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压缩装置中气体的循环分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-09-06 00:51:49 来源: 作者:用户73629    浏览次数:2    
摘要

1概述凝析气藏在开发中后期,生产压差加大,井底积液严重,造成井底回压高,表现为气井生产的油套压差大,部分气井井底流压很高,而井口油压却很低,反凝析积液情况普遍发生,严重影响气井正常生产。因此,这类气藏对采气工艺提出了很高的要求,现有的排液工艺还不成熟,不能适应深层、高温高压、高含凝析油的特点,排液效果差。 虽然柱塞举升和速度管柱(小油管)在国外常用来解决积液问题,但它们都有各自的缺点。速度管柱口径...

1概述凝析气藏在开发中后期,生产压差加大,井底积液严重,造成井底回压高,表现为气井生产的油套压差大,部分气井井底流压很高,而井口油压却很低,反凝析积液情况普遍发生,严重影响气井正常生产。因此,这类气藏对采气工艺提出了很高的要求,现有的排液工艺还不成熟,不能适应深层、高温高压、高含凝析油的特点,排液效果差。

虽然柱塞举升和速度管柱(小油管)在国外常用来解决积液问题,但它们都有各自的缺点。速度管柱口径小而无法使用抽汲绳或电缆起下工具。柱塞举升在不出砂或无扼流装置情况下才能正常工作。气体连续循环(CGC)克服了柱塞举升和速度管柱的缺点。该工艺的特点为:允许使用标准口径的油管、抽汲工具和电缆起下工具;在存在扼流装置及出砂情况下可正常生产;保持较低的井底流压;即便在气井产量减到零,仍可将液体排出井筒。

2气体循环技术CGC与柱塞举升、速度管柱的真正不同在于井的后期。安装柱塞举升或速度管柱的井在某一点开始衰退,产量下降比以前还低。安装CGC的井将不会积液,产量维持相同的下降率直到经济极限。这样,安装了CGC的井,在后期产量将会增加,*终采收率将会很高。

2. 1技术原理气体连续循环技术要求采用非常规的压缩机安装模式。压缩机并不是用来降低井口压力至销售管线以下,而是用来提高井眼气体的速度。当气体流动足够快,液体将进入井筒随高速气体带到地面。气井产气过程中,压缩机不断循环井眼气。在这一过程中,管道压力、油管压力和吸入压力一直是相等的;套管压力和排放压力也是相等的。

三通安装在分离器和销售天然气计量装置之间的液流管道上。三通将气体送到压缩机吸入端,压缩机的排放口连回到气井的油套DD套管环空。销售天然气直接送到销售天然气计量处而不是经过压缩机。

一个节流阀和一个电动阀,均安装在三通和销售天然气计量之间。节流阀除了在执行CGC启动程序以外,其它时间保持全开状态。只要压缩机停止工作,电动阀自动关闭,从而防止继续生产,避免导致积液。

压缩机汽缸就是流动控制阀。汽缸容积和吸入压力大小决定气体返回油-套环空和在井眼循环的流量。注入套管的气体将沿阻力*小的路径流动,因为油管压力小于地层压力,气体将沿油管上升。

CGC技术是解决积液问题的有效方法,而柱塞举升和速度管柱不是。因为压缩机可产生足够的油管速度从井眼举升液体。产量降为接近零时,压缩机仍可去除掉进入井眼的液体。

2. 2CGC启动程序在安装CGC时,如果井内有积液,就必须采用一种特殊的启动程序。在**次启动CGC之前,应关井直到所有液体都压入地层。关闭通往销售管道的节流阀,可对已关井的井眼进行天然气循环。由于吸入压力高(等于关井压力) ,循环速率也会很高。节流阀稍微打开一些,以便建立起通往销售管道的低的天然气流量。随后将节流阀缓慢地完全打开。缓慢打开的主要原因是防止压缩机超负荷工作。如果节流阀打开过快,油管压力和吸入压力会快速下降。

另一方面,套管压力和排放压力将会缓慢下降。

同时,缓慢打开节流阀,可防止液体快速地再次进入井筒。高的循环速率和受控的液体流入量可以很容易地将液体清除出井筒。如果在启动CGC之前,未能将液体排出井眼,则无法在井眼中循环气体。如果井内有太多液体,液体高度过大,而无法使液体排出油管。排放压力持续增高,直到气体从压缩机进入地层。如果没有任何气体沿油管上返至压缩机吸入室,则吸入压力会不断下降。压缩机要么负荷过大,要么由于高排放压力或低吸入压力而停止工作。任何一次较长时间的关井都需要重新实施启动程序。

2. 3CGC设计程序设计CGC系统的主要工具是节点分析计算机程序和压缩机计算程序。目前,节点分析并不能完全适合CGC设计需要,但却必须使用节点分析。管道压力。记录过去几个月观察到的*小和*大管道压力。在这一实例中,*小管道压力为0.6757MPa,*大管道压力为1. 2066MPa.

临界气体比率。有几种方法可估算临界气体比率(将液体带出井筒所需的比率)。一种节点分析程序可用于此来估算临界比率。为此,要设置油管压力等于管道压力( 0. 6757M Pa)。应用一个流动相关,可准确地描绘出液体举升。在该例中( 2- 3/ 8英寸的油管,深度2400. 3m,产水22kg/ 1000m 3) ,临界比率大约是1. 1326×10 4 m 3 / d.

压缩机气缸容量。假设吸入压力等于*小管道压力,所选的压缩机气缸会在临界气体比率的情况下循环气体。压缩机的循环比率设置成等于临界比率。因此,如果井的产量一直下降至零,使压缩机循环就能将液体带出井筒。设置*小管道压力为气缸的大小是有好处的。当管道压力和吸入压力上升时,产量将会下降。然而,循环比率将会增加更多(由于较高的吸入压力) ,井会继续保持液体举升。该例中,所选的气缸在0. 6757MPa的吸入压力下,容量大约为1. 1326×10 4 m 3 / d。

2. 4井眼循环分析首先,应用节点分析来分析油管内向上的流动(一种气体、凝析液、地层水和注入环空的干气的混合物)。这种分析得出井底流压( BHFP)。

第二,节点分析程序可用来分析注入环空的干气。地表注入压力一直在变,直到井底注入压力等于前面得出的井底流压( BHFP)。压缩机排放压力等于此处得出的地面注入压力。

第三,进行压缩机计算。这时可计算出能量消耗(提前估算吸入压力、排放压力和循环速率)。

3应用实例美国先后在三口井临时性地安装了气体连续循环系统,并在第四口井上永久性地安装了该系统。1号气井在安装气体连续循环系统之前采用间歇气举装置,天然气产量为3681. 08- 5096. 88m 3 / d。安装气体连续循环系统之后,产量提高到6937. 42m 3 / d。

当采用柱塞举升设备替代气体连续循环系统时,产量下跌到4530. 56- 5096. 88m 3 / d。由于是**口井,启动程序很谨慎且很慢,用去了10个小时,动力消耗不超过13. 1马力。气井的循环排量稳定在6654. 26m 3 / d,油管总流量达到1. 3592×10 4 m 3 / d。管道压力、吸入压力和油管压力大约为0. 786M Pa,套管压力和排放压力大约为1. 5237M Pa.

2号井在CGC试验前后采用柱塞举升。但前后的产量相差很大。由于数据不一致,尚不能确定产量提高是由CGC引起的。

3号井由于湿气而使CGC技术出现困难。气流中的液体进入压缩机前要进行分离,然后再将这些液体注入到压缩机里下行气流中。但是,由于分离不充分,液体进入气缸,导致压缩机反复停机。另外,这口井比其它井产出了更多的液体。由于缺乏计量设施,液体产量无法定量。*长运行时间达到三天。第三天,油管压力/吸入压力和套管压力/排放压力分别降到3. 7232和4. 9642M Pa,产量升到4332.348m 3 / d.即使包括下降期,平均日产量也达到594.636m 3 / d,说明CGC技术(如果安装完全分离设备)比柱塞气举产量高。

4号井曾经采用柱塞举升方式,期间气井开始出砂。人们认为,柱塞举升期间诱发的高瞬时速度可能是造成气井出砂的原因,而且柱塞举升也不会运行很长时间。为了降低高气流速度,安装了CGC系统,使气井出砂问题得到缓解,而气井产量仅从7163. 948m 3 / d降到6852. 472m 3 / d.

4认识与建议4. 1安装CGC的井将不会积液,产量维持相同的下降率直到经济极限。

4. 2气体连续循环克服了柱塞举升和速度管柱的缺点,在后期产量将会增加,*终采收率将会很高。

 
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