第六节 排水采气目的,排除井筒中的积液。
积液的产生,在气井中常有烃类凝析液或地层水流入井底。当气井产量高、井底气液速度大而井中流体的数量相对较少时，水将完全被气流携带至地面，
否则，井筒中将出现积液。
积液的危害,积液的存在将增大对气层的回压，并限制其生产能力，有时甚至会将气层完全压死以致关井。
采取的措施,除采取防止地层水进入气井的一系列措施以减少流入井底的水外，还必须采取措施排出井筒中的积液。
气体动力学方法：优选管柱排水采气机械方法：
物理化学方法,泡沫排水采气排除井筒积液的方法：
一,
1）油管直径过小,虽可以提高气流速度，有利于将井底的液体排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井口压力下所要求的井底流压高，从而限制了气井产量；
2）油管直径过大，虽可以降低气流速度及摩阻损失，
从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度无法将井底液体携至地面，最终造成井底积液、流压升高而限制产气量。
因此必须根据气井的产能状况优选合理的管径，充分利用气藏的能量，尽可能多地使井底的液体能及时被气流携带到地面，以获得最大产气优选管柱排水采气 的核心,确定连续排液所需的最小气量。 1969年特纳 (Turner)等人给出了能将气流中最大液滴携带到地面的最低气流流速：
5.2.0
2
21 ])([15.7
g
g c r
影响因素,气井连续排液所需的最低流速 (也称临界流速 )主要受气、液密度、及界面张力 σ影响。如 按井底条件算，则最小产气量应为：
式中 ——气流携带液滴所需的最小流量 (标准状态 )，
——油管内径,m
——井底流压,MPa
T ——井底气流温度,K
Z ——井底压力,温度下的气体压缩因子 。
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ZT
dpq tig c rwf
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2
41096.1
gcrq
tid
wfp
（ 11-38）
式 (11-38)又可改写为：
按此式初步选定管径后,
还需用节点分析方法对管柱及整个生产系统进行核算分析,
以实现整个生产系统最优化 。
以特纳液滴模型为基础的优选管柱方法适用条件,高气液比,井筒中呈雾状流的含液气井,对井筒中呈其它流动型态的含液气井,则不宜用此方法 。
5.0
2 )(40.1
1
g c rwf
g c r
ti p
ZTq
d
二,柱塞气举排水采气主要方法,游梁式抽油机,连续气举,电潜泵及柱塞气举 。
柱塞气举,是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水,不需其它动力设备,生产成本低,在美国被认为是最佳的排水采气工艺 。
优点,由于柱塞在举升气体与采出液体之间形成一个固体界面,能够有效地防止气体上窜和液体回落,从而减少了滑脱损失,提高了举升效率 。
1.
典型的柱塞气举装置如图 11-34所示,
1) 柱塞 。 柱塞体内有一阀,根据密封和旁通方式的不同,可设计成不同类型 。
2) 井底装置 。 井底装置主要由制动器和井下缓冲器等组成 。 制动器用卡瓦固定在油管鞋附近 。 缓冲器主要是一缓冲弹簧,安装在制动器顶部,当柱塞下行碰撞时起缓冲作用 。
3) 防喷管 。 防喷管安装在井口闸门以上,主要由弹簧,
缓冲板和手动柱塞捕捉器等组成,其功能是吸收上行柱塞抵达井口的动能,必要时可以捕捉柱塞 。
4) 地面装置 。 地面装置主要由时间 -周期控制器和气动阀组成 。 气动阀按控制器定时发出的指令开关 。
2.
柱塞气举装置的正常工作由时间 -周期控制器定时地控制气动阀的开关来完成 。 当气动阀关闭时,柱塞上的阀已被防喷管内的撞击杆顶开,打开旁通,柱塞自行下落 。 柱塞撞击井下缓冲器后阀关闭,同时油管中液面不断上升 。 当油套环空压力恢复到足以突破油管鞋举升柱塞以上液体时,气动阀打开,气体迅速从套管进入油管,
与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上部液体升向井口,直到把柱塞上部的液体举升至地面,柱塞撞击防喷管内的顶杆后,阀再次打开,气动阀关闭,
柱塞下落,开始下一次工作循环 。 柱塞气举工艺在气举采油井中也被广泛应用 。
三,
泡沫排水采气 就是从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂 (即起泡剂 ),井底积水与起泡剂接触后,借助天然气流的搅动,生成大量低密度水泡沫,随气流携带到地面 。
1,起泡剂的性能要求及适用条件
（ 1） 性能要求除具备表面活性剂一般性能外，还要求具有起泡能力强、泡沫携液量大及泡沫稳定性适中等特殊性能。常用的表面活性剂有离子型、非离子型、两性表面活性剂及高分子聚合物表面活性剂。
(2)
气井流体性质不同，采用的起泡剂也不同。
一般气水井 主要采用阴离子型起泡剂，如磺酸盐、
硫酸脂盐等，单独使用就能获得较好的效果；
含凝析油的气水井 中，由于凝析油本身是一种消泡剂，会使起泡剂性能变差，应采用多组分的复合起泡剂 (常将几种起泡剂同时配入一个体系中使用 )，也可采用两性或聚合物表面活性剂；
含硫化氢的气水井 中，要注意防腐用的缓蚀剂与起泡剂互相之间能配伍，使起泡剂不受影响。
2,起泡剂的注入方式起泡剂一般从油套环空注入,水呈泡沫段塞状态从油管与气一同排出后,在地面进行分离 。
注起泡剂的方式有便携式投药筒,泡沫排水专用车,井场平衡罐及电动柱塞计量泵等多种,需根据井场条件选择 。
积液的产生,在气井中常有烃类凝析液或地层水流入井底。当气井产量高、井底气液速度大而井中流体的数量相对较少时，水将完全被气流携带至地面，
否则，井筒中将出现积液。
积液的危害,积液的存在将增大对气层的回压，并限制其生产能力，有时甚至会将气层完全压死以致关井。
采取的措施,除采取防止地层水进入气井的一系列措施以减少流入井底的水外，还必须采取措施排出井筒中的积液。
气体动力学方法：优选管柱排水采气机械方法：
物理化学方法,泡沫排水采气排除井筒积液的方法：
一,
1）油管直径过小,虽可以提高气流速度，有利于将井底的液体排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井口压力下所要求的井底流压高，从而限制了气井产量；
2）油管直径过大，虽可以降低气流速度及摩阻损失，
从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度无法将井底液体携至地面，最终造成井底积液、流压升高而限制产气量。
因此必须根据气井的产能状况优选合理的管径，充分利用气藏的能量，尽可能多地使井底的液体能及时被气流携带到地面，以获得最大产气优选管柱排水采气 的核心,确定连续排液所需的最小气量。 1969年特纳 (Turner)等人给出了能将气流中最大液滴携带到地面的最低气流流速：
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影响因素,气井连续排液所需的最低流速 (也称临界流速 )主要受气、液密度、及界面张力 σ影响。如 按井底条件算，则最小产气量应为：
式中 ——气流携带液滴所需的最小流量 (标准状态 )，
——油管内径,m
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式 (11-38)又可改写为：
按此式初步选定管径后,
还需用节点分析方法对管柱及整个生产系统进行核算分析,
以实现整个生产系统最优化 。
以特纳液滴模型为基础的优选管柱方法适用条件,高气液比,井筒中呈雾状流的含液气井,对井筒中呈其它流动型态的含液气井,则不宜用此方法 。
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二,柱塞气举排水采气主要方法,游梁式抽油机,连续气举,电潜泵及柱塞气举 。
柱塞气举,是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举水,不需其它动力设备,生产成本低,在美国被认为是最佳的排水采气工艺 。
优点,由于柱塞在举升气体与采出液体之间形成一个固体界面,能够有效地防止气体上窜和液体回落,从而减少了滑脱损失,提高了举升效率 。
1.
典型的柱塞气举装置如图 11-34所示,
1) 柱塞 。 柱塞体内有一阀,根据密封和旁通方式的不同,可设计成不同类型 。
2) 井底装置 。 井底装置主要由制动器和井下缓冲器等组成 。 制动器用卡瓦固定在油管鞋附近 。 缓冲器主要是一缓冲弹簧,安装在制动器顶部,当柱塞下行碰撞时起缓冲作用 。
3) 防喷管 。 防喷管安装在井口闸门以上,主要由弹簧,
缓冲板和手动柱塞捕捉器等组成,其功能是吸收上行柱塞抵达井口的动能,必要时可以捕捉柱塞 。
4) 地面装置 。 地面装置主要由时间 -周期控制器和气动阀组成 。 气动阀按控制器定时发出的指令开关 。
2.
柱塞气举装置的正常工作由时间 -周期控制器定时地控制气动阀的开关来完成 。 当气动阀关闭时,柱塞上的阀已被防喷管内的撞击杆顶开,打开旁通,柱塞自行下落 。 柱塞撞击井下缓冲器后阀关闭,同时油管中液面不断上升 。 当油套环空压力恢复到足以突破油管鞋举升柱塞以上液体时,气动阀打开,气体迅速从套管进入油管,
与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上部液体升向井口,直到把柱塞上部的液体举升至地面,柱塞撞击防喷管内的顶杆后,阀再次打开,气动阀关闭,
柱塞下落,开始下一次工作循环 。 柱塞气举工艺在气举采油井中也被广泛应用 。
三,
泡沫排水采气 就是从井口向井底注入某种能够遇水起泡的表面活性剂 (即起泡剂 ),井底积水与起泡剂接触后,借助天然气流的搅动,生成大量低密度水泡沫,随气流携带到地面 。
1,起泡剂的性能要求及适用条件
（ 1） 性能要求除具备表面活性剂一般性能外，还要求具有起泡能力强、泡沫携液量大及泡沫稳定性适中等特殊性能。常用的表面活性剂有离子型、非离子型、两性表面活性剂及高分子聚合物表面活性剂。
(2)
气井流体性质不同，采用的起泡剂也不同。
一般气水井 主要采用阴离子型起泡剂，如磺酸盐、
硫酸脂盐等，单独使用就能获得较好的效果；
含凝析油的气水井 中，由于凝析油本身是一种消泡剂，会使起泡剂性能变差，应采用多组分的复合起泡剂 (常将几种起泡剂同时配入一个体系中使用 )，也可采用两性或聚合物表面活性剂；
含硫化氢的气水井 中，要注意防腐用的缓蚀剂与起泡剂互相之间能配伍，使起泡剂不受影响。
2,起泡剂的注入方式起泡剂一般从油套环空注入,水呈泡沫段塞状态从油管与气一同排出后,在地面进行分离 。
注起泡剂的方式有便携式投药筒,泡沫排水专用车,井场平衡罐及电动柱塞计量泵等多种,需根据井场条件选择 。
