淺談氣井生產(chǎn)系統(tǒng)的一些簡單分析

1、淺談氣井生產(chǎn)系統(tǒng)的一些簡單分析 摘 要氣田開發(fā)過程分為兩個時期：工業(yè)試采期，工業(yè)開發(fā)期。工業(yè)試采期的任務(wù)歸納如下：按氣田工業(yè)試采結(jié)果確定氣體儲量，并為工業(yè)開發(fā)設(shè)計準(zhǔn)備原始資料。實現(xiàn)氣田的進一步勘探。氣田在全部結(jié)束勘探以前就投產(chǎn)，目的是給用戶供氣。氣田開發(fā)設(shè)計也分為兩步：編制工業(yè)試采方案和編制開發(fā)方案。要提出對各種天然氣強化開采方法進行檢驗的建議，論證工業(yè)試采期集氣、天然氣加工和準(zhǔn)備遠輸?shù)奶幚砉に嚵鞒?。要?guī)定生產(chǎn)井和觀察井的鉆井，并論證它們在含氣區(qū)、含水區(qū)以及構(gòu)造上的位置。要規(guī)定進行井和地層的綜合性的地質(zhì)地球物理、氣體動力學(xué)及專門的研究。 關(guān)鍵詞氣井；系統(tǒng)；流程 中圖分類號：te968 文獻標(biāo)識

2、碼：a 文章編號：1009-914x（2014）27-0100-01 盡管各氣井由于結(jié)構(gòu)不同，氣井生產(chǎn)系統(tǒng)模型因井而異。開采過程中，天然氣從地層流經(jīng)氣井系統(tǒng)的氣層供氣子系統(tǒng)、井筒子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)。天然氣作為流體，應(yīng)該遵循流體流動的基本定律質(zhì)量守衡和能量守衡定律。根據(jù)質(zhì)量守衡和能量守衡定律，就可以將油層子系統(tǒng)、井筒子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)的模型組合成氣井系統(tǒng)的模型。氣田的驅(qū)動方式應(yīng)理解為地層中決定天然氣流向井底的動力。 氣田有兩種驅(qū)動方式：氣驅(qū)和水驅(qū)。氣體流向井底的動力是壓縮氣體的彈性能量。在開發(fā)過程中，邊水或底水實際上不進入氣藏或者根本不存在。在開發(fā)過程中氣藏的含氣孔隙體積保持不變。但是，開發(fā)氣田

3、的經(jīng)驗表明，氣驅(qū)時，氣藏含氣體積由于凝析油在地層中的析出而減少。在開發(fā)裂縫性、裂縫孔隙性（碳酸鹽巖）變形儲集層的氣田時，也要注意到氣藏孔隙體積和含氣體積的減少。在開發(fā)氣體水合物礦藏時，氣藏的含氣體積不斷增加。大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量的變化是規(guī)律的。其包括上產(chǎn)階段、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)階段、遞減階段，對于中小型油氣田，其穩(wěn)產(chǎn)年限一般為2至5年，大型油氣田也不過在5至10之間，所以油氣田的生產(chǎn)大部分時間是出于遞減階段，所以通過研究了解油氣田產(chǎn)量遞減變化的規(guī)律，可以幫助開采技術(shù)人員合理的制定油氣開采方案，從而在低成本的投入下，獲得高產(chǎn)量。本文綜合研究了油藏在投入開采以后產(chǎn)量遞減的變化規(guī)律，并且尋找控制這

4、些變化的主要因素，以及減緩油氣田產(chǎn)量遞減率的有效途徑。運用這些規(guī)律來校正和完善油藏的開發(fā)方案，對其未來動態(tài)參數(shù)進行準(zhǔn)確預(yù)測，使之取得最好的開發(fā)效果。裸眼完井是指氣井產(chǎn)層井段不下任何管柱，使產(chǎn)層完全暴露的完井方法。優(yōu)點：不易漏掉產(chǎn)層、氣井完善系數(shù)高、油氣流動阻力小、完井周期短、采氣成本低。缺點：氣水層不能分隔，易互相干擾；裸眼段地層易垮塌，掩埋產(chǎn)層；不能進行選擇性增產(chǎn)措施。適應(yīng)：堅硬不易垮塌的無夾層水的裂縫性石灰?guī)r油氣層。 在確定氣田開發(fā)指標(biāo)的某些方法中，常利用平均井的概念，也就是按平均井進行計算。假定平均井具有平均井深、油管的平均深度、平均井身結(jié)構(gòu)、平均允許產(chǎn)量和壓降、平均滲流阻力系數(shù)a和b值

5、。盡可能用最好的方法考慮氣田各井產(chǎn)量的差異性。在平均井基礎(chǔ)上進行氣田開發(fā)指標(biāo)的計算，用以保證最可靠的預(yù)測，譬如對所需井?dāng)?shù)的可靠預(yù)測。 如果氣田上有大量的氣井，那么氣井的平均參數(shù)可以根據(jù)統(tǒng)計法和概率理論來確定。 節(jié)點設(shè)置，節(jié)點-兩段不同流動規(guī)律的銜接點。節(jié)點可以分為普通節(jié)點和函數(shù)節(jié)點兩種，普通節(jié)點節(jié)點本身不產(chǎn)生與流量有關(guān)的壓降。分離器的壓力和地層壓力，通?？梢暈槌?shù)，在一段時間內(nèi)認為這兩個壓力與系統(tǒng)流量無關(guān)。水驅(qū)特點：隨著時間的推移， 氣藏含氣孔隙體積減少。氣體流到井底是由于壓縮氣體的彈性能量，以及向氣藏中不斷推進的邊、底水壓頭的作用。水進入到氣藏使地層壓力下降的速度減慢。 在水驅(qū)條件下開發(fā)氣田

6、時，開始時與氣驅(qū)一樣，壓力下降。水繼續(xù)進入氣藏時通常使地層壓力下降的速度明顯變慢。給人產(chǎn)生這樣的印象，即氣田開始是在氣驅(qū)下開發(fā)，然后在水驅(qū)下開發(fā)。但有時候（在地層滲透率高、氣藏開發(fā)速度低的情況下），水進入氣藏如此之快，以致于在開發(fā)早期階段就出現(xiàn)水壓驅(qū)動對定容封閉氣藏，遞減的主要原因是壓力衰竭，而對于水驅(qū)油田，主要原因是由于地下油的剩余儲量減少，多相流動油的流動幫助增長率大引起。油氣田開發(fā)的實際經(jīng)驗表明，何時進入遞減階段，主要取決于：強化開采工藝技術(shù)的效果，開發(fā)調(diào)整（細分層系、打加密井），驅(qū)動類型，穩(wěn)產(chǎn)階段的采出程度，油氣藏的儲集類型。 襯管完井是改進了的裸眼完井，有裸眼完井的優(yōu)點，又防止了巖石

7、垮塌的缺點。其采用的是在目的層段加襯管的方法。襯管用割縫套管（縫寬5-8mm，長100mm）或鉆有圓孔（5-10mm）的套管制成。襯管完井應(yīng)用鉆具，用丟手裝置，用襯管懸掛器把襯管懸掛在生產(chǎn)套管內(nèi)壁上，使襯管在井內(nèi)成吊伸狀態(tài)，避免襯管曲撓。對于過于疏松的砂層，或疏松砂層且產(chǎn)層傾角較大的，禁忌采用襯管完井方法。布井影響因素有地面條件，如沼澤地，居民點、河流的河灣洼地；探井 ；產(chǎn)層特征。均勻布井用于均質(zhì)地層，優(yōu)點在于氣井的排流半徑和控制儲量大于其他井網(wǎng)形式 ；均勻布井時的氣井產(chǎn)量要大于其它布井系統(tǒng)（在其它條件相等和儲集層性質(zhì)均質(zhì)的地層）。這就意味著，氣田開發(fā)必需的井?dāng)?shù)是最少的。氣田可以更長時間地不增

8、壓開發(fā)。缺點在于集氣管網(wǎng)和礦場支線的長度是增加；在水驅(qū)條件下均勻布井將加快氣井和氣田的水淹。解節(jié)點的選擇與系統(tǒng)分析的最終結(jié)果無關(guān)。即解節(jié)點的位置可以在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)任意選擇，而不會影響系統(tǒng)分析得出的結(jié)果。但為了簡化計算，解節(jié)點的位置應(yīng)該依據(jù)所要求解問題的目的而定。原則上，應(yīng)該使解節(jié)點盡可能靠近分析對象。水壓驅(qū)動的出現(xiàn)，有時對開發(fā)和集輸?shù)闹笜?biāo)產(chǎn)生有利的影響。但其負面影響是很明顯的。是給礦場集輸系統(tǒng)和井生產(chǎn)時帶來麻煩。降低地層的天然氣采收率。實驗研究和礦場觀測表明，氣田水淹區(qū)的天然氣采收率遠小于1。由于水進入氣藏的結(jié)果，一部分井發(fā)生水淹，不得不鉆新井來代替它們。其結(jié)果是氣田開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)變差。 設(shè)計油礦的集輸系統(tǒng)時，通常假定在采油的同時采出伴生水。而氣礦系統(tǒng)只考慮從天然氣中分離出少量的水。因此，見水的氣井很快就不能開采。顯然，天然氣的采收率就會降低。 氣藏產(chǎn)水的危害性：采氣工程與采油工程開采方式差異較大；采氣以衰竭式開采，開采速度和最終采收率較高；產(chǎn)水后，大大降低一次采收率（風(fēng)險性、艱巨性）。流體性質(zhì)的高腐蝕性：天然氣富含硫化氫、二氧化碳；地層水含氯離子。天然氣的可爆性和高壓的危害性：地層壓力、井口