气井生产系统分析与采气工艺研究.doc

中国石化华北分公司
科 技 项 目 设 计 书

项目名称：大牛地气田气井生产系统分析与采气工艺方式研究
委托单位: 中国石化股份公司华北分公司
承担单位：华北分公司井下作业部
协作单位：世纪星油气开发公司
项目负责人：张文才　林振杰
起止年限：2023年6月--2023年12月

2023年6月

目 录

一、 研究任务
二、 具体的研究内容
三、 研究方法和技术路线
四、 分年度计划安排及阶段成果
五、 预期成果及重要技术经济指标
六、 人员组成及分工
七、 经费预算
八、 预期经济效益和社会效益（市场预测或推广应用前景）
九、 承担单位审查意见
十、 专家审查意见
十一、 审批意见

一、研究任务
目前，华北分公司在鄂尔多斯盆地北部塔巴庙区块已拥有天然气探明储量1186.12×108m3，并已开展实行了大牛地气田开发先导性实验项目，已建成产能1×108m3，有18口井输气，同时还要完毕与该项目配套的33口井的地面集输、解决工程以及与之相关的其它地面工程建设，8月即将完毕10×108m3产能开发方案，这标志着大牛地气田开发已正式进入实质性采输阶段。
大牛地气田一系列的产能试井结果与先导性实验表白：该气田为多套致密砂岩气藏叠加连片组成的复合型气田，属低渗气藏，储层横向非均质性强，大多储层呈低产特性，产能衰减速度快，配产困难,水合物形成的堵塞严重，气井产液、排液规律不明显，因此急需采用有效动态监测手段对大牛地气田进行实时的生产系统动态分析，结识气藏特性和产出规律，水合物形成预测，优化生产系统的各个环节，充足发挥气藏潜力,以指导气井科学合理地配产与正常生产,保证各气井可以较长时间保持稳产和高产。
二、具体的研究内容
1、通过调研分析引进当前国内外比较先进的《气井节点分析软件》。
2、通过对大牛地气田各采输井资料的再解决，进行气井当前的生产动态特性的研究。
3、通过《气井节点分析软件》分析气井限产因素及其敏感参数，选择合理工作制度和产量，保持气井较长时间相对稳产，获得较高采收率。
4、根据目前气井的产量与压力预测井筒、地面管网压力、温度分布，拟定水合物形成位置，研究相应解决方案。
5、研究井筒内多相垂流流动与分布特性，选择排液方案，有效保护气井生产寿命。
6、进行产能分析，预测气井定产无压缩机生产期、有压缩机生产期。
7、通过《气井节点分析软件》进行气井改造及调整措施的研究。
三、研究方法和技术路线
通过调研对比分析，购买先进的《气井节点分析软件》、采用技术引进、外部协作、消化吸取，理论研究、现场实验、效果分析对比等工作环节，聘请有经验的专家进行指导，引进质量控制实行程序，对所有的工作进行质量控制，通过室内研究和现场跟踪研究相结合，在不断总结、完善的基础上完毕本项目的研究工作。
1、《气井节点分析软件》功能介绍
软件重要有以下几个方面的功能：（1）气藏工程预测：预测气井各开采阶段的地层压力变化、井底流压、井口压力、地面气嘴压降、井口卸载流量、井底卸载流量、井口温度、水化物温度、产气量、产液量、累积产气量、采收率；根据定产气量、井口最小输压、经济极限气量、井口废弃压力，预测稳产期、上压缩机时间、排水采气时机、无水化物的开采时期；形成产量时间图、压力时间图、累积产量图、水化物温度时间图。（2）全系统压力温度分布及水化物生成预测：根据目前气井的产气量和地层压力预测井筒压力分布（图）、井筒温度分布（图）；地面管线压力分布（图）、地面管线温度分布（图）；水化物形成位置。（3）系统节点分析：气井在给定生产条件（分离器、地面气嘴、井口、井下安全阀、井下气嘴、井底、完井段、气藏）下，计算系统的协调产量及压力剖面，定量分析系统生产能力和压力损耗情况。(4)产能预测：气井以试井试油资料为基础，预测在二项式和指数式情况下油气井的绝对无阻流量，拟定合理产量、绘制IPR曲线，以及进行产量和流压动态的对比、分析与评价；预测在压力衰竭和回注干气开采方式的情况下，凝析油气藏的阶段和累计的干气和凝析油的产量和采收率，以及在相应的原始地层压力下的开发年限。（5）敏感参数分析：用来定量拟定生产系统内产生某些可变因素对整个系统特性的影响。（6）生产动态预测：气井定产生产预测；气井定压力生产动态预测；（7）井下气嘴设计：根据目前地层压力、产气量，设计气嘴直径和最小下入深度，保证气井不形成水化物。（8）采气常用计算：物性参数计算；拟压力计算；气井定产生产无压缩机生产期、有压缩机生产期预测；气井携液流量预测；油管内无冲蚀最大流量预测等。(9)采气成本估算。
2、大牛地气田天然气井配产工艺技术方案研究
分析大牛地气田产能试井及先导性开发实验等成果资料，采用先进的《气井节点分析软件》对大牛地气田不同生产状况、不同产能、不同生产管柱的开发井的产能情况、开采情况作出分析及预测，同时与开发井的实际生产情况进行对比，找出所选软件在大牛地气田合用范围及预测准确性，在此基础上展开对外调研工作，优选出适合大牛地气田的配产工艺应用软件及技术方案，达成提高单井开采量，延长稳产周期，获得较高的采收率等最终目的。
2、大牛地气田气井系统综合性能分析研究
分析大牛地气田开发的总体规划以及以往该区的探井、开发井的测试、试井、试采及先导性开发实验所取得的成果，使用软件对气井进行系统分析研究，通过气井节点分析研究以下问题，①拟定目前生产条件下气井的动态特性；预测气井各开采阶段的地层压力、井底流压、井口压力、井口、井底卸载流量等。②开展气井节点与敏感参数分析，优选气井在一定生产状态下的最佳控制产量；③对气井进行系统分析，找出气井的限产因素，提出有针对性的气井改造及调整措施；④分析研究井筒、地面管网压力、温度分布，拟定水合物形成位置，针对不同部位、不同情况下的水合物堵塞提出相应的解决方案，如：井下节流器、合理的压力产量方案、水合物克制剂的注入量、注入方式等。⑤研究井筒内多相垂流流动与分布特性，优化排液采气方案，有效保护气井生产寿命。⑥产能预测研究：以原有资料为基础，计算气井的绝对无阻流量，拟定合理产量、绘制IPR曲线，进行产量和流压动态的对比、分析与评价，预测采收率，及其相应的开采年限。⑦采输井物性参数计算。
四、分年度计划安排及阶段成果
本项目研究时间为2023年6月-2023年12月。
1、2023年6月 立项、设计编写。
2、2023年6月-7月 资料收集、调研、筛选、比较，引进适合大牛地气田的气井生产系统节点分析及优化设计软件。气井生产系统节点分析基础资料的收集整理。
3、2023年8月-10月 软件应用，开展大牛地气田气井生产系统节点分析与结果运算，并进行实验、对比、效果评价以及工艺改善。
4、2023年11月-12月 编写项目报告及评审。
五、预期成果及重要技术经济指标
引进气井生产系统节点分析软件，完毕《大牛地气田气井生产系统分析与采气工艺方式研究》研究报告，总结出一套适合大牛地气田的配产工艺技术方法及气井综合性能分析技术方法，提高单井开采产量，延长稳产周期，获得较高的采收率等最终目的，加快鄂北天然气的开发进程。
六、人员组成及分工
项目组人员资质及分工见下表：
姓名
年龄
职称、职务
工作单位
工作内容
张文才
40
工程师、队长
井下采输队
项目负责、项目管理与协调
林振杰
39
高工
井下技术科
室内研究及现场应用研究
马 强

高工、副处长
华北分公司
技术顾问
吕景昶

高工
华北分公司
技术顾问
张文洪
32
工程师、科长
井下技术科
室内研究及现场应用研究
李峰进　
34
工程师
井下技术科
室内研究及现场应用研究
刘 羿
30
工程师
井下技术科
室内研究及现场应用研究
李冰毅
27
助理工程师
井下采输队
室内研究及现场应用研究
李海林
27
助工、副队长
井下采输队
室内研究及现场应用研究
邵 河
30
工程师
井下采输队
室内研究及现场应用研究
王 健
42
工程师
井下采输队
室内研究及现场应用研究
荣 虹
22
助理工程师
井下采输队
室内研究及现场应用研究
张亚军
30
助工、副队长
井下采输队
现场应用研究
张会师
37
工程师、队长
井下测试队
现场应用研究
袁建民
30
工程师
井下试油一队
现场应用研究
冯海红
30
工程师
井下试油二队
现场应用研究
檀朝东
31
高级工程师
世纪星油气开发公司
软件开发
王玉芳
28
工程师
世纪星油气开发公司
软件开发

七、经费预算
项 目
费 用（万元）
资料收集费
1.0
软件引进
19.0
材料费
2.0
对外合作费
3.0
现场实验费
2.0
差旅费
1.0
合计
28.0

八、预期经济效益推广应用前景
该研究项目通过开展大牛地气田配产及气井系统综合性能分析研究，评价工程效果，及时发现问题、解决问题并进行总结，连续改善和完善大牛地气田配产及气井系统综合性能分析研究方案，以解决开发井合理配产及解决制约气井产量因素的问题；达成减少施工成本，提高单井开采产量，延长稳产周期，获得较高的采收率等最终目的，满足鄂北天然气开发项目的需要。
　　该研究成果对气田的合理开发、气井的保护、采收率的提高、正常生产的保证、优化生产系统等有重大的指导意义，随着气田开发的进程，研究成果会更加突出，必将发挥越来越重要的作用，其推广应用前景及其广泛。
九、承担单位审查意见
华北分公司在鄂尔多斯盆地北部塔巴庙区块已拥有天然气探明储量1186.12×108m3，并于2023年启动了鄂尔多斯大牛地气田开发先导性实验项目，建成产能1×108m3，2023年9月实现向地方供气，标志着大牛地气田开发已正式拉开序幕。今年将要完毕与该项目配套的33口井的地面集输、解决工程以及与之相关的其它地面工程建设，这标志着大牛地气田开发已正式进入实质性采输阶段。通过“大牛地气田气井生产系统分析与采气工艺方式”项目研究，将对大牛地气田实现合理、科学、高效的开发、提高华北分公司经济效益提供有力的支持。该设计研究内容具体，研究思绪明确。因此，批准该设计并建议尽快开展研究工作。

中国石化股份公司华北分公司井下作业部
2023年6月7日

十、专家审查意见

十一、审批意见