本書介紹了蘇里格氣田以及國內外氣田排水採氣新技術，對氣井井筒多相流理論基礎知識進行了簡單介紹，同時重點闡述了蘇里格氣田排水採氣技術、國內其他氣田排水採氣技術、國外氣田排水採氣技術、氣井排水採氣數值模型與分析以及天然氣田高超音速噴管霧化排水採氣新技術。
基本介紹
- 中文名：蘇里格氣田排水採氣新技術
- 作者：龍運輝
- 出版日期：2017年5月
- 書號：978-7-122-29227-8
- 開本：B5 710×1000 1/16
- 裝幀：平
- 版次：1版1次
- 頁數：186頁
內容簡介,目錄信息,
內容簡介
本書可供天然氣田工程專業技術人員參考，也可作為大學石油工程、天然氣輸運工程等專業本科生和研究生的參考教材。
目錄信息
1 氣井井筒多相流理論基礎1
1.1 多相流動的基本概念2
1.1.1 多相流體滲流的物理特徵2
1.1.2 流體的物理性質3
1.1.3 流體流動的基本概念4
1.2 流動基本方程9
1.2.1 連續性方程9
1.2.2 能量方程——伯努利方程式9
1.2.3 動量方程9
1.2.4 流體流動阻力10
1.2.5 氣體狀態方程13
1.3 氣液兩相流型及其轉變13
1.3.1 水平管流型14
1.3.2 垂直管流型15
1.4 含氣率截面相份額19
1.5 氣液兩相壓力降計算20
1.5.1 單相流動壓力損失20
1.5.2 多相流動壓力損失22
1.6 臨界流速與臨界液滴直徑32
1.6.1 Turner 液滴模型33
1.6.2 臨界液滴直徑35
2 蘇里格氣田排水採氣技術37
2.1 低壓低產氣井排水採氣工藝技術38
2.1.1 優選管柱排水採氣技術39
2.1.2 泡沫排水採氣工藝技術39
2.1.3 柱塞氣舉排水採氣工藝技術40
2.1.4 水井復產綜合工藝技術41
2.2 低產低壓氣井排水採氣技術對策43
2.2.1 泡沫排水採氣工藝技術43
2.2.2 氣舉排水採氣工藝技術43
2.2.3 柱塞舉升排水採氣工藝技術43
2.2.4 優選管柱排水採氣工藝技術44
2.2.5 渦輪泵排水採氣工藝技術44
2.2.6 機抽排水採氣工藝技術44
2.2.7 射流泵排水採氣工藝技術44
2.2.8 天然氣連續循環採氣工藝技術45
2.2.9 電潛泵45
2.2.10 同心毛細管技術46
2.3 蘇東氣田排水採氣技術46
2.3.1 泡沫排水採氣工藝46
2.3.2 井間互聯氣舉排水採氣49
2.3.3 連續油管試驗50
2.4 蘇里格氣田排水採氣“一井一策”50
2.4.1 “一井一策”排水採氣工藝51
2.4.2 “一井一策”工藝方案52
2.5 氣井渦流排水採氣新技術53
2.5.1 國外套用情況54
2.5.2 國內套用情況54
2.6 速度管柱排水採氣技術56
2.6.1 連續管設備組成及施工56
2.6.2 連續管作業過程56
2.6.3 速度管柱排水採氣施工過程57
2.6.4 速度管柱排水採氣技術改進58
2.7 連續油管排水採氣技術59
2.7.1 連續油管排水採氣技術60
2.7.2 速度管柱優選61
2.8 柱塞氣舉排水採氣工藝技術62
2.8.1 蘇里格氣田的地質概況62
2.8.2 柱塞氣舉工藝原理及要求62
2.8.3 工藝參數設計63
2.8.4 現場試驗及效果63
2.8.5 結論64
2.9 小直徑管排水採氣工藝技術64
2.9.1 配套設備64
2.9.2 工藝參數優選65
2.9.3 現場試驗情況66
2.9.4 結論67
2.10 橇裝式小直徑管排水採氣67
2.10.1 工作原理及設備參數67
2.10.2 現場試驗69
2.10.3 結論70
2.11 積液氣井排水採氣工藝最佳化71
2.11.1 積液氣井開採工藝現狀71
2.11.2 低產氣井排水採氣工藝最佳化71
2.11.3 富水區生產氣井工藝最佳化72
2.12 優選管柱排水採氣技術74
2.12.1 優選管柱排水採氣技術理論74
2.12.2 現場套用效果75
2.12.3 結論76
2.13 井下節流氣井泡沫排水採氣機理76
2.13.1 實驗研究77
2.13.2 實驗結果分析77
2.14 井下節流泡沫排水採氣工藝適用性77
2.14.1 蘇里格西區氣井產水情況78
2.14.2 蘇里格西區井筒積液狀況及泡沫排液效果78
2.14.3 典型氣井泡沫排水效果及影響因素分析79
2.14.4 井下節流條件下泡沫排水工藝適用性分析80
2.14.5 結論及建議81
2.15 氣井井筒排液影響因素分析81
2.16 氣舉排水採氣工藝技術81
2.16.1 富水區開發技術政策及配套技術82
2.16.2 單項氣舉排水採氣工藝82
2.16.3 複合氣舉排水採氣工藝83
2.16.4 結論85
3 國內其他氣田排水採氣技術86
3.1 氣井泡排排水87
3.2 多效發泡劑88
3.3 中原油田白廟氣藏排水採氣89
3.4 連續氣舉排液採氣技術91
3.5 柱塞（球塞）氣舉技術92
3.6 深抽排水採氣工藝95
3.7 井間互聯井筒激動排液復產工藝96
3.8 注氮採氣技術97
3.9 多級節流閥互助排液98
3.10 深層、高溫、高壓氣井排水採氣工藝99
3.10.1 氣井深度排水採氣工藝技術99
3.10.2 深井、高溫、高礦化度排水採氣技術100
3.10.3 大慶深層低滲透氣井排液101
3.11 吉林油田排水採氣101
3.11.1 泡沫排水採氣101
3.11.2 氣舉排水採氣101
3.11.3 優選管柱排水採氣102
3.11.4 電潛泵排水採氣技術102
3.11.5 機抽排水採氣工藝102
3.12 川渝氣田排水採氣工藝技術103
3.12.1 川渝氣田排水採氣工藝技術現狀及發展方向103
3.12.2 氣井排水採氣工藝原理及套用106
3.12.3 川中充西須四段氣藏氣井107
3.12.4 洛帶氣田採氣管柱優選108
3.12.5 川渝氣田不同類型有水氣藏的開發 108
3.13 井下節流及其對攜液能力的影響 109
3.14 毛細管加注泡沫排水採氣新技術 111
3.15 新疆油田排水採氣 112
3.16 海上氣田氣井排水採氣技術 112
4 國外氣田排水採氣技術 116
4.1 成熟工藝技術的發展 117
4.2 同心毛細管技術 117
4.3 天然氣連續循環採氣工藝 118
4.4 渦輪排水採氣工藝 119
4.5 組合排水採氣工藝 120
4.6 超音波霧化技術 120
4.7 氣舉排水採氣工藝 120
4.8 井下氣液分離同井回注技術 120
4.9 井間互聯井筒激動排液復產工藝技術 121
4.10 聚合物控水採氣工藝技術 121
4.11 電潛泵倒置排水採氣法 122
4.12 氣體加速泵技術 122
4.13 國外排水採氣技術發展趨勢 124
5 氣井排水採氣數值模型與分析 125
5.1 氣井連續攜液模型 126
5.2 氣井排液的節點分析 127
5.3 氣井排水採氣分析設計軟體 127
5.3.1 軟體技術路線 128
5.3.2 軟體主要功能模組 128
5.4 排水採氣綜合平台軟體 130
5.4.1 軟體總體結構的設計思路 130
5.4.2 系統的開發流程 132
5.4.3 綜合、統一的軟體平台和開發環境 132
5.4.4 系統界面的設計思想 133
5.5 凝析氣井的最低允許產量 134
5.6 臨界流量對產水量的影響及計算模型 134
5.7 定向氣井連續攜液臨界產量預測模型 136
5.8 霧化噴嘴數值研究 137
5.8.1 霧化理論分析及數學模型建立 137
5.8.2 噴嘴霧化效果數值仿真研究 137
5.8.3 仿真結果與誤差分析 138
5.8.4 噴嘴霧化排水的可行性分析 138
5.9 氣體加速泵排水採氣舉升效率研究 138
5.9.1 氣體舉液機理研究現狀 139
5.9.2 舉升效率計算模型 139
5.9.3 套用實例 140
5.9.4 結論 140
6 天然氣田高超音速噴管霧化排水採氣新技術 141
6.1 概述 142
6.2 高超音速噴管霧化的理論研究 142
6.2.1 臨界流噴嘴 143
6.2.2 漸縮噴管與拉伐爾噴管 144
6.2.3 拉伐爾噴管的設計計算 148
6.3 超音速噴管的數值模擬 149
6.3.1 基本數學模型 149
6.3.2 霧化模型 154
6.3.3 數值模擬過程 158
6.4 數值模擬結果分析 158
6.5 噴管霧化技術的試驗研究 165
6.5.1 排水採氣的實驗室試驗 165
6.5.2 現場試驗 171
6.6 研究成果 181
6.7 套用前景 181
參考文獻 182
1.1 多相流動的基本概念2
1.1.1 多相流體滲流的物理特徵2
1.1.2 流體的物理性質3
1.1.3 流體流動的基本概念4
1.2 流動基本方程9
1.2.1 連續性方程9
1.2.2 能量方程——伯努利方程式9
1.2.3 動量方程9
1.2.4 流體流動阻力10
1.2.5 氣體狀態方程13
1.3 氣液兩相流型及其轉變13
1.3.1 水平管流型14
1.3.2 垂直管流型15
1.4 含氣率截面相份額19
1.5 氣液兩相壓力降計算20
1.5.1 單相流動壓力損失20
1.5.2 多相流動壓力損失22
1.6 臨界流速與臨界液滴直徑32
1.6.1 Turner 液滴模型33
1.6.2 臨界液滴直徑35
2 蘇里格氣田排水採氣技術37
2.1 低壓低產氣井排水採氣工藝技術38
2.1.1 優選管柱排水採氣技術39
2.1.2 泡沫排水採氣工藝技術39
2.1.3 柱塞氣舉排水採氣工藝技術40
2.1.4 水井復產綜合工藝技術41
2.2 低產低壓氣井排水採氣技術對策43
2.2.1 泡沫排水採氣工藝技術43
2.2.2 氣舉排水採氣工藝技術43
2.2.3 柱塞舉升排水採氣工藝技術43
2.2.4 優選管柱排水採氣工藝技術44
2.2.5 渦輪泵排水採氣工藝技術44
2.2.6 機抽排水採氣工藝技術44
2.2.7 射流泵排水採氣工藝技術44
2.2.8 天然氣連續循環採氣工藝技術45
2.2.9 電潛泵45
2.2.10 同心毛細管技術46
2.3 蘇東氣田排水採氣技術46
2.3.1 泡沫排水採氣工藝46
2.3.2 井間互聯氣舉排水採氣49
2.3.3 連續油管試驗50
2.4 蘇里格氣田排水採氣“一井一策”50
2.4.1 “一井一策”排水採氣工藝51
2.4.2 “一井一策”工藝方案52
2.5 氣井渦流排水採氣新技術53
2.5.1 國外套用情況54
2.5.2 國內套用情況54
2.6 速度管柱排水採氣技術56
2.6.1 連續管設備組成及施工56
2.6.2 連續管作業過程56
2.6.3 速度管柱排水採氣施工過程57
2.6.4 速度管柱排水採氣技術改進58
2.7 連續油管排水採氣技術59
2.7.1 連續油管排水採氣技術60
2.7.2 速度管柱優選61
2.8 柱塞氣舉排水採氣工藝技術62
2.8.1 蘇里格氣田的地質概況62
2.8.2 柱塞氣舉工藝原理及要求62
2.8.3 工藝參數設計63
2.8.4 現場試驗及效果63
2.8.5 結論64
2.9 小直徑管排水採氣工藝技術64
2.9.1 配套設備64
2.9.2 工藝參數優選65
2.9.3 現場試驗情況66
2.9.4 結論67
2.10 橇裝式小直徑管排水採氣67
2.10.1 工作原理及設備參數67
2.10.2 現場試驗69
2.10.3 結論70
2.11 積液氣井排水採氣工藝最佳化71
2.11.1 積液氣井開採工藝現狀71
2.11.2 低產氣井排水採氣工藝最佳化71
2.11.3 富水區生產氣井工藝最佳化72
2.12 優選管柱排水採氣技術74
2.12.1 優選管柱排水採氣技術理論74
2.12.2 現場套用效果75
2.12.3 結論76
2.13 井下節流氣井泡沫排水採氣機理76
2.13.1 實驗研究77
2.13.2 實驗結果分析77
2.14 井下節流泡沫排水採氣工藝適用性77
2.14.1 蘇里格西區氣井產水情況78
2.14.2 蘇里格西區井筒積液狀況及泡沫排液效果78
2.14.3 典型氣井泡沫排水效果及影響因素分析79
2.14.4 井下節流條件下泡沫排水工藝適用性分析80
2.14.5 結論及建議81
2.15 氣井井筒排液影響因素分析81
2.16 氣舉排水採氣工藝技術81
2.16.1 富水區開發技術政策及配套技術82
2.16.2 單項氣舉排水採氣工藝82
2.16.3 複合氣舉排水採氣工藝83
2.16.4 結論85
3 國內其他氣田排水採氣技術86
3.1 氣井泡排排水87
3.2 多效發泡劑88
3.3 中原油田白廟氣藏排水採氣89
3.4 連續氣舉排液採氣技術91
3.5 柱塞（球塞）氣舉技術92
3.6 深抽排水採氣工藝95
3.7 井間互聯井筒激動排液復產工藝96
3.8 注氮採氣技術97
3.9 多級節流閥互助排液98
3.10 深層、高溫、高壓氣井排水採氣工藝99
3.10.1 氣井深度排水採氣工藝技術99
3.10.2 深井、高溫、高礦化度排水採氣技術100
3.10.3 大慶深層低滲透氣井排液101
3.11 吉林油田排水採氣101
3.11.1 泡沫排水採氣101
3.11.2 氣舉排水採氣101
3.11.3 優選管柱排水採氣102
3.11.4 電潛泵排水採氣技術102
3.11.5 機抽排水採氣工藝102
3.12 川渝氣田排水採氣工藝技術103
3.12.1 川渝氣田排水採氣工藝技術現狀及發展方向103
3.12.2 氣井排水採氣工藝原理及套用106
3.12.3 川中充西須四段氣藏氣井107
3.12.4 洛帶氣田採氣管柱優選108
3.12.5 川渝氣田不同類型有水氣藏的開發 108
3.13 井下節流及其對攜液能力的影響 109
3.14 毛細管加注泡沫排水採氣新技術 111
3.15 新疆油田排水採氣 112
3.16 海上氣田氣井排水採氣技術 112
4 國外氣田排水採氣技術 116
4.1 成熟工藝技術的發展 117
4.2 同心毛細管技術 117
4.3 天然氣連續循環採氣工藝 118
4.4 渦輪排水採氣工藝 119
4.5 組合排水採氣工藝 120
4.6 超音波霧化技術 120
4.7 氣舉排水採氣工藝 120
4.8 井下氣液分離同井回注技術 120
4.9 井間互聯井筒激動排液復產工藝技術 121
4.10 聚合物控水採氣工藝技術 121
4.11 電潛泵倒置排水採氣法 122
4.12 氣體加速泵技術 122
4.13 國外排水採氣技術發展趨勢 124
5 氣井排水採氣數值模型與分析 125
5.1 氣井連續攜液模型 126
5.2 氣井排液的節點分析 127
5.3 氣井排水採氣分析設計軟體 127
5.3.1 軟體技術路線 128
5.3.2 軟體主要功能模組 128
5.4 排水採氣綜合平台軟體 130
5.4.1 軟體總體結構的設計思路 130
5.4.2 系統的開發流程 132
5.4.3 綜合、統一的軟體平台和開發環境 132
5.4.4 系統界面的設計思想 133
5.5 凝析氣井的最低允許產量 134
5.6 臨界流量對產水量的影響及計算模型 134
5.7 定向氣井連續攜液臨界產量預測模型 136
5.8 霧化噴嘴數值研究 137
5.8.1 霧化理論分析及數學模型建立 137
5.8.2 噴嘴霧化效果數值仿真研究 137
5.8.3 仿真結果與誤差分析 138
5.8.4 噴嘴霧化排水的可行性分析 138
5.9 氣體加速泵排水採氣舉升效率研究 138
5.9.1 氣體舉液機理研究現狀 139
5.9.2 舉升效率計算模型 139
5.9.3 套用實例 140
5.9.4 結論 140
6 天然氣田高超音速噴管霧化排水採氣新技術 141
6.1 概述 142
6.2 高超音速噴管霧化的理論研究 142
6.2.1 臨界流噴嘴 143
6.2.2 漸縮噴管與拉伐爾噴管 144
6.2.3 拉伐爾噴管的設計計算 148
6.3 超音速噴管的數值模擬 149
6.3.1 基本數學模型 149
6.3.2 霧化模型 154
6.3.3 數值模擬過程 158
6.4 數值模擬結果分析 158
6.5 噴管霧化技術的試驗研究 165
6.5.1 排水採氣的實驗室試驗 165
6.5.2 現場試驗 171
6.6 研究成果 181
6.7 套用前景 181
參考文獻 182
