蘇里格氣田排水采氣新技術(shù)

1 氣井井筒多相流理論基礎(chǔ)1

1.1 多相流動的基本概念2

1.1.1 多相流體滲流的物理特征2

1.1.2 流體的物理性質(zhì)3

1.1.3 流體流動的基本概念4

1.2 流動基本方程9

1.2.1 連續(xù)性方程9

1.2.2 能量方程——伯努利方程式9

1.2.3 動量方程9

1.2.4 流體流動阻力10

1.2.5 氣體狀態(tài)方程13

1.3 氣液兩相流型及其轉(zhuǎn)變13

1.3.1 水平管流型14

1.3.2 垂直管流型15

1.4 含氣率截面相份額19

1.5 氣液兩相壓力降計算20

1.5.1 單相流動壓力損失20

1.5.2 多相流動壓力損失22

1.6 臨界流速與臨界液滴直徑32

1.6.1 Turner 液滴模型33

1.6.2 臨界液滴直徑35

2 蘇里格氣田排水采氣技術(shù)37

2.1 低壓低產(chǎn)氣井排水采氣工藝技術(shù)38

2.1.1 優(yōu)選管柱排水采氣技術(shù)39

2.1.2 泡沫排水采氣工藝技術(shù)39

2.1.3 柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)40

2.1.4 水井復(fù)產(chǎn)綜合工藝技術(shù)41

2.2 低產(chǎn)低壓氣井排水采氣技術(shù)對策43

2.2.1 泡沫排水采氣工藝技術(shù)43

2.2.2 氣舉排水采氣工藝技術(shù)43

2.2.3 柱塞舉升排水采氣工藝技術(shù)43

2.2.4 優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù)44

2.2.5 渦輪泵排水采氣工藝技術(shù)44

2.2.6 機抽排水采氣工藝技術(shù)44

2.2.7 射流泵排水采氣工藝技術(shù)44

2.2.8 天然氣連續(xù)循環(huán)采氣工藝技術(shù)45

2.2.9 電潛泵45

2.2.10 同心毛細(xì)管技術(shù)46

2.3 蘇東氣田排水采氣技術(shù)46

2.3.1 泡沫排水采氣工藝46

2.3.2 井間互聯(lián)氣舉排水采氣49

2.3.3 連續(xù)油管試驗50

2.4 蘇里格氣田排水采氣“一井一策”50

2.4.1 “一井一策”排水采氣工藝51

2.4.2 “一井一策”工藝方案52

2.5 氣井渦流排水采氣新技術(shù)53

2.5.1 國外應(yīng)用情況54

2.5.2 國內(nèi)應(yīng)用情況54

2.6 速度管柱排水采氣技術(shù)56

2.6.1 連續(xù)管設(shè)備組成及施工56

2.6.2 連續(xù)管作業(yè)過程56

2.6.3 速度管柱排水采氣施工過程57

2.6.4 速度管柱排水采氣技術(shù)改進58

2.7 連續(xù)油管排水采氣技術(shù)59

2.7.1 連續(xù)油管排水采氣技術(shù)60

2.7.2 速度管柱優(yōu)選61

2.8 柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)62

2.8.1 蘇里格氣田的地質(zhì)概況62

2.8.2 柱塞氣舉工藝原理及要求62

2.8.3 工藝參數(shù)設(shè)計63

2.8.4 現(xiàn)場試驗及效果63

2.8.5 結(jié)論64

2.9 小直徑管排水采氣工藝技術(shù)64

2.9.1 配套設(shè)備64

2.9.2 工藝參數(shù)優(yōu)選65

2.9.3 現(xiàn)場試驗情況66

2.9.4 結(jié)論67

2.10 橇裝式小直徑管排水采氣67

2.10.1 工作原理及設(shè)備參數(shù)67

2.10.2 現(xiàn)場試驗69

2.10.3 結(jié)論70

2.11 積液氣井排水采氣工藝優(yōu)化71

2.11.1 積液氣井開采工藝現(xiàn)狀71

2.11.2 低產(chǎn)氣井排水采氣工藝優(yōu)化71

2.11.3 富水區(qū)生產(chǎn)氣井工藝優(yōu)化72

2.12 優(yōu)選管柱排水采氣技術(shù)74

2.12.1 優(yōu)選管柱排水采氣技術(shù)理論74

2.12.2 現(xiàn)場應(yīng)用效果75

2.12.3 結(jié)論76

2.13 井下節(jié)流氣井泡沫排水采氣機理76

2.13.1 實驗研究77

2.13.2 實驗結(jié)果分析77

2.14 井下節(jié)流泡沫排水采氣工藝適用性77

2.14.1 蘇里格西區(qū)氣井產(chǎn)水情況78

2.14.2 蘇里格西區(qū)井筒積液狀況及泡沫排液效果78

2.14.3 典型氣井泡沫排水效果及影響因素分析79

2.14.4 井下節(jié)流條件下泡沫排水工藝適用性分析80

2.14.5 結(jié)論及建議81

2.15 氣井井筒排液影響因素分析81

2.16 氣舉排水采氣工藝技術(shù)81

2.16.1 富水區(qū)開發(fā)技術(shù)政策及配套技術(shù)82

2.16.2 單項氣舉排水采氣工藝82

2.16.3 復(fù)合氣舉排水采氣工藝83

2.16.4 結(jié)論85

3 國內(nèi)其他氣田排水采氣技術(shù)86

3.1 氣井泡排排水87

3.2 多效發(fā)泡劑88

3.3 中原油田白廟氣藏排水采氣89

3.4 連續(xù)氣舉排液采氣技術(shù)91

3.5 柱塞（球塞）氣舉技術(shù)92

3.6 深抽排水采氣工藝95

3.7 井間互聯(lián)井筒激動排液復(fù)產(chǎn)工藝96

3.8 注氮采氣技術(shù)97

3.9 多級節(jié)流閥互助排液98

3.10 深層、高溫、高壓氣井排水采氣工藝99

3.10.1 氣井深度排水采氣工藝技術(shù)99

3.10.2 深井、高溫、高礦化度排水采氣技術(shù)100

3.10.3 大慶深層低滲透氣井排液101

3.11 吉林油田排水采氣101

3.11.1 泡沫排水采氣101

3.11.2 氣舉排水采氣101

3.11.3 優(yōu)選管柱排水采氣102

3.11.4 電潛泵排水采氣技術(shù)102

3.11.5 機抽排水采氣工藝102

3.12 川渝氣田排水采氣工藝技術(shù)103

3.12.1 川渝氣田排水采氣工藝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向103

3.12.2 氣井排水采氣工藝原理及應(yīng)用106

3.12.3 川中充西須四段氣藏氣井107

3.12.4 洛帶氣田采氣管柱優(yōu)選108

3.12.5 川渝氣田不同類型有水氣藏的開發(fā) 108

3.13 井下節(jié)流及其對攜液能力的影響 109

3.14 毛細(xì)管加注泡沫排水采氣新技術(shù) 111

3.15 新疆油田排水采氣 112

3.16 海上氣田氣井排水采氣技術(shù) 112

4 國外氣田排水采氣技術(shù) 116

4.1 成熟工藝技術(shù)的發(fā)展 117

4.2 同心毛細(xì)管技術(shù) 117

4.3 天然氣連續(xù)循環(huán)采氣工藝 118

4.4 渦輪排水采氣工藝 119

4.5 組合排水采氣工藝 120

4.6 超聲波霧化技術(shù) 120

4.7 氣舉排水采氣工藝 120

4.8 井下氣液分離同井回注技術(shù) 120

4.9 井間互聯(lián)井筒激動排液復(fù)產(chǎn)工藝技術(shù) 121

4.10 聚合物控水采氣工藝技術(shù) 121

4.11 電潛泵倒置排水采氣法 122

4.12 氣體加速泵技術(shù) 122

4.13 國外排水采氣技術(shù)發(fā)展趨勢 124

5 氣井排水采氣數(shù)值模型與分析 125

5.1 氣井連續(xù)攜液模型 126

5.2 氣井排液的節(jié)點分析 127

5.3 氣井排水采氣分析設(shè)計軟件 127

5.3.1 軟件技術(shù)路線 128

5.3.2 軟件主要功能模塊 128

5.4 排水采氣綜合平臺軟件 130

5.4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路 130

5.4.2 系統(tǒng)的開發(fā)流程 132

5.4.3 綜合、統(tǒng)一的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境 132

5.4.4 系統(tǒng)界面的設(shè)計思想 133

5.5 凝析氣井的最低允許產(chǎn)量 134

5.6 臨界流量對產(chǎn)水量的影響及計算模型 134

5.7 定向氣井連續(xù)攜液臨界產(chǎn)量預(yù)測模型 136

5.8 霧化噴嘴數(shù)值研究 137

5.8.1 霧化理論分析及數(shù)學(xué)模型建立 137

5.8.2 噴嘴霧化效果數(shù)值仿真研究 137

5.8.3 仿真結(jié)果與誤差分析 138

5.8.4 噴嘴霧化排水的可行性分析 138

5.9 氣體加速泵排水采氣舉升效率研究 138

5.9.1 氣體舉液機理研究現(xiàn)狀 139

5.9.2 舉升效率計算模型 139

5.9.3 應(yīng)用實例 140

5.9.4 結(jié)論 140

6 天然氣田高超音速噴管霧化排水采氣新技術(shù) 141

6.1 概述 142

6.2 高超音速噴管霧化的理論研究 142

6.2.1 臨界流噴嘴 143

6.2.2 漸縮噴管與拉伐爾噴管 144

6.2.3 拉伐爾噴管的設(shè)計計算 148

6.3 超音速噴管的數(shù)值模擬 149

6.3.1 基本數(shù)學(xué)模型 149

6.3.2 霧化模型 154

6.3.3 數(shù)值模擬過程 158

6.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析 158

6.5 噴管霧化技術(shù)的試驗研究 165

6.5.1 排水采氣的實驗室試驗 165

6.5.2 現(xiàn)場試驗 171

6.6 研究成果 181

6.7 應(yīng)用前景 181

參考文獻 182

該書介紹了蘇里格氣田以及國內(nèi)外氣田排水采氣新技術(shù)，對氣井井筒多相流理論基礎(chǔ)知識進行了簡單介紹，同時重點闡述了蘇里格氣田排水采氣技術(shù)、國內(nèi)其他氣田排水采氣技術(shù)、國外氣田排水采氣技術(shù)、氣井排水采氣數(shù)值模型與分析以及天然氣田高超音速噴管霧化排水采氣新技術(shù)。

該書可供天然氣田工程專業(yè)技術(shù)人員參考，也可作為大學(xué)石油工程、天然氣輸運工程等專業(yè)本科生和研究生的參考教材。

本書以技術(shù)研究及科研攻關(guān)成果為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究成果及方向，全面系統(tǒng)地介紹了水平氣井排水采氣新技術(shù)，展示了水平氣井排水采氣工程實用技術(shù)及發(fā)展方向。

本書可供天然氣田工程專業(yè)技術(shù)人員參考，也可作為相關(guān)院校油氣田開發(fā)等專業(yè)師生的參考教材。

1　水平氣井井筒多相流流動理論基礎(chǔ)

1.1　多相流動基本概念

1.2　流動基本方程

1.3　氣液兩相流型及其轉(zhuǎn)變

1.4　氣液兩相壓力降計算

1.5　臨界攜液流量計算模型

1.6　水平井積液

1.7　水平氣井結(jié)構(gòu)與流動特性

參考文獻

2　蘇里格氣田排水采氣技術(shù)

2.1　概述

2.2　泡沫排水采氣工藝技術(shù)

2.3　連續(xù)油管排水采氣技術(shù)

2.4　小直徑油管氣舉閥采氣技術(shù)

2.5　柱塞氣舉排水采氣技術(shù)

2.6　氣舉排水采氣技術(shù)

2.7　同步回轉(zhuǎn)壓縮機排水采氣技術(shù)

2.8　渦流工具排水采氣技術(shù)

2.9　超音速噴管霧化排水采氣新技術(shù)

2.10　井間互聯(lián)氣舉排水采氣技術(shù)

2.11　機抽排水采氣技術(shù)

2.12　電潛泵排水采氣技術(shù)

2.13　復(fù)合排水采氣工藝技術(shù)

參考文獻

3　國內(nèi)其他氣田典型排水采氣技術(shù)

3.1　四川氣田水平井排水采氣技術(shù)

3.2　大牛地氣田水平井排液技術(shù)

3.3　澀北氣田排水采氣技術(shù)

3.4　海上氣田氣井排水采氣技術(shù)

3.5　煤層氣開發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

3.6　頁巖氣氣井排水采氣技術(shù)

參考文獻

4　國外氣田排水采氣技術(shù)

4.1　美國新型氣舉排水采氣技術(shù)

4.2　美國柱塞氣舉排水采氣技術(shù)應(yīng)用

4.3　新型毛細(xì)管柱排液在氣井的應(yīng)用

4.4　水平井排水采氣工藝技術(shù)新進展

參考文獻

5　氣井排水采氣自動分析與決策技術(shù)

5.1　氣井積液判識技術(shù)

5.2　氣井排水采氣數(shù)字化分析設(shè)計

5.3　氣井排水采氣數(shù)字化分析平臺

參考文獻

6　水平氣井排水采氣工藝發(fā)展及展望2100433B

有水氣藏的排水采氣工藝可分為一次開采的“三穩(wěn)定”排水采氣制度和二次開采的人工助噴工藝技術(shù)?！叭€(wěn)定”排水采氣制度是指針對產(chǎn)水氣井不同生產(chǎn)類型和生產(chǎn)特點，優(yōu)選使氣水兩相流舉升效率最好的井口角式節(jié)流閥開度，從而使氣井的氣水產(chǎn)量、井口流動壓力和氣水比保持相對穩(wěn)定的生產(chǎn)制度。產(chǎn)水氣藏的二次開采工藝技術(shù)是指開發(fā)進入中、后期，根據(jù)不同類型的產(chǎn)水氣井特點，采用相適應(yīng)的人工助噴工藝排除井筒積液，確保產(chǎn)水氣井的正常采氣，從而達到減緩氣藏產(chǎn)量遞減和提高采收率的目的。

現(xiàn)場常用的排水采氣工藝主要有優(yōu)選管柱排水采氣、泡沫排水采氣、有桿泵排水采氣、氣舉排水采氣、射流泵排水采氣和電動潛油泵排水采氣等。正在攻關(guān)試驗研究和完善的排水采氣工藝主要有氣體加速泵排水采氣、柱塞氣舉排水采氣以及氣舉—泡排復(fù)合排水采氣、氣舉—機抽復(fù)合排水采氣、增壓—氣舉—泡排復(fù)合排水采氣等。