涡流排水采气工艺在大牛地气田的应用.pdf

2 01 5矩 第9 卷 第6 期 天 然 气 技 术 与 经 济 Na t u r a l Ga s Te c h n o l o g y a n d Ec o n o my Vo 1 ． 9． No ． 6 De e _ 2 Ol 5 d o i ：1 0 ． 3 9 6 9／ j ． i s s n ．2 0 9 5 — 1 1 3 2 ． 2 0 1 5 ．0 6 ． 0 0 8 涡流排水采气工艺在大牛地气田的应用 李文彬 刘浩 李旭光 黄涛 赵虹宇。 ( 1 ．中国石化华北油气分公司采气一厂，河南郑州4 5 0 0 0 0 ；2 ．常州大学石油工程学院，江苏常州2 1 3 0 1 6 ) 摘要针对 大牛地 气田 气井产量低 ，超过 8 0％的井都 需要借助排 水措施辅助 生产 ，气田于2 0 1 3 年 引入 了涡流 排水工艺，在具有代表性的D1 — 1 — 1 8 6 直井与D P H 一 1 4 低产水平井进行应用，都取得了较好的应用效果。采用两级井下 涡流排 水工艺 ， Dl _ 1 — 1 8 6直井产 气量从 安装前 的7 5 0 0 m ／d 增加到 1 0 2 0 0 I n 。 ／d ；D P H- 1 4 低 产水平 井能 有效遏制 气井的积液减产，使产气量稳定在 1 40 0 013 1 ／d 。分析 了涡流排水工艺原理，以及该工艺在大牛地气田直井、水平井 上的应用及所取得的显著应用效益，为涡流排水工艺在气田的进一步推广应用提供了参考依据。 关键词大牛地气田 涡流排水采气直井水平井应用 文献标识码 ：B 文章编号 ：2 0 9 5 — 1 1 3 2 ( 2 0 1 5 ) 0 6 - 0 0 3 0 - 0 3 O 引言 大牛地气 田位于陕西省榆林市与 内蒙古 自治 区 伊金 霍洛旗 、鸟审旗交界地 区 ，面积 为 2 0 0 3 k m ， 位 于鄂尔多斯盆地北东部 、伊陕斜坡北部 ，气 田为 孑 L 隙型低渗 ～ 特低 渗气驱气 藏 ，地质特 征表现为 “ 一 大 、一多 、一强 、四低 ” ，即储量规模 大 ，含气 层位多 ，储层非 均质性强 ，压力系数低 ，储层渗透 率低 ，储 量丰度低 ，单井产量低 ；单井产量从几百 立方米到几万立方米不等，直井平均 日产气量只有 0 ． 7 X 1 0 m ，水平井平均 E t 产气量不到 21 0 m 。超 过 8 0％的井都需要借助排水措施辅助生产。为了解 决气 田低压低产井排水采气工艺 ，引入 了涡 流排水 采气T艺 。 1 涡流排水工艺原理 井下涡流排水工艺是基于改变气液两项 流体 的 流动方式，主要通过以下两个方面提高气井的排液 能力 ：一是两项混合紊流变成 两项分层 、单项涡流 层 流 ，降低流动摩阻和滑脱损失 ⋯。二是径 向离心 作用产生的额外附加压力和液体与油管壁的毛细吸 附力叠加，防止液体滑脱倒流 ]。 涡流排水工具的核心组成是一个圆柱形的内实 体和外面的螺旋叶片，如图1 所示。其主要作用是将 图 1 涡流排水 工具组成 图 进入内实体和井筒之间由螺旋叶片分割的螺旋形空 腔的介质 流体沿着螺旋面进行加 速 ，实现改变流体 运动方向和提高流速的功能 。当气液两相混合流 体进入涡流工具时，流体的过流面积减小，使流体 加速 ，并沿着螺旋导 流带 向上做涡流运动 ，将 液相 修订 回稿 日期 ：! ( ) l 5 一l 0 0 8 基金项 目：⋯≮科 人 ( 2 0 1 l Z X 0 5 ( ) 4 5 ) 作者简介： 艾 ( 1 9 8 8 一) ，i J』 J I ． 一⋯J ，从 人然 ： 发十 1 欠 30／N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y a n d E c o n o m y 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第5 4 期 天然气技术与经济 天然气开发 流体甩 向管壁 ，在管壁上形成液膜 ，中间形成气 柱。相当于在油管中形成了两个通道，中间部分是 气体通道 、靠近管壁的环形通道是液体通道，形成 一 个综合作用 的气态 、液态各 自相对 独立的向上传 输通 道 ] 。将 两相 流 的紊 流流 态 、变成 类 环状 流 动 ，中心 以连续气柱 向上运 动 ，管 壁附近液膜螺旋 上升运动 。越靠近 管壁 流体 的密度越大 ，含液量 越高 ，形成一个密度梯度 ，使介质在传输中相互之 间的摩擦力减小 ；同时离心作用产生的额外附加压 力以及液体与管壁的毛细吸附力减少了液体的滑脱 损失 。 2 应用情况 2 ． 1 应用 目的 验证井下 涡流排水工艺在大牛地气 田的适用 性 能否维持绝大多数直井正常排液生产；能否维持绝 大多数水平井正常排液生产 ，防止低 产水平井 积液 减产 、水淹 ；确定 涡流排水采 气工艺 的适用条 件 ； 验证单级涡流的有效作用距离。 2 ． 2 在直井的应用 在直井 中选取 了具有代表性的 D 1 — 1 — 1 8 6 井作为 直井应用井 ，该井于 2 0 1 0 年 1 2 月 2日投产 ，2 0 1 3 年 1 0月 1 9日工艺安装 ， 日均产气 量为 7 5 0 0 m ， 日均 产水量为 O ． 4 9 1T I ，与大牛地气 田直井的平均水平相 近。气井的相关基础数据如表 1 所示 。 该井涡流工艺安装前后 的生产情况如 图2 所示 。 从图 2 可看出 ，该井安装涡流工具后 ，气井 的生产得 到明显改善：① 产气量从安装前的7 5 0 0 m ／ d 增加 到 1 0 2 0 0 m ／d ，增 产 2 7 0 0 m ／d ，增 产 率 达 到 3 6％ 。② 降压带液情况得到明显改善，从安装之前 的1 ～ 2 次 ／ d 降压带液下降到基本不需要降压带液。 ③ 气井生产时率从9 4 ．2 9 ％ 上升到9 8 ．9 2 ％ 。 2 ． 3 在水平井的应用 在低产水平井中选择 了 D P H 一 1 4 井作为应用井 ， 该井于 2 0 1 2 年 8 月 1 8日投产 ， 日产气 2 5 0 0 0 r f l 、产 液 5 ． 5 m 。到 2 0 1 3 年 6月 1 9日安装 工具时 日均产气 表 1 D 1 — 1 — 1 8 6 井井下涡流工艺相关参数数据表 井号 井型 生产层位 绝 量 1 5 1 o 燕 置 5 0 1 2 0 00 6 000 0 2 0 工 童 茗 1 0 { L 0 一 油 压一套压 一 j —■ - ～ ■ 一 一‘ —— __ ●- 一～ ～ 。 ^ ． ． ^ J 2 01 3 1 8 1 2 4 20 1 3 1 8 1 1 3 2 0 1 3 1 1 0 1 2 2 o1 1 1 ， 2 1 2 0 1 门， 1 0 2 01 ， 3 ／ 1 一 产 气 量 产 水 量 工 安 。 ～ 、 ’⋯． u⋯- — ． — 、 。 一 、 。 ‘ “‘ ． 一- l- 未0 ．．． ． 。 ^ 、 ． ， 0 ： ‘ ：． ． i - ● ● 2 01 3 1 6 1 2 4 2O 1 3 1 8 1 1 3 2 0 ’ 3 ／ 1 0 ／ 2 2 01 3 1 1 1 1 2 1 2 O 4 1 1 门 0 2 01 41 3 1 1 ⋯ - ～ - 。 ’．‘， ^ P。． 、-， ～ ． ，’- ． — — — - ^ — 一 ● ● 生产时率9 4 2 9 ％ 生产时率9 8 ， 9 2 ％ 2 01 3 『 1 0 ／ 2 2 O1 3 门1 ／ 21 2 01 4 ／ 1 ／ 1 0 2 0 1 4 ／ 3 ／ 1 D1 — 1 — 1 8 6 井采气 曲线 图 8 — 6{ =：= = 4 2 他 0 天然气技术与经济 ／ 31 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第9 卷 李文彬 ，等 ：涡流排水采气工艺在大牛地气田的应用 第6 期 1 4 1 0 0 m 、产水 8 ． 5 5 m’ ，为大牛地气 田典型的低 产 水平井( 表 2 ) 。 该井井下涡流工艺安装前后 的生产情况如图3 所 示 。从 图3 可以看出该井安装涡流工具后生产情况得 到明显改善 ：① 降压带液得到明显改善 ，从安装之 前的2 ～3 次 ／ d 下降到基本不进行降压带液。生产时 率从8 9 ．7 ％ 上升到9 8 ．9 ％。② 遏制住了气井的进一 步减产 ，避免 了气井积液水淹 。安装工艺前期产量 下降速率达到 3 8 0 m ／d ，安装后产量在 1 4 0 0 0 m ／d 上下波动 ，产量未继续下降。③ 生产更加稳定 。T 艺 运行稳定后 产气量维持 在 1 3 5 0 0—1 4 0 0 0 m ／d ， 产水量维持在4 m ／d L右。 表2 D P H一 1 4 井井下涡流工艺相关参数数据表 井号 井型 生 产层位 量 ， 。 l l l 6f 1 4 20 1 3 1 9 1 2 2 20 1 3 2 1 31 2 01 4 ／ 4 H O 工 具 安 装后 ． ‘。 ： ．- ． ． V’ ^ ． 晦 警 ≯ -2 2 01 2 1 1 ／ 2 6 2 01 ， 3 ， 6 2 0 1 3 6 ／ 1 4 2 01 3 。 ， 9 ， 2 2 2 01 3 1 2 ， 3 1 2 01 ／ 4， 1 0 0 | 0 麓 l 霉0 ： ” 生 产 时率8 7 生 产 时瘁 9 8 9 20 1 2 门 1 ／ 2 6 2 O1 3 ／ 3 ／ 6 2 01 3／ 6 门4 2 0 1 3 ／ 9 ／ 2 2 2 0 1 3 2 ／ 31 2 0 1 4 ／ 4 ／ 1 0 图 3 D P H一 1 4 井采用井下涡流工艺前后采气 曲线图 3 结论 1 )验证 了井下涡流排水工艺在大牛地气 田是可 行 的。在两 口具有代 表性 的 D 1 — 1 — 1 8 6 直井与 D P H一 1 4 低产水平井进行应用 ，都取得了较好 的应用效果。 2 )D1 一 l 一 1 8 6 直井采用两级井下涡流排水工艺实 现了正常排液 ，产气量从安装前的 7 5 0 0 m ／d 增加 到 1 0 2 0 0 m ／d 。 3 )D P H 一1 4 低产水平井采用两级井下涡流排水 工艺有效遏制积液减产 ，使产量稳定在 1 4 0 0 0 m ／d 以上 。 参考文献 【 1 ]D o u g h e r t y S r G A，F e h n B J ，S m i t h T B ．A p p a r a t u s a nd me t ho d f o r cr e a t i n g a v o r t e x flo w： US Pa t en t 4， 7， 32／N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y a n d E c o n o my 1 6 0 ，0 2 4 [ P ] ． 2 0 0 7 - 0 1 - 0 9 ． [ 2 ]朱庆，张俊杰 ，谢飞 ，等．涡流排水采气技术在四川气 田的应用[ J ] ． 天然气技术与经济，2 0 1 3 ，7 ( 1 ) ：3 7 - 3 9 ． [ 3 ]杨涛，余淑明，杨桦 ，等．气井涡流排水采气新技术及 其应用[ J _ ． 天然气工业，2 0 1 2 ，3 2 ( 8 ) ：6 3 — 6 6 ． [ 4 j A l i A J ，S c o t t S L，F e h n B J ．I n v e s t i g a t i o n o f N e w T o o l t o U n l o a d L i q u i d s f r o m S t r i p p e r —G a s w e l l l C J ． ) a — p e r 8 4 1 3 6 一MS p r e s e n t e d a t t h e S P E A n n u a l Te c h n i c a l C o n f e r e n c e a n d E x h i b i t i o n ， 5 -8 O c t o b e r 2 0 0 3， De n v e r ， C o l o r a d o：S P E， 2 0 0 3 ． [ 5 1李隽，李楠 ，李佳宜 ，等．涡流排水采气技术数值模拟 研究[ J ] ． 石油钻采工艺，2 0 1 3 ( 6 ) ：6 5 — 6 8 ． [ 6 ]张春，金大权，王晋，等． 苏里格气田井下涡流排水采气 工艺研究[ n 天然气技术与经济 ，2 0 1 2 ，6 ( 5 ) ：4 5 — 4 8 ． ( 编辑 ：李臻 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m