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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/d3、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。
泡沫排水采气工艺的应用摘要：应用泡沫排水采气工艺在提高安全性、改善采气效率、降低瓦斯爆炸风险和减少环境影响等方面具有重要的必要性，有助于提高煤矿开采的可持续性和安全性。
本文通过列举实际案例与分析资料，围绕泡沫排水采气工艺展开研究，并对该种工艺的实际应用进行分析，以期可以为从业人员开展操作提供依据。
关键词：泡沫排水采气工艺;气田;水含量超标1应用泡沫排水采气工艺的必要性应用泡沫排水采气工艺在煤矿开采中具有多方面的必要性，主要包括提高安全性、改善采气效率、降低瓦斯爆炸风险以及减少环境影响。
泡沫可以有效抑制瓦斯的爆炸，减缓火源的蔓延速度，提高矿井的火灾安全性。
泡沫可以降低煤尘爆炸的可能性，对于煤矿井下的安全防范起到积极作用。
泡沫可以减少煤与岩石之间的摩擦，降低瓦斯的涌出速度，减轻矿井的瓦斯压力。
泡沫的应用可以改善排水液体的透明度，提高排水效率，减少煤层水的渗透。
泡沫作为一种特殊介质，可以改善煤层的透气性，提高瓦斯的采收率。
泡沫中的气泡能够稀释瓦斯浓度，减缓瓦斯爆炸的蔓延速度，提高矿井爆炸的控制能力。
泡沫可以形成一种防爆的屏障，减缓瓦斯爆炸传播的速度，提高矿井的防爆能力。
泡沫排水工艺可以减少对地下水的需求，降低对水资源的浪费。
泡沫排水工艺能够减少排水中的污染物，对环境的影响较小。
2消泡原理消泡是指通过某些化学物质或物理手段，将原本容易形成泡沫的液体中的泡沫破坏或抑制的过程。
在煤矿行业，消泡技术通常用于控制泡沫在排水、采气等过程中的影响。
消泡剂可以改变液体表面的张力，使其降低，从而破坏泡沫结构。
表面活性物质通过与液体分子相互作用，减少表面张力，使气泡破裂。
消泡剂的引入可以改变液体的极性，使其不再适合形成稳定的气泡结构。
某些消泡剂能够在气泡膜上形成一层薄膜，改变其表面性质，使其不再具有稳定的泡沫结构，导致气泡破裂。
通过引入一些高分子量的物质，如聚合物，可以增加液体的黏度，阻碍气泡的运动和相互聚集，从而破坏泡沫结构。
泡沫排水采气工艺原理咱先得知道在气井里啊，经常会有水的困扰。
这水可不是啥好东西，就像一个调皮捣蛋的小怪兽，它会在气井里捣乱。
为啥这么说呢？因为它会占据气井的空间，让天然气没地方待，就像你家里本来宽敞得很，突然来了一堆乱七八糟的东西把地方都占了，多闹心啊。
而且水还会增加气流的阻力，就像你跑步的时候，有人在你腿上绑了沙袋一样，让天然气跑得特别费劲。
那这个泡沫排水采气工艺就像是一个超级英雄来拯救这个局面啦。
这个工艺呢，是要往气井里加入一种特别的药剂。
这种药剂可神奇了，就像魔法药水一样。
当它进入到气井里，遇到水之后啊，就开始施展它的魔法。
它能让水产生好多好多的小泡沫，这些小泡沫就像是一群快乐的小泡泡精灵。
这些小泡沫精灵可厉害着呢。
它们会把水包裹起来，就像给每一滴水都穿上了一件泡泡做的小衣服。
这样一来啊，水就不再是那种一滩一滩的，而是变成了泡沫的一部分。
然后呢，这些带着水的泡沫就会随着天然气一起往上跑。
这就好比啊，本来水自己走不动，现在搭上了天然气这个顺风车，还变得轻巧灵便了呢。
你看啊，在气井里，天然气是一直想往上冲的，就像一个充满活力的小火箭。
以前水太重了，拖累着天然气，现在变成泡沫的水变得轻飘飘的，天然气带着它们就轻松多了。
而且啊，这些泡沫还能改变气液两相的流动状态。
原来水和天然气在一起的时候，总是乱糟糟的，互相阻碍。
现在有了泡沫，就像是给它们制定了新的规则，让它们可以有序地往上走。
从微观的角度来看呢，泡沫里的水啊，就像是被泡沫这个小房子保护起来了。
泡沫之间相互连接又相互独立，就像一个特别有秩序的小社区。
每个小泡沫都带着自己的那点水，大家一起跟着天然气的流动方向前进。
再说说这个药剂，它就像一个幕后的大功臣。
它不仅能产生泡沫，还能让泡沫保持稳定。
要是泡沫一下子就破了，那水又会落下去，又回到原来的糟糕状态了。
所以这个药剂得让泡沫能坚持足够长的时间，一直到它们和天然气一起被采出井口。
而且啊，这个工艺还特别的灵活。
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，气泡壁形成的水膜越厚，单个泡沫的含水量率越高，泡沫的携液能力就越强。
起泡剂的作用是降低水的表面张力，水的表面张力随表面活性剂浓度增加而迅速降低。
当起泡剂注入浓度大于临界胶束浓度（表面活性剂在水中形成所需的最低起泡带液浓度）时，界面张力随浓度变化不大。
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。
一、泡沫排水采气技术
1、技术原理介绍
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，从而达到排出井筒积液的目的。
2、工艺流程图
泡沫排水采气工艺流程图
3、地面辅助设备
泡沫排水采气的现场工艺流程中,泡沫剂是由井口注入的。
也就是说,用油管生产的井,从套管环形空间注入;有套管生产的井,则由油管注入。
消泡剂,则在分离器的入口处加入。
注入设备有:1)平衡罐;2)电动泵和柱塞计量泵;3)高压泵;4)泡排专用车;5)序号加注方式加注设备原理特点备注
1 罐注缓蚀剂加注
罐
借助自身
重量自流
入井
无需动力，但无法计量
实施工艺初期平衡罐边远地区
2 泵注计量泵
外加动力
可计量、调节、连续连续加注泡排车
受外界条件制约、周期加
注
周期加注
3 投掷加注投掷器依靠自身
重力
反应时间长、操作频繁泡排初期
柱塞泵：排液管线中添加消泡剂，置于分离器前；
试压泵：用于喷洒消泡剂；
4、所用标准
主要采用的标准有：《SY/T 6465-2000泡沫排水采气用起泡剂评价方法》，《SY/T 6525-2002泡沫排水采气推荐作法》及其他井控安全相关标准。
5、现场照片
MN1001井泡排井口及地面管线
平衡罐加注设备
泡排现场图片-药剂储罐。
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）液体自身的重力（2-2）式中：--气井临界流速没m/s；d--最大液滴直径m；--分别是液体和气体密度，kg/m3；C d-- 拽力系数，取0.44。
当F-G〉=0液滴就不会滑落。
Turner 认为，只要气井中最大直径的液滴不滑落，气井积液就不会发生。
液体的最大直径由韦伯数决定，当韦伯数超过30后，气流的惯性力和液滴表面张力间的平衡被打破，液滴会破碎。
因此最大液滴直径由下面表达式决定：求得最大液滴直径：（2-3）综合(2-1)(2-2)(2-3)可以求得气井临界流速：（2-4）换算成标况下的气井流量公式：（2-5）式中：q c--气井临界流量m3/d；N c--韦伯数，无因次；σ-- 气液表面张力N/m；A-- 油管横截面积m2；P-- 压力Mpa；T-- 温度K；Z-- 气体压缩因子，无因次。
Turner 模型是建立在高气液比的气井生产前提下的，通过与该生产制度下的现场数据对比发现，将计算出的临界流速提高20%后更加符合现场实际。
修正后的公式为（2-6）3、Ｃｏｌｅｍａｎ模型Coleman观察Turner数据，发现Turner模型是在井口压力大于3.4475Mpa 的情况下得出的，而积液井井口压力一般低于3.4475Mpa. Coleman 研究了大量低压气井的生产数据，运用Turner 理论的思想，推导出了低压气井的临界流速公式：换算成标况下的气井流量公式：4、Ｎｏｓｓｅｉｒ模型Turner 模型中使用的拽力系数是0.44，Nosseir 研究发现Turner 的数据雷诺数小于2*105，而在雷诺数2*105<N Rc<106时，拽力系数是0 . 2，而不是0.44.Nosseir 应用光滑，坚硬，球形液滴理论，建立两种分析模型，一种是瞬变流模型，一种是紊变流模型。
以Allen 的瞬变流公式和牛顿的紊流公式为起点，应用Hinze 公式去求最大液滴直径，可得到两个与液滴模型相似的公式:(1)瞬变流公式在低压流动系统中，可以出现瞬变状态，此时拽力系数取044，瞬变流公式：(2)紊变流公式：在高速紊流状态下，拽力系数取0.2，紊变流公式：5、李闵模型李闽认为, 被高速气流携带的液滴在高速气流作用下，其前后存在一个压力差，在这压力差的作用下液滴会变成一椭球体（如图2）。
扁平椭球液滴具有较大的有效面积，更加容易被携带到井口中，因此所需的临界流量和临界流速都会小于球形模型的计算值。
李闽模型计算临界流速和临界流量为Turner 模型的38%。
在临界流状态下，液滴相对于井筒不动。
液滴的重力等于浮力加阻力。
即：式中：V -- 是椭球的体积m3；S -- 椭球的垂直投影面积,m2；C D-- 阻力系数，取1。
综合上面的式子，就可得到临界流速公式：换算成标况下的气井流量公式：u c为临界流速m／s；q c为临界流量104m3／d；A为油管截面积cm2；p 为油管流压（井底或任意点的压力）MPa；T 为油管流温（井底或任意点的温度）K；Z为p 和T 条件下的气体偏差系数；ρL、ρg分别表示液体、气体密度，g／cm3；σ为界面张力，mN／m。
资料缺乏时，以下数据供参考：对水，σw=60 mN／m；对凝析油，σo=20 mN／m。
6、杨川东模型杨川东模型把井底作为连续排液的参考点，认为只要井底处能满足连续排液的条件，气井就能正常连续生产。
气井油管管鞋处的气体体积流量可表示为:式中：Q-- 井底条件下管鞋处气体流量m3/d；d i-- 油管内径m；μ-- 在井底状况下油管鞋断面处的气体流速m/s。
井底状况下油管管鞋处的气体体积流量与标准状况下气体流量的关系是式中：Q o-- 标准状况下管鞋处气体流量m3/d；p wf-- 井底压力Mpa；T wf-- 井底温度k；Z -- 井底条件下的压缩因子，无因次。
综合(2-12)(2-13)两式得当气井在临界流速状态下生产时，液体的沉降速度等于气体的速度，即：u-u1=0，运用质点力学可求得沉降速度：式中：μ1 -- 管鞋处液体的沉降速度m/s；γg -- 气体的相对密度，无因次。
为保证连续排液，气体临界流速须为临界沉降速度的1.2 倍，即：考虑（2-14）得标准状况下的临界流量为：q c--标准状况下管鞋处气体临界流量m3/d。
三、模型分析1、理论分析Duggan是通过经验观测给出的临界流速，为了使用上的方便，将井口作为参考点。
Duggan 指出的1.524m/s 的气体临界流速是现场数据的统计值，对一定的气井有适用性。
但是Duggan 没有考虑到气藏条件和井筒条件的差异性，气井生产的临界流速不会是也不可能是一个常量。
然而Duggan 的最大贡献在于他提出了气井生产的临界流速的概念，为气井积液与否提供了判断依据。
Turner模型以球形液滴作为基础推导出的临界流速和临界流量公式，在气液比非常高（大于1400），流态属于雾状流的气井计算中具有相当好的精度。
Coleman 对Turner 模型迚行了修正，模型适用于井口压力小于3.4475Mpa 的低压井的计算。
Nosseir 模型考虑了两种流态，经过流态的划分迚一步提高了计算的准确性。
李闽模型将Turner的球形模型修正为椭球模型，其计算的临界流速只有Turner 模型的38%，更加符合我国气田的实际情况，在现场得到了广泛的应用。
杨川东模型以井底作为参考点，充分考虑了我国气田的实际情况，从质点力学的角度推导出了临界流速，适用性广泛。
2、实例分析为了验证上述模型的适用性和准确性，从现场中取四口井计算分析：用上述6种预测模型计算临界流量(m3/d)结果如下：对计算结果作图3、4、5、6，如下：横坐标表示实际气井产量，纵坐标表示计算的临界产量。
实际产量等于临界流量时，数据点就落在图中的基准线上，接近积液井数据在基准线上，未积液井数据在基准线的下方，积液井数据在基准线的上方。
A井、C井的实际生产状态为未积液，A井临界流量计算图显示：6 种模型计算结果都在基准线以下，反映气井无积液现象，与实际相符。
C井临界流量图中，只有李闽模型计算结果在基准线收下，显示气井无积液，其它模型计算结果都偏大。
B、D井是接近积液井，李闽模型、Coleman 模型的计算值在基准线附近，显示气井接近积液状态。
其它计算值都在基准线以上，计算值偏大。
李闽模型在4口井的计算中都显示出了很高的精度，非常适合我国气田的实际。
Coleman 模型在两口低压接近积液井中的计算结果较准确，反映出其在低压井中的良好适应性。
Turner 模型和杨川东模型的计算结果接近，但是与Duggan、Nosseir 模型的结果一样，数值偏大。
3、结论（1）气井临界流速和临界流量模型为现场判断气井积液与否提供了准确的判断依据。
（2）各种临界流速和临界流量模型都有各自的适用条件,对于不同的井况采用不同的模型能够提高预测的准确性。
（3）Duggan 模型是统计模型，其它模型都是基于液滴模型得到的计算模型。
（4）李闽模型在计算实例中准确性很高,非常适合我国气田实际，Turner 模型和杨川东模型应用广泛，但数值偏大，现场常常取其值的三分乊一作为气井积液与否的依据。
四、泡沫排水采气应用时机的初点和末点五、最佳泡排时机1、低产水气井泡排时机确定根据临界携液理论，当实际产量低于临界携液流量时井底就会产生积液，一般认为一旦气井不能连续携液，那么应该启用泡沫排水采气工艺。
但事实幵非如此，在川西大部分气藏采用排水采气的时机普遍都较晚，这主要是因为川西气田绝大部分气井产水量有限，从井筒开始积液到气井停产的时间较长，而且当积液量较小时加药，由于积液量计算误差较大，不能很好地优化加药量，达不到将积液带出井筒的目的，反而会形成新的污染，因此对于低压低产水气井排水采气工艺应用初点的确定不能严格按照临界携液理论来计算。
对于低压低产水气井，可在监测、分析井筒内积液的基础上迚行井底压力计算，幵且把计算值与井底流压迚行对比，当井底压力大于井底流压则气井被压死，否则气井仍有产能。
幵可根据气井日产水情况迚行井筒内积液高度预测，适时选择采用泡沫排水采气时机，低产水气井的井底压力计算可根据液柱和气柱的压力叠加获得，井底积液高度可通过气井井口油压力乊差计算得出。
分别应用静止气柱（套压）和流动气柱（油压）方法可计算井筒没有积液时的井底压力p ws和p wf：通过此法判断井底积液量，然后迚一步预测井筒携液能力和确定排水采气的时机，以延长自然排水期，降低二次污染与减少作业成本。
2、高产水气井泡排时机确定对于高产水气井，一旦气井不能连续携液，少则几小时，多则几天该井就会停喷。
因此，为了保证产水井有稳定的产能，减少停喷后的修井及排水费用，排水采气的时机选择应以气井能否连续携液为标准，幵且由于高产水气井水淹速度较快，一旦不能连续携液很快就会停产，因此建议提前迚入泡沫辅助排水阶段。
