都阳 崔振 马范鑫

摘要

在天然气的开采中，随着气藏压力和天然气流动速度的不断降低，致使气藏中的产出水或凝析液不能随天然气流携带出井筒，从而滞留在井筒中。这些液体在一段时间内聚集在井底，形成液柱，对气藏造成额外的静水回压，导致气井自喷能力持续下降。通常，如这种情况持续下去。井筒中积聚的液柱终将造成水淹，导致气井停产。本文主要对气井积液规律进行研究，并针对性提出一些排水采气措施，旨在提高气井产量。

关键字：凝析液;滞留;液柱;水淹;排水采气

一、气井中积液形成的原因

通常情况下，气藏中天然气常常和一些液相物质一起产出，液相物质会影响气井的流动特性。液相来自烃类气体的凝析或气层基质中的間隙水。若天然气没有充足的能量把液体举升出地面，液体将在井中堆积形成积液。积液产生一个作用在地层上附加回压，从而大大地影响气井的生产能力。产生井筒积液现象的前提是：向上的气体流速远低于临界流速值，该值指最初被吸进气流的液体开始发生回落时的流速值。液体在井底不断积聚，增大储层静水压头，使井筒多相流不稳定（流型发生变化），气体在井筒的流态也开始从环雾流转变为涡流进而转变为段塞流;随着积聚的液体增加井底压力，使气体流速进一步降低，最终转变为泡流，当井底压力超过气藏压力时，气井停止生产。

二、气井中积液的判断

根据流动断面气液相的流速以及气相与液相的含量，气体在井筒中存在四种流态，泡状流、段塞流、环流、雾状流。投产初期井筒内气体流速较高，油管内流型主要为雾流，随着生产时间的延长，气产量下降产液量升高，如果产气量持续递减，逐渐出现段塞流和泡流，气体无法把液体带到地面，如果不及时采取排水采气措施或采取措施不当，气井产量会持续降低直至报废。

目前诊断气井积液的方法主要有三类：生产数据分析法、生产测试法、临界流量法：

①生产数据分析法：通过对比井口油套压、产气量、产液量等数据，与正常生产数据相比较，若这些生产数据出现明显异常情况可判断积液。具体表现在以下几个方面：产量迅速下降;油套压差增加;套压、产气量呈锯齿形周期性波动，二者呈相反变化趋势。

②生产测试法：生产或关井状态下向气井井内下入电子压力计进行压力剖面测试或采用其他仪器探测气液界面，根据压力梯度的变化或气液界面的情况判断气井是否积液。

③气井临界携液流量分析法：通过准确计算气井的临界流量，然后将实际的产量与临界流量进行对比，若实际产量大于临界流量，则气井无积液，否则气井积液。对于苏里格气田低压低产气井，由于其产水量小，在油管内没有形成连续的液流，因此，油管内气体的流速是影响气井排液的重要因素。气体流速越大，其排液能力越强。

三、排水采气技术

（1）优选管柱排水采气工艺

优选管柱排水采气工艺是在有水气井开采的中后期，重新调整自喷管柱的大小，减少气流的滑脱损失，以充分利用气井自身能量的一种自力式气举排水采气方法。在设计自喷管柱时，可以应用下文讲述的数学模式，确定出临界流量与临界流速，这样才能确保连续排液。随着气流沿着自喷管柱举升高度的增加，气流速度也相应的增加，如果井底自喷管柱管鞋处的气流流速能够达到连续排液的临界流速或者以上，就可以保证流入井筒的全部地层水被连续排出。当气流从自喷管柱中流出时，应该建立适当的、合理的最大压力降，用以保证井口有足够的压能将天然气输进集气管网并传输给用户单位。因而，优选合理管柱的内容包含以下两个方面：对排液能力比较好、流速比较高，产水量比较大的天然气井，可适当的放大管径生产，如此便能达到提高井口压力，减少阻力损失，增加产气量的目的;对于生产中后期的天然气井，因产量与井底压力都已降低，排水能力较差，所以必须相应的更换小管径油管，即采用小油管生产，以增强气流的携液能力，减少或排除井底积液，使天然气井能够正常生产，延长气井的自喷采气期。

（2）泡沫排水采气工艺

泡沫排水采气（简称泡排）就是向井底注入某种与水产生稳定泡沫的表面活性剂即起泡剂，起泡剂的作用是降低水的表面张力，加入起泡剂后水的表面张力随表面活性剂浓度增加而迅速降低，表面张力随浓度下降的速度体现了起泡剂的效率，当起泡剂注入浓度大于临界胶束浓度时，表面张力随浓度变化不大。注入井内的起泡剂借助于天然气流的搅动，把水分散并产生大量含水泡沫，并且其密度较低。从而改变了井筒内水气流态，这样在地层能量不变的情况下，提高了天然气井的带水能力，把地层水举升到地面。同时，加入的起泡剂也提高了气泡流态的鼓泡高度，较少气体滑脱损失

（3）气举排水采气工艺

气举排水采气（简称气举）是将高压气体（天然气或氮气）注入井内，借助气举阀实现注入气与地层产出流体混合，降低注气点以上的流动压力梯度，减少举升过程中的滑脱损失，排出井底积液，增大生产压差，恢复或提高气井生产能力的一种人工举升工艺。

（4）射流泵排水采气工艺

射流泵的工作件是喷嘴、喉道和扩散管，喷嘴是引擎，喉道是泵。地面泵提供的高压动力流体通过喷嘴形成高速射流喷出，动力液总压头几乎全部转换为速度头，使混合室内压力下降。地层液体在沉没压力作用下进入混合室高速射流周围。由于射流质点的横向紊动，地面泵提供的高压动力流体与井底积液发生混掺作用，井底积液不断地被卷入随射流一起流入喉道，并逐渐与之充分混合和获得能量。此时总压头仍主要以速度头存在。随着扩散管的逐渐扩大，混合液的流速不断降低，而压力则随之升高，即速度头逐渐转换为压头随着压力的升高，最后克服混合流静液柱压力，地层液和动力液一起被举升至地面。

结论

排水采气工艺技术是气田开发的一条基本措施，本文研究了几种常用的排水采气工艺。在分析井筒流态的基础上，根据气井积液规律，对优选管柱，泡沫排水采气工艺，气举排水采气工艺，射流泵排水采气工艺进行简要介绍。分析其技术特点，为今后排水采气工艺措施的应用提供思路。

参考文献

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