 泡沫排水采气工艺技术 通过应用泡沫技术可以及时将油气田井内的积液技术的排出，从而可以有效的促进开采的顺利进行，还能够提高产量。在开采过程中，通过设备向井内注入起泡剂，从而将该材料与井内的积液有效的混合，然后产生大量的泡沫，这些泡沫因为密度比较低，在井筒内上升的过程中，滑脱损失会比较小，从而可以大大提升了气体的产量，还能够满足开采工作中排气的需要。 在应用泡沫排水技术的过程中，要根据工程的需要选择最佳的起泡剂，同时还应该严格控制注入的量，满足设计的需要，如果泡沫剂的过多就会导致材料的浪费严重；如果加入量过少也就无法达到应有的要求。在加入起泡剂的过程中，要使用注醇泵将材料注入到醇管线内，从
排水采气工艺技术 由于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。排除气井井筒及井底附近地层积液过多或产水，并使气井恢复正常生产的措施，称为排水采气。排水采气工艺可分为:机械法和物理化学法。机械法即优选管柱排水采气工艺、气举排水采气工艺、电潜泵排水采气工艺、机抽等排水采气工艺，物理化学法即泡沫排水采气法及化学堵水等方法。这些工艺的选择取决于气藏的地质特征、产水气井的生产状态和经济投入的考虑。 1 优选管柱排水采气技术 在气水井生产中后期，随着气井产气量和排水量的显著下降，气液两相间的滑脱损失就取代摩阻损失，上升为影响提高气井最终采收率的主要矛盾。这时气井往往因举液速度太低，不能将地层水即使排出地面而水淹。优选管柱排水采气工艺就是在有水气井开采到中后期，重新调整自喷管柱，减少气流的滑脱损失，以充分利用气井自身能量的一种自力式排水采气方法。优选管柱排水采气工艺，其理论成熟，施工容易，管理方便，工作制度可调，免修期长，投资少，除优选与地层流动条件相匹配的油管柱外，无须另外特殊设备和动力装置，是充分利用气井自身能量实现连续排水生产，以延长气井带水自喷期的一项开采工艺技术。 该技术适用于开采中后期具有一定能量的间喷井、弱喷井，能延长气水井的自喷期，适用于井深＜3000m，产水量＜100 m3/d。对采用油管公称直径≤60mm 进行小油管排水采气的工艺井，最大排水量50m3/d，油管强度制约油管下深。工艺实施后需要配合诱喷工艺使施工井恢复生产。 2 泡沫排水采气技术 泡沫排水采气技术是通过地面设备向井内注入泡沫助采剂，降低井内积液的表、界面张力，使其呈低表面张力和高表面粘度的状态，利用井内自生气体或注入外部气源（天然气或液氮）产生泡沫。由于气体与液体的密度相差很大，故在液体中的气泡总是很快上升至液面，使液体以泡沫的方式被带出，达到排出井内积液的目的。
机抽泡排采气技术改进与实践探讨 摘要：排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力，提高气藏采收率的重要措施之一。气田进入高采出程度后，在同一口井采用两种或两种以上的排水措施维持产气量就属于复合排水采气技术。泡排技术是用于自喷采气井上的排液采气井技术。通过把以前主要用于自喷采气井的泡排技术应用于机抽排液采气井上，可以降低油套环空液柱在井底产生的流压，提高气井的产能。 关键词：泡排；自喷井；机抽井；采气 前言 排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力，提高气藏采收率的重要措施之一。排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力，提高气藏采收率的重要措施之一。目前国内外比较常用的排水采气工艺主要有优选管柱排水采气、泡沫排水采气、柱塞气举排水采气、气举排水采气、机抽油排水采气、电潜泵排水采气和射流泵排水采气工艺，这些工艺的选择主要取决于气藏的地质特征、产水气井的生产状态和经济投入的考虑。其中：泡排采气工艺是针对自喷能力不足，气流速度低于临界流速的气井采取的有效排水采气方法。随着地层能量的降低和积液加剧，气举、泡排等排液采气工艺技术已经不能维持气井自喷生产，机抽排液成为油田气井排液采气的主要手段。但机抽排液采气受泵深和泵效限制，仍有一部分井筒积液排除，造成了生产压差降低，近井水锁效应，严重影响气井产能。把以前主要用于自喷采气井的泡排技术应用于机抽排液采气井上，可以降低油套环空液柱在井底产生的流压，提高气井的产能。 1 机抽排液采气存在问题 油田天然气开发存在地层能量的不足，井筒积液严重的问题。随着地层能量的降低和积液加剧，气举、泡排等排液采气工艺技术已经不能维持气井自喷生产，机抽排液成为油田气井排液采气的主要手段。但机抽排液采气受泵深和泵效限制，排液效果不够理想：即使使用∮32mm泵下入深度也不超过2400米。又由于受气体影响，泵效较低，沉没度保持相当高的水平，动液面到油层中深保持一定积液，增加了井底流压，降低了生产压差。同时，由于近井带地层压力下降，而井筒积液在井筒回压加上井壁地层微孔隙中形成的指向地层中凹向气相的弯液面毛管压力的作用下，以缓慢的反向渗吸方式渗入地层，从而造成近井地层堵塞，即“水锁”效应。水锁现象使得近井地带含水饱和度急剧增加，导致气相相对渗透率降低，阻碍油气的通过。 2 机抽泡排技术改进 针对这一问题，把以前主要用于自喷采上的泡排技术应用于机抽排液采气井上，在药剂选择、泡排周期、施工工艺等方面研究、试验，总结出一套有效的机抽泡排技术，并在油田实施中取得了很好的经济和社会效益。通过从油套环空注
基于含水气井排水采气新工艺技术研究 文章对现阶段比较常见的含水气井排水采气新工艺展开了详细地阐述，并且进一步研究了组合形式的排水采气工艺，主要的目的就是为气田含水气井排水采气工作的正常开展提供有价值的理论依据。 标签：含水气井；排水采气；新工艺技术；研究 目前，我国排水采气工艺诸多，而在含水气井方面，传统排水采气工艺的效果并不理想，所以，要想使采气效率得以全面提升，需要采用含水气井采气全新工艺。 1 含水气井排水采气工艺的阐述 1.1 气举排水采气工艺 对气举排水采气工艺的使用，主要是利用气举阀来将高压天然气灌注至气井当中，进而在气体能力的作用下举升气井液体，以保证停喷气井生产力及时恢复。其中，该工艺技术主要包括间歇气举与连续气举。其中，连续气举具体指的就是在地面注入高压气体，进而在井筒内部实现气体和油层产出流体的有效汇合，同时，在膨胀作用的影响下，使井筒内部的混合液密度不断降低，最终排除混合液。这种工艺技术是对膨胀能量的一种利用，能够保证排液量的提升。而气举排水采气这种工艺，排液量大是最明显的特征，而且适应性也十分广泛，并不会受到井深度以及地层水化学成分影响，为此，被普遍运用在弱喷与间歇性自喷含水气井当中。 1.2 优选管柱排水采气工艺 若油管直径越大，那么气井的产量就会越高，但是，如果油管的直径较大就不能保证持续携液，如果油管的直径较小，就会导致天然气流速过快，使举升液效率不断提升。为此，应当更换直径较小的油管，为携液连续性提供保障，而这也被称之为优选管柱排水采气工艺。针对含水气井中后期开采，优选管柱排水采气工艺经常应用，主要是运用数学模型来明确连续携液临界流速与流量，对管柱进行合理地设计，确保排液是连续的。通常，如果气井的排液能力良好，需要使用大管径油管来生产，使产气量得以提升。然而，針对中后期排水能力相对薄弱的气井，需要对油管直径进行减小，进而增强气流带水能力，在短时间内恢复气井生产的能力。 1.3 泡沫排水采气工艺 利用套管或者是油管来注入起泡剂，进而和井底的积液相互混合，能够在气流搅动的作用下形成密度偏低的含水泡沫，对井筒内部的气水流态予以转变，这就是泡沫排水采气工艺。该工艺的应用能够有效地减少举升液柱重力与滑脱的损
泡沫排水采气在含硫气井的探索与应用 发表时间：2019-07-29T14:49:32.750Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：陈永浩 [导读] 摘要：为探索泡沫排水采气技术在普光含硫气井的效果，优选XHG-10E耐温抗硫泡排剂进行了室内评价分析、加注工艺配套和现场试验。 中原油田分公司石油工程技术研究院河南濮阳 457001 摘要：为探索泡沫排水采气技术在普光含硫气井的效果，优选XHG-10E耐温抗硫泡排剂进行了室内评价分析、加注工艺配套和现场试验。室内评价结果表明：该泡排剂与普光气田地层水具有较好的配伍性，耐温、抗盐、耐酸碱、耐硫化氢及携液性能较好；配套加注工艺进行现场试验，取得了较好的排液效果，表明普光高含硫气井泡沫排液适用于固体泡排剂加注泡排。 关键词：高含硫气井；耐硫化氢；携液；固体泡排剂 普光气田是国内已投产规模最大的海相整装高含硫气田，具有高含硫化氢、永久式管柱完井、井深、发育边底水等特点[1,2]。随着气田的开发，边底水推进导致部分气井产水，且产水气井数量逐年增加。统计截至目前，产水气井14口，产气量17-72×104m3/d、产水量17.3-71.8m3/d，生产压差增大，影响气井的长期高产稳产。泡沫排水采气工艺充分利用地层自身能量实现举升，具有单位排液量大、适宜较深井况、地面及环境条件要求低、设计简单、维修方便、注入灵活且免修期长、收效快等特点。为考察泡沫排水采气工艺在普光气田高含硫气井的适应性，本文对XHG-10E耐温抗硫泡排剂进行了室内评价分析和加注工艺配套，并在现场进行了两口井的试验。 1 实验部分 1.1 实验药剂与仪器 XHG-10E耐温抗硫泡排剂，成都华阳兴华化工有限公司；实验用水为普光气井产出水，PH值6.5，矿化度4.82×104mg/L，含Ca2+2456 mg/L、Mg2+219mg/L，硫化物937.5mg/L。 主要仪器：罗氏泡沫分析仪，恒温循环水浴，恒温空气浴，PH计，高温高压泡沫携液评价装置，高抗硫高压反应釜。 1.2 实验方法 1.2.1配伍性、携液性测试 用普光气井产出水配制不同浓度的泡排剂溶液，目测溶液均一性，用高温高压泡沫携液评价装置测试泡排剂溶液发泡携液量。 1.2.2耐温性测试 将泡排剂溶液在不同温度下老化24小时后，用罗氏泡沫分析仪测试泡排剂溶液发泡高度。 1.2.3耐盐性测试 配制不同矿化度条件下的泡排剂溶液，用罗氏泡沫分析仪测试泡排剂溶液发泡高度。 1.2.4耐酸碱性测试 配制不同酸碱度条件下的泡排剂溶液，用罗氏泡沫分析仪测试泡排剂溶液发泡高度。 1.2.5耐硫化氢性测试 将泡排剂溶液经H2S环境下处理36小时后，用罗氏泡沫分析仪测试泡排剂溶液发泡高度。 2 结果与讨论 2.1与地层水配伍性 用普光气井产出水配制不同浓度的泡排剂溶液见图1，目测溶液均一，无絮凝、沉淀，与地层水配伍性好。 图1 不同浓度泡排剂溶液 2.1携液性 用普光气井产出水分别配制0.1%、0.3%、0.5%、1%不同浓度的泡排剂溶液，用高温高压泡沫携液评价装置测试泡排剂溶液发泡携液情况见表1。由表1可知，泡排剂发泡携液最优浓度为0.5%。 表1 不同浓度泡排剂发泡携液情况 2.2耐温性 将泡排剂溶液在常温、130℃、150℃、170℃、180℃不同温度条件下老化24小时后，用罗氏泡沫分析仪分别测定泡排剂溶液发泡情况见表2。由表2可知，泡排剂具有优良的耐高温老化性能，在150℃条件下老化24小时后，性能变化率低于3%，满足储层温度条件。 表2 不同温度老化后泡排剂发泡情况
排水采气工艺技术 排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力，提高气藏采收率的重要措施之一。 自五十年代美国首次将抽油机用于中小水量气井排水以来，到目前国外已发展了优选管柱、机抽、泡排、气举、柱塞举升、电潜泵、射流泵、气体射流泵和螺杆泵等多套成熟的单井排水采气工艺技术。近年来，在这些应用已较为成熟的工艺技术方面的发展主要是新装备的配套研制。国外还研究应用一些新的排水采气技术，如同心毛细管技术、天然气连续循环技术、井下气液分离同井回注技术、井下排水采气工艺、带压缩机的排水采气技术。 我国排水采气工艺以四川、西南油气田分公司为代表完善配套了泡排、气举、机抽、优选管柱、电潜泵、射流泵等六套排水采气工艺技术，并在此基础上研究应用了气举/泡排、机抽/喷射复合排水采气工艺。 1.泡沫排水采气工艺技术 药剂由单一品种的起泡剂发展到了适合一般气井的8001—8003、含硫气井的84—S，凝析气井800（b）发泡剂，以及泡棒、酸棒和滑棒等固体发泡剂。该工艺排液能力达100m3/d，井深可达3500m左右。 在泡沫排水采气工艺中国外还应用了同心毛细管加药工艺，它是针对低压气井积液、油气井防蜡等实际生产问题而研制出的一种新型工具，通常用316型不锈钢不锈钢制成，盘绕在一个同心毛细管滚筒上。整套装置包括一个同心毛细管滚筒、一台吊车和一套不压井装置。在同心毛细管底部装一套井下注入/单向阀组件。化学发泡剂通过同心毛细管注入后经过单向阀被注入到井底。 这种同心毛细管柱可以在同一口井中重复多次使用，也可以起出用于别的气井，具有经济、安全和高效的特点，其最大下入深度可达7315m。 2.优选管柱排水采气工艺技术
收稿日期:2004-02-19 作者简介:王大勋(1956-),男,重庆人,讲师,从事石油工程教学工作。 含水气井泡沫排水采气工艺设计 王大勋 徐春碧 刘玉娟 石永新 400042重庆,重庆石油高专石油工程系 摘 要:泡沫排水采气是开发积水气田的一项重要的增产措施。文章介绍了泡沫排水采气工艺的原理和设计方法,并通过对辽河油田欢喜岭09井进行泡沫排水采气工艺设计的实践,提出了需要注意的有关问题。关键词:天然气开采;助采工艺;泡沫排水;泡沫剂;工艺设计 在气田开发后期,多数气井因积水而导致减产、停产。如何排水就成了气田面临的大问题。常见的排水采气方法有优选管柱、气举、泡沫排水等。泡沫排水具有施工容易、收效快、成本低、不影响日常生产等优点,成为产水气田开发的有效增产措施。当然,这种技术仍然需要在实践程中不断完善。笔者曾对辽河油田欢喜岭09井进行泡沫排水采气工艺设计。下面结合设计的实际情况,介绍泡沫排水采气工艺的原理和设计方法及需要注意的有关问题。 1 泡沫排水采气机理 泡沫排水采气的基本原理,是从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂(起泡剂),井底积水与起泡剂接触以后,借助天然气流的搅动,生成大量低密度含水泡沫,随气流从井底携带到地面。泡沫助采剂主要是通过泡沫效应、分散效应、减阻效应和洗涤效应来实现助采的。 表1 C T5-2和U T -1对比表 CT 5-2 U T - 1 类 型复合型表面活性剂以植物皂为主剂的活性剂外 观棕褐色粘稠液红棕色粘稠液气 味微氨味 无异味 密 度 1.042g/m 3 1.05g/m 3 溶解性 任一比例溶于水 任一比例溶于水 p H 值 7～86 抗油指标<30%10%～30%矿化水指标<120g/l <120g/l 凝固点-21℃ -10℃包 装25kg/桶,100kg/桶 25kg/桶 价 格 ～1.8万元/t ～1.0万元/t 2 泡沫剂的选择 泡排所需泡沫剂应具有起泡能力强、泡沫携液量大、泡沫稳定性适中等性能。在气井泡沫排水中采用的起泡剂, 有离子型、非离子型、两性表面活性剂和高分子聚合物表面活性剂。用于排水的化学药剂,包括:起泡剂、分散剂、缓蚀剂、减阻剂、酸洗剂及井口相应的消泡剂。目前现场用得最多的是C T5-2和U T -1,其性能对比 ,见表1。 泡沫剂的性能 、发泡能力、携液量、使用浓度和条件等都直接影响排水采气工艺的效果。因此,通过实验,研究了泡沫剂的适用性。 采用常用的3种评价方法:搅拌法、气流法和倾注法来评价C T5-2和U T -1的稳定性和带水能力。 按照搅拌法所得实验数据,可得出浓度与发泡量的关系曲线,如图1所示。 图1 浓度与发泡量的关系曲线 图2 浓度与半衰期的关系曲线 由图1可知:两种泡沫剂中,C T5-2的发泡能力比U T -1 强,浓度越大,其发泡能力越强。由图2可知:浓度在比较小的时侯,C T5-2的半衰期较U T -1的要短,但随着浓度增加, C T5-2的半衰期在增大。C T5-2的稳定性比U T -1的强,而且 随着浓度的增大,稳定性也在增强。 按照气流法测得的数据显示,U T -1和C T5-2相比,前者 ?42?重庆石油高等专科学校学报 2004年第6卷