技術(shù)服務(wù)
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天然氣泡沫排水采氣工藝
1.泡沫排水采氣機理
減小“滑脫”損失：借助天然氣流的攪動,產(chǎn)生大量低密度含水泡沫,降低液體密度,增加表觀粘度，減少液體呈現(xiàn)旋狀流、段塞流時的“滑脫”損失,提高氣流的垂直舉升能力，達到排出井筒積液的目的。
減小充分?jǐn)y液最小流速：表面活性劑降低地層水表面張力，提高液體被擊碎能力，減小充分?jǐn)y液最小流速，降低井底回壓。
持續(xù)充分排液：保持井底最低回壓；避免微孔道出現(xiàn)反吸；井底壓差波及較遠孔道，啟動微孔道束縛水；恢復(fù)孔道內(nèi)氣液混相，降低氣井賈敏、毛細管力阻力；提高儲層有效滲透率；提高單井產(chǎn)量及氣井采收率。
2.氣井生產(chǎn)特征
① 套壓平滑下降，產(chǎn)量下降幅度平穩(wěn)。
② 套壓大頻率波動，呈現(xiàn)攜液不充分→充分?jǐn)y液→攜液不充分過程，頻率高，周期為幾天。
③ 套壓鋸齒狀，明顯有一套壓上漲→快速下降→上漲過程，表現(xiàn)氣井聚集能量→攜液生產(chǎn)→聚集能量過程，周期較長，有時為數(shù)月，聚集能量期間井口產(chǎn)量低，不產(chǎn)液。
④ 氣井不能靠自身聚集能量攜液，積液將在井筒及井區(qū)附近儲層不斷聚集，靠適當(dāng)?shù)年P(guān)井復(fù)壓恢復(fù)能量攜液，產(chǎn)量較低，并容易出現(xiàn)水鎖。
工藝特點:
1.工藝適用范圍廣: 泡沫排水采氣由于操作簡便、成本低、見效快。目前液體、固體起泡劑能滿足各種不同井況、不同水質(zhì)的間噴或弱噴產(chǎn)水氣井的排水采氣需要
2.工藝措施成本低;
3.受井況限制小，易操作，管理難度小;
減小“滑脫”損失：借助天然氣流的攪動,產(chǎn)生大量低密度含水泡沫,降低液體密度,增加表觀粘度，減少液體呈現(xiàn)旋狀流、段塞流時的“滑脫”損失,提高氣流的垂直舉升能力，達到排出井筒積液的目的。
減小充分?jǐn)y液最小流速：表面活性劑降低地層水表面張力，提高液體被擊碎能力，減小充分?jǐn)y液最小流速，降低井底回壓。
持續(xù)充分排液：保持井底最低回壓；避免微孔道出現(xiàn)反吸；井底壓差波及較遠孔道，啟動微孔道束縛水；恢復(fù)孔道內(nèi)氣液混相，降低氣井賈敏、毛細管力阻力；提高儲層有效滲透率；提高單井產(chǎn)量及氣井采收率。
2.氣井生產(chǎn)特征
① 套壓平滑下降，產(chǎn)量下降幅度平穩(wěn)。
② 套壓大頻率波動，呈現(xiàn)攜液不充分→充分?jǐn)y液→攜液不充分過程，頻率高，周期為幾天。
③ 套壓鋸齒狀，明顯有一套壓上漲→快速下降→上漲過程，表現(xiàn)氣井聚集能量→攜液生產(chǎn)→聚集能量過程，周期較長，有時為數(shù)月，聚集能量期間井口產(chǎn)量低，不產(chǎn)液。
④ 氣井不能靠自身聚集能量攜液，積液將在井筒及井區(qū)附近儲層不斷聚集，靠適當(dāng)?shù)年P(guān)井復(fù)壓恢復(fù)能量攜液，產(chǎn)量較低，并容易出現(xiàn)水鎖。
工藝特點:
1.工藝適用范圍廣: 泡沫排水采氣由于操作簡便、成本低、見效快。目前液體、固體起泡劑能滿足各種不同井況、不同水質(zhì)的間噴或弱噴產(chǎn)水氣井的排水采氣需要
2.工藝措施成本低;
3.受井況限制小，易操作，管理難度小;
天然氣井筒解堵工藝
1.堵塞產(chǎn)生機理:
含硫氣井加注的緩蝕劑，在井下溫度壓力的作用下，緩蝕劑溶劑揮發(fā)剩余部分為黑色粘度物質(zhì)。
泡排劑在井下壓力溫度作用下親水基團與鈣、鎂離子反應(yīng)生成鈣皂、鎂皂。
地層水中含大量無機鹽，在溫度和壓力變化的條件下無機鹽溶解度下降，日積月累產(chǎn)生垢物沉積。
有機物向石油、天然氣轉(zhuǎn)化過程中殘留于地層的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等粘性物資進入井筒形成堵塞。
2. 油管堵塞對氣井生產(chǎn)的影響：
生產(chǎn)油套壓差偏大；氣井帶水生產(chǎn)困難，油壓、產(chǎn)氣產(chǎn)水量下降； 通井作業(yè)遇阻，使通井作業(yè)無法順利進行；堵塞嚴(yán)重造成氣井停產(chǎn)；氣井所產(chǎn)水質(zhì)、氣質(zhì)臟，保護器頻繁座封等。
解堵解除堵塞施工效果：1. 保持管線長期暢通；2. 生產(chǎn)油套壓差縮小，油壓、產(chǎn)氣產(chǎn)水量增加；3. 地層水回注井壓力降低，回注液量增加；4. 投入產(chǎn)出比大于1:10。
解堵原理：
有機物解堵劑：快速將有機垢乳化、分散， 使其變成親水性， 易溶于水，經(jīng)乳化、分散后的堵塞物不再聚集、粘附于油套管和產(chǎn)層裂縫通道。
無機物解堵劑：具有較強的滲透、分散作用，可增強顆粒間相互排斥從而使濾餅狀堵塞物變成細小、松散顆粒，隨氣流帶出井筒， 從而達到疏通滲流通道，使氣井恢復(fù)正常生產(chǎn)的目的。
檢測結(jié)果：垢物主要成分碳酸亞鐵94.36%
實驗表明：
堿性解堵劑溶解率為29.22%，
酸性解堵劑溶解率高達78.72%
含硫氣井加注的緩蝕劑，在井下溫度壓力的作用下，緩蝕劑溶劑揮發(fā)剩余部分為黑色粘度物質(zhì)。
泡排劑在井下壓力溫度作用下親水基團與鈣、鎂離子反應(yīng)生成鈣皂、鎂皂。
地層水中含大量無機鹽，在溫度和壓力變化的條件下無機鹽溶解度下降，日積月累產(chǎn)生垢物沉積。
有機物向石油、天然氣轉(zhuǎn)化過程中殘留于地層的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等粘性物資進入井筒形成堵塞。
2. 油管堵塞對氣井生產(chǎn)的影響：
生產(chǎn)油套壓差偏大；氣井帶水生產(chǎn)困難，油壓、產(chǎn)氣產(chǎn)水量下降； 通井作業(yè)遇阻，使通井作業(yè)無法順利進行；堵塞嚴(yán)重造成氣井停產(chǎn)；氣井所產(chǎn)水質(zhì)、氣質(zhì)臟，保護器頻繁座封等。
解堵解除堵塞施工效果：1. 保持管線長期暢通；2. 生產(chǎn)油套壓差縮小，油壓、產(chǎn)氣產(chǎn)水量增加；3. 地層水回注井壓力降低，回注液量增加；4. 投入產(chǎn)出比大于1:10。
解堵原理：
有機物解堵劑：快速將有機垢乳化、分散， 使其變成親水性， 易溶于水，經(jīng)乳化、分散后的堵塞物不再聚集、粘附于油套管和產(chǎn)層裂縫通道。
無機物解堵劑：具有較強的滲透、分散作用，可增強顆粒間相互排斥從而使濾餅狀堵塞物變成細小、松散顆粒，隨氣流帶出井筒， 從而達到疏通滲流通道，使氣井恢復(fù)正常生產(chǎn)的目的。
檢測結(jié)果：垢物主要成分碳酸亞鐵94.36%
實驗表明：
堿性解堵劑溶解率為29.22%，
酸性解堵劑溶解率高達78.72%
天然氣井儲層解水鎖工藝
儲層水鎖現(xiàn)象
氣井產(chǎn)層水鎖是一種普遍現(xiàn)象，尤以開發(fā)中后期或遭受外來液體浸入的氣井更為嚴(yán)重。產(chǎn)層水鎖將降低氣井產(chǎn)量，生產(chǎn)條件惡化，甚至造成氣井停產(chǎn)、復(fù)產(chǎn)困難， 采收率下降。
流體侵入地層后，流體侵入儲層后，隨著含水飽和度的增加，引起氣相滲透率下降的現(xiàn)象稱為水鎖。
水鎖機理
對于低壓、低滲、致密氣田來講，儲層毛細管阻力高，氣井在投產(chǎn)初期，地層壓力較高，氣體可突破毛細管束縛阻力；伴隨天然氣開采，地層壓力下降，孔道兩端壓差變小，當(dāng)開井壓差小于激動壓差時，氣液只能經(jīng)過直徑較大孔道通過；對于不能激動的孔道，造成其附近含水飽和度增加，滲透率下降，最終造成天然氣產(chǎn)量下降甚至停產(chǎn)。
施工原理：
解除地層水鎖是將儲層解水鎖劑擠入地層（藥劑進井后施加外能量：液氮、高壓注氣等，這樣藥劑滲入地層速度更快、更遠，解堵效果更好；如無條件，依靠井內(nèi)氣液置換藥劑也可進入地層）。
藥劑進入巖石縫隙，起到兩個作用：一是藥劑在井底溫度下產(chǎn)生蒸汽，蒸發(fā)掉巖石毛細管中的液體，使毛細管連通；二是經(jīng)過一段時間的反應(yīng)，藥劑吸附在巖石表面，形成一層分子膜，這層分子膜表面張力22mN/m，大大低于水的表面張力，液體流經(jīng)其表面時，阻力降低。
藥劑進入地層后可產(chǎn)生三個效應(yīng)：一是使液體在縫隙流動阻力減小，二是連通了被水鎖的毛細管，三是降低儲層含水飽和度。
解水鎖施工適應(yīng)井況：
1.修井作業(yè)有外來液體侵入不能復(fù)產(chǎn)的井。
2.長期關(guān)井，因儲層含水飽和度提高，水鎖嚴(yán)重不能復(fù)產(chǎn)的井。
3.產(chǎn)水量小于每天3m3的氣水同產(chǎn)井。
4.原始地層滲透率小于10-4μm2的井
解水鎖施工的效果：
1.恢復(fù)地層水鎖井產(chǎn)能
2.提高氣水同產(chǎn)井產(chǎn)量
3.延長氣水同產(chǎn)井生產(chǎn)周期，提高采收率。
4.投入產(chǎn)出比大于1：10
儲層解水鎖劑處理后的巖心滲透率明顯增加，凝析液不易于滯留在巖石孔隙中，流體在其內(nèi)部的流動狀況得到明顯改善，提高油氣采收率。
氣井產(chǎn)層水鎖是一種普遍現(xiàn)象，尤以開發(fā)中后期或遭受外來液體浸入的氣井更為嚴(yán)重。產(chǎn)層水鎖將降低氣井產(chǎn)量，生產(chǎn)條件惡化，甚至造成氣井停產(chǎn)、復(fù)產(chǎn)困難， 采收率下降。
流體侵入地層后，流體侵入儲層后，隨著含水飽和度的增加，引起氣相滲透率下降的現(xiàn)象稱為水鎖。
水鎖機理
對于低壓、低滲、致密氣田來講，儲層毛細管阻力高，氣井在投產(chǎn)初期，地層壓力較高，氣體可突破毛細管束縛阻力；伴隨天然氣開采，地層壓力下降，孔道兩端壓差變小，當(dāng)開井壓差小于激動壓差時，氣液只能經(jīng)過直徑較大孔道通過；對于不能激動的孔道，造成其附近含水飽和度增加，滲透率下降，最終造成天然氣產(chǎn)量下降甚至停產(chǎn)。
施工原理：
解除地層水鎖是將儲層解水鎖劑擠入地層（藥劑進井后施加外能量：液氮、高壓注氣等，這樣藥劑滲入地層速度更快、更遠，解堵效果更好；如無條件，依靠井內(nèi)氣液置換藥劑也可進入地層）。
藥劑進入巖石縫隙，起到兩個作用：一是藥劑在井底溫度下產(chǎn)生蒸汽，蒸發(fā)掉巖石毛細管中的液體，使毛細管連通；二是經(jīng)過一段時間的反應(yīng)，藥劑吸附在巖石表面，形成一層分子膜，這層分子膜表面張力22mN/m，大大低于水的表面張力，液體流經(jīng)其表面時，阻力降低。
藥劑進入地層后可產(chǎn)生三個效應(yīng)：一是使液體在縫隙流動阻力減小，二是連通了被水鎖的毛細管，三是降低儲層含水飽和度。
解水鎖施工適應(yīng)井況：
1.修井作業(yè)有外來液體侵入不能復(fù)產(chǎn)的井。
2.長期關(guān)井，因儲層含水飽和度提高，水鎖嚴(yán)重不能復(fù)產(chǎn)的井。
3.產(chǎn)水量小于每天3m3的氣水同產(chǎn)井。
4.原始地層滲透率小于10-4μm2的井
解水鎖施工的效果：
1.恢復(fù)地層水鎖井產(chǎn)能
2.提高氣水同產(chǎn)井產(chǎn)量
3.延長氣水同產(chǎn)井生產(chǎn)周期，提高采收率。
4.投入產(chǎn)出比大于1：10
儲層解水鎖劑處理后的巖心滲透率明顯增加，凝析液不易于滯留在巖石孔隙中，流體在其內(nèi)部的流動狀況得到明顯改善，提高油氣采收率。
天然氣井自動泡沫排水工藝
天然氣井自動泡排特點及用途
CZZJ4000-25型號氣井自動注劑裝置是成都欣明化工有限公司根據(jù)氣田采氣井生產(chǎn)需求研制的一套自動藥劑加注裝置。 本裝置安裝于有積液井況的氣井井口，通過往氣井套管內(nèi)加注泡排劑，并與氣井內(nèi)的水相溶起泡，通過天然氣流動把水帶離氣井實現(xiàn)排水功能，從而提高采氣產(chǎn)量，是低壓小產(chǎn)氣井提高采氣率和氣井穩(wěn)產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。氣井自動注劑裝置利用高壓柱塞泵將泡排劑注入井口油套環(huán)空或油管中，從而實現(xiàn)泡沫排水采氣（或?qū)⒓状甲⑷牍芫€，從而實現(xiàn)保運穩(wěn)產(chǎn)），將消泡劑注入氣井外輸管線，可實現(xiàn)氣井消泡功能；設(shè)備具備低消耗、低成本、安裝簡易、環(huán)保實用等特點。滿足氣田現(xiàn)行發(fā)展的需求。
裝置滿足四川地區(qū)野外環(huán)境及天然氣氣井現(xiàn)場環(huán)境要求，具有“無人值守、獨立運行、智能保護”等功能，能實現(xiàn)自動（按程序設(shè)定）、手動（就地）運行方式。
位于井場防爆區(qū)域內(nèi)的設(shè)備滿足Ⅰ類2區(qū)ⅡB級T4組的防爆要求；
位于井場防爆區(qū)域內(nèi)的設(shè)備安裝滿足防爆要求；
裝置具有安全可靠的壓力、液位、可燃氣體濃度檢測，保證系統(tǒng)的正常工作。
裝置設(shè)置有防靜電接地系統(tǒng)；
裝置安裝及運行應(yīng)不影響采氣樹的安全；
裝置露天安裝，裝置滿足氣田所在區(qū)域的自然環(huán)境及運行工況的要求；
系統(tǒng)的布局做到結(jié)構(gòu)合理、布線規(guī)范、檢修方便、便于操作和觀測；
裝置的支持結(jié)構(gòu)有足夠的強度和穩(wěn)定性，并留出維修空間。
自動泡排裝置工作原理
氣井自動注劑裝置由撬裝單元、供電單元、控制單元、泵注單元和安全組件以及相應(yīng)管線組成，如下圖：
自動注劑裝置主體為一體化集成模式。包含：撬體（含藥劑箱）、泵注系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等。充分考慮到沙漠地區(qū)特殊性，采用箱體密封構(gòu)造，將各部分元器件統(tǒng)一集成在防爆箱內(nèi)部，有效防止沙塵、雨水、大風(fēng)等自然因素對裝置的破壞。
CZZJ4000-25型號氣井自動注劑裝置是成都欣明化工有限公司根據(jù)氣田采氣井生產(chǎn)需求研制的一套自動藥劑加注裝置。 本裝置安裝于有積液井況的氣井井口，通過往氣井套管內(nèi)加注泡排劑，并與氣井內(nèi)的水相溶起泡，通過天然氣流動把水帶離氣井實現(xiàn)排水功能，從而提高采氣產(chǎn)量，是低壓小產(chǎn)氣井提高采氣率和氣井穩(wěn)產(chǎn)不可缺少的設(shè)備。氣井自動注劑裝置利用高壓柱塞泵將泡排劑注入井口油套環(huán)空或油管中，從而實現(xiàn)泡沫排水采氣（或?qū)⒓状甲⑷牍芫€，從而實現(xiàn)保運穩(wěn)產(chǎn)），將消泡劑注入氣井外輸管線，可實現(xiàn)氣井消泡功能；設(shè)備具備低消耗、低成本、安裝簡易、環(huán)保實用等特點。滿足氣田現(xiàn)行發(fā)展的需求。
裝置滿足四川地區(qū)野外環(huán)境及天然氣氣井現(xiàn)場環(huán)境要求，具有“無人值守、獨立運行、智能保護”等功能，能實現(xiàn)自動（按程序設(shè)定）、手動（就地）運行方式。
位于井場防爆區(qū)域內(nèi)的設(shè)備滿足Ⅰ類2區(qū)ⅡB級T4組的防爆要求；
位于井場防爆區(qū)域內(nèi)的設(shè)備安裝滿足防爆要求；
裝置具有安全可靠的壓力、液位、可燃氣體濃度檢測，保證系統(tǒng)的正常工作。
裝置設(shè)置有防靜電接地系統(tǒng)；
裝置安裝及運行應(yīng)不影響采氣樹的安全；
裝置露天安裝，裝置滿足氣田所在區(qū)域的自然環(huán)境及運行工況的要求；
系統(tǒng)的布局做到結(jié)構(gòu)合理、布線規(guī)范、檢修方便、便于操作和觀測；
裝置的支持結(jié)構(gòu)有足夠的強度和穩(wěn)定性，并留出維修空間。
自動泡排裝置工作原理
氣井自動注劑裝置由撬裝單元、供電單元、控制單元、泵注單元和安全組件以及相應(yīng)管線組成，如下圖：
自動注劑裝置主體為一體化集成模式。包含：撬體（含藥劑箱）、泵注系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控控制系統(tǒng)和供電系統(tǒng)等。充分考慮到沙漠地區(qū)特殊性，采用箱體密封構(gòu)造，將各部分元器件統(tǒng)一集成在防爆箱內(nèi)部，有效防止沙塵、雨水、大風(fēng)等自然因素對裝置的破壞。
其它技術(shù)工藝
1.回聲儀液面探測技術(shù)
利用回聲儀發(fā)出一束聲波，沿套管環(huán)形空間向井底傳播，遇到音標(biāo)、油管接箍和液面時發(fā)生反射。反射波傳到井口被微音器所接收，然后進行處理，得出聲波傳播速度和反射時間，由此計算可得到井口與液面之間的距離。利用回聲儀測液面，有三種計算方法。
（1）音標(biāo)法。以預(yù)先下入的已知深度音標(biāo)反射波為基準(zhǔn)，再由液面反射波，自動計算出液面深度。
（2）油管接箍法。選擇幾個連續(xù)的油管接箍反射波，再找到液面反射波，自動計算出液面深度。
（3）理論音速法。輸入測量條件下的音速，再找到液面波，自動計算出液面深度。
回聲儀記錄曲線示意
聲波回聲儀
2.其他技術(shù)
硫酸鋇、硫酸鍶除防垢技術(shù)
示蹤劑技術(shù)
回注井解堵技術(shù)
積液停噴井復(fù)產(chǎn)技術(shù)
解水鎖+解堵、氮氣氣舉+解水鎖、解水鎖+泡排等復(fù)合工藝
利用回聲儀發(fā)出一束聲波，沿套管環(huán)形空間向井底傳播，遇到音標(biāo)、油管接箍和液面時發(fā)生反射。反射波傳到井口被微音器所接收，然后進行處理，得出聲波傳播速度和反射時間，由此計算可得到井口與液面之間的距離。利用回聲儀測液面，有三種計算方法。
（1）音標(biāo)法。以預(yù)先下入的已知深度音標(biāo)反射波為基準(zhǔn)，再由液面反射波，自動計算出液面深度。
（2）油管接箍法。選擇幾個連續(xù)的油管接箍反射波，再找到液面反射波，自動計算出液面深度。
（3）理論音速法。輸入測量條件下的音速，再找到液面波，自動計算出液面深度。
回聲儀記錄曲線示意
聲波回聲儀
2.其他技術(shù)
硫酸鋇、硫酸鍶除防垢技術(shù)
示蹤劑技術(shù)
回注井解堵技術(shù)
積液停噴井復(fù)產(chǎn)技術(shù)
解水鎖+解堵、氮氣氣舉+解水鎖、解水鎖+泡排等復(fù)合工藝
