第六章采气工程方案设计.docx

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1、第六章采气工程方案设计第一节概述采气工程是一个整体系统工程，不是单项技术。采气工程成为一门科学，是通 过采气工程整体方案实现的。90年代以来，我国的四川气田大天池构造带石炭 系气藏和新疆的吉拉克凝析油气田等， 都通过采气工程方案设计的编制来做好气 藏（气田）正规开发前的技术准备。每一个新气藏的开发建设，都应该搞好采气 工程方案设计的编制，确保有一个科学、实用、高效、完整的采气工程方案。采气工程方案是指贯彻气藏工程方案并适应于气藏地质特征和储层特点、能对气藏实施经济、高效开发的采气工程配套技术整体设计。 采气工程方案与气藏工 程案、地面建设工程方案三位一体，组成的气藏开发方案的总体设计（图6-1

2、）, 是指导气藏科学开发的重要技术规则。图6-1气藏开发方案总体设计程序示意图采气工程必须通过所编制的方案设计， 把各个单项工艺技术有机地组成一个整 体并有效作用于气藏，才能把气藏的储量最大的控制和动用起来， 以达到高效开 发的预期目的。因此，采气工程方案设计是气藏开发总体建设方案设计的重要组 成部分和核心，是实现气藏开发总体方案和天然气生产指标的主要工程技术保 证，在提咼气藏开发最终米收率和总体经济效益中占有举足轻重的地位。本章将在简要探索采气工程方案设计的特点、 程序的基础上，详细介绍采气工 程方案的设计方法并给出应用气藏实例第二节采气工程方案设计的特点采气工程方案研究的主要对象在地下。

3、采气工程方案设计应从掌握气藏生产特 征入手，在深入调查研究和总结气藏开发在应用采气工程技术方面已取得成功经 验的基础上，通过一系列导向技术的深入研究和先导性试验，提出能确保气藏开 发指标完成的先进采气工程配套技术设计方案。因此，采气工程方案设计具有如下明显特点：一、综合性采气工程方案设计是一项涉及学科、 专业内容多的综合性研究。采气工程方案 设计不仅要研究影响各项工艺方案决策的技术因素， 还要研究经济因素，及其综 合因素，需要掌握各种工艺措施的技术发展方向、适应性和应用效果。二、特殊性由于不同储层的地质成因、岩性、物性、流体性质以及驱动方式的显著差异， 我国现今已知气藏的类型繁多，如可划分气驱

4、气藏、水驱气藏、凝析气藏、含硫 气藏、低渗气藏等等。每一类，甚至每一个气藏都有其自身的特性。因此，采气 工程方案设计虽有规可循，也决不可能是一成不变的模式。根据我国天然气地质 特点，对不同类型气藏应实行不同的方案原则， 每个采气工程方案设计都应该随 着气藏类型和特征的显著差异，在基本内容上有所不同。而每个采气工程方案都 应针对不同气藏的具体类型和特征，提出相应的采气工程方案措施和配套技术决 策，以求获得气藏的高效开发。三、系统性采气工程方案设计是以气藏工程为基础、并与地面建设配套工程有着密切相关 的联系。因此采气工程方案设计的研究与优化是多目标和多因素的，它既要研究 各单项工艺技术的先进性、可

5、操作性，又要研究其配套后的整体应用效果以及对 气藏工程的适应性与对地面建设工程的要求和影响，进而寻求采气工程方案整体 效果的最优化，以确保气藏开发指标的实现。四、超前性采气工程方案设计，是在新气藏尚未正式投入开发之前进行的， 带有明显的超 前性。为了确保方案设计的结果准确、可靠、并满足开发指标的要求，这就要求 必须尽可能地掌握各种信息资料，科学的预测影响气藏不同开发阶段稳产的主要 矛盾，拟定近期和中远期科学技术研究课题，超前做好科研攻关的技术准备，超 前贮备必需的技术，才能使采气工程技术进步处于主动。五、优化性采气工程方案设计的实践证明，方案的优化就是最大的节约。采气工程不仅自 身与气藏开发的

6、总体效益密切相关、 是一项投入大的系统工程，而且采气工程方 案设计研究的专题也较复杂，每一专题都存在着各有利弊、相互制约、经济效益 也不尽相同的多个解决方案。需要进行多方案的全面分析、对比和评价，才能优 选出最优方案，以尽量避免决策失误，通过科学、合理的采气工程方案的实施和 采气工程技术的进步来实现气藏开发总体效益的提高。第三节采气工程方案设计的前期工作抓好采气工程方案设计的前期工作， 是搞好方案设计编制的基础。采气工程方 案设计的前期工作，主要有如下三个方面：一、导向技术研究和先导性试验科学决策正确与否，不仅是决定采气工程方案设计成败的基本因素， 而且也是 影响开发总体效益的决定性因素。 有

7、关采气工程方案设计的重大技术决策， 都必须经过导向技术研究和先导性试验，只有经研究和试验证实能对气藏开发总体经 济效益起重大影响的采气工程技术才能纳入推广应用。所谓导向技术研究，就是针对气藏特点、不同开采阶段的主要矛盾、以及工艺技术的薄弱环节，把研究的 重点放在能影响采气工艺技术发展方向的重大课题上，从宏观上加以控制和引 导，使其能按照气藏开发的演变有针对性的发展工艺技术。“八五”以来，四川气田先后开展了“采气工程方案的经济评价”、“不同类型气藏开采工艺模式研 究”、“多产层分采工艺技术可行性研究”等导向技术研究。在进行导向技术研究 的基础上，以点带面，先突破、后推广，重点开展了 “铁山21井

8、一井两层分采”、 “高含硫气田水达标处理”、“水力射流泵排水采气”、“排水找气” “低渗透气藏 高强度深穿透改造”等先导性试验，对有针对性地超前发展和提高采气工艺技术 的配套能力、密切其与气田开发方案总体经济效益的关系，起到了先导性作用。如M气田低渗透气藏通过加砂压裂高强度深穿透改造先导性试验，研制了能 计算动态裂缝几何尺寸、生产剖面温度、填砂裂缝与酸蚀裂缝导流能力、氢离子 传质系数及液体综合滤失系数的计算机优化设计软件并指导M14井加砂压裂取得了显著增产成效。M14井加砂压裂上机参数与计算机处理成果分别见表6- 1与 6-2:孔隙度，%9.5套管内径，m0.157渗透率，口 m22.3X 1

9、0-4注入方式油管注入杨氏模量，MPa93100地层流体粘度，Pa*s2.3 X 103裂缝高度，m22压裂液流体压缩系数，1/MPa0.03125产层有效厚度，m10.5压裂液名Ultrafio泄流半径，m500压裂液n0.262井眼半径，m0.108压裂液k,Pa*sn12射孔孔数，孔208压裂液造壁滤失系数，m/s1/20.000155孔眼直径，m0.01压裂液初滤失，m3/m2/破裂压力，MPa86压裂液降阻率，/油层中部深度，m2679.8压裂液密度，kg/m31020地层压力，MPa32.0前置液量，m350.0闭合压力，MPa61.0携砂液量，m348.0地层温度， C85.0支

10、撑剂量，t20.062mm油管长度，m/支撑剂初密度，kg/m3185075.9mm油管长度，m2655.0平均砂浓度，kg/m3416.67施工前，M14井在井底流压19.2MPa条件下气产量为0.93X 104m3/d。施工设计 时进行了施工规模的计算机的优选，并根据计算的施工后缝长预测施工效果，用温度剖面程序绘制了压裂施工过程中，井筒内和裂缝内液体温度剖面。施工中， 实际挤入地层前置液50m3、携砂液54.5m3、陶粒17.17t,施工泵压5783MPa, 排量84025201/min，平均加砂浓度371.9kg/m3，最高压力86MPa,裂缝高度22m。从压井、低替酸液、隔离液、前置液

11、，注前置液、注携砂液，完成了设计指标， 符合性很好，各项施工参数满足了工艺需要，达到了设计要求和预期目的。施工 后，该井自喷排液16天，排出程度54.58%，未见砂子退出，经测试，在井底流 压为29.54MPa条件下，产气量为5.59X 104m3/d （图6-2）,从而为该气藏的采 气工程方案设计提供了科学决策的依据。项目排量（L/s）一 一3033.333541.67动态缝长，m125.89128.16130.35140.91支撑缝长，m113.66116.52117.89122.73动态缝宽，m0.00410.00420.00420.0044平均支撑缝宽，m0.00220.00170.0

12、0160.0014穿透百分比，22.7323.3023.5824.55增产倍数（J/Jo)1.91.921.931.97二、采气工程技术现状调研为了使采气工程方案与具体设计气藏的特征相适应，并为方案编制提供必要的基本数据和基础材料，方案编制前需要对设计气藏的试采和临近气藏开采中出现 的问题及采气工程的技术现状进行深入调查、研究。调查的重点主要有：（1）设计气藏的类型、储层性质、地质特征、流体性质与油气水分布关系；（2）设计气藏开发的主要指标、技术政策、开发过程可能出现的主要矛盾、相 应技术对策；（3）设计气藏的气井试采情况、产能大小、气井稳产趋势及其主要影响因素；（4）设计气藏的采气工程现有技

13、术水平，新工艺、新技术的应用前景和需配套 研究的重点专题；（5）国内开发同类型气藏可供借鉴的有效工艺技术。三、重点专题研究采气工程方案设计必须以科研成果作支撑，只有有了高适应性的配套工艺技 术，才有采气工程方案的高水平。针对现状调查中掌握的对气藏开发效益有重要 影响、需要大量应用的工艺技术，要搞好专题研究，并促使其尽快配套。如为了 编制好川东大天池构造带石炭系气藏的采气工程方案设计，在现状调查基础上， 针对气藏具体地质特征，重点开展了“完井套管强度计算”、“射孔工艺优化参数设计”、“气层改造优化设”、“井下管柱受力分析” 、“采气工艺方式优化设计” “生产气井压力系统 （节点） 分析”等六个专

14、题的研究。 所形成的专题研究报告， 是对“八五”以来，四川气田采气工程系统经验的总结和深化，不仅对搞好大天 池石炭系气藏采气工程方案设计有重要的指导作用， 而且这些专题也是当前其他 类似气藏进行采气工程方案设计时常开展的基本重点研究专题。此外，为了提高采气工程方案设计的整体能力和水平，做好超前技术准备，当 前还应该围绕其技术发展方向进一步加强一下七个方面的专题研究：（1）深化对气藏特征认识，促进采气工程和气藏工程更紧密结合的“气藏描述 研究”；（ 2）提高排水采气工艺优化设计水平的“产水气井流入动态曲线研究” ； （3）有利于气井生产系统优化决策的“多流体数学模型的机理和多相流动实验 研究”；

15、（ 4）立足双高，实现少井高产的“一井多层开采工艺和工具研究” ；（ 5）提高气井增产措施有效率的“地应力场和裂缝分布规律研究” ；（6）提高设计科学性的“采气工程方案设计新方法和专家系统研究” ；（ 7）提高经济效益的“采气工艺技术经济界限研究” 。第四节 采气工程方案设计的基本任务和主体工艺的分析论证一、采气工程方案设计的基本任务采气工程方案设计的 基本任务是针对气藏的地质特征和储层性质， 在对气井生 产系统节点分析和室内岩芯实验的基础上， 编制气藏开发的主体工艺方案， 并配 套形成生产能力，对气藏实施经济有效的开发二、采气工程方案设计的主体工艺内容采气工程方案的 主体工艺 ，主要包括以下

16、内容：1、完井工程及开发全过程的 气层保护技术根据气藏工程和采气工程的要求， 选择新开发井的钻井方法和钻井液、 完井方 法、完井液以及井身结构和套管程序；对固井质量提出技术标准、检测方法与要 求；针对储层岩性、物性和流体性质，制定完井和开发全过程保护气层、防止损 害的具体措施。2、射孔设计 对于射孔完井，要采用节点分析技术优选射孔方法、射孔枪型和射孔参数，并 对减少产层伤害的射孔新工艺提出推荐建议。3、气井 采气工艺方式 与设计根据不同类型气藏的开发地质特征和气层工程方案， 确定与之相适应的采气工 艺技术方案和配套的工艺技术； 优选自喷管柱、 自喷之后的人工举升方式以及必 要的配套工艺技术及装

17、备。4、增产措施 设计根据储层物性、 岩性和产层所受伤害的类型与程度， 优选与之相适应的压裂酸 化增产工艺措施、施工工艺方式、施工参数和设备，以及防止施工中各种入井液 对产层造成再次损害的预防措施与技术要求。5、生产动态监测技术根据气藏和采气工程的要求， 确定气藏开发过程中以试井和生产测井为主要内 容的生产动态和井下监测技术方案，并选择相应的设备和仪器、仪表。6、气井修井和井下作业技术根据气藏开发地质特征和储层流体性质， 对于采气生产过程中需进行修井和井 下作业的主要工作量、 所需队伍及装备进行预测， 并提出相应的技术标准和质量 要求。7、井下作业配套按照有关定额标准，对新气藏井下作业队伍与设

18、备配套。8、其他配套工艺技术针对气井有可能出现的产层出砂、 管内水化物、 管内结垢以及硫化氢与二氧化 碳腐蚀等问题，进行相应的机理研究，因地制宜的提出经济可行、技术可靠的解 决方案和预防措施。9、经济分析坚持以效益为中心的原则。 对气藏投入开发生产中所发生的采气工程方案各项 工艺技术措施、装备和科研费用加以测算，在确保完成气藏开发指标的前提下， 使整体方案的技术经济效果获得最优。三、主体工艺的分析论证不同类型的气藏其主体工艺的内容显然是不相同的。 就是对同一气藏而言， 其 主体工艺的配套技术也会存在多个方案。 只有经过充分的分析论证， 才能科学地 确定适应气藏特点的主体工艺技术。 主体工艺分析

19、论证地基本任务， 在于把气藏 开发的方针、政策和气藏工程设计方案部署， 化为采气工程方案的各项工作指标， 并根据气藏工程方案提供的开发方式， 确定主体工艺及其配套工艺技术， 这是提 高采气工程整体治理水平和效益的基本保证。为了完成上述任务， 一般应根据气藏地质特征和气藏工程方案， 把气藏产层渗 流大系统和气井生产大系统作为一个完整的系统工程，抓住主体工艺的完井工 程、采气工艺方式、增产措施、井下工艺、生产动态监测以及经济评价等各个环 节的主要工艺技术问题、 不同设计方法和突出难点进行分类， 建立多个备选方案， 并采用室内试验、数值模拟及经济评价相结合的研究方法，分别从生产可行性、 经济合理性及

20、综合适应性等不同方面对各种备选方案进行分析、评价、论证，从 中筛选出适应气藏地质特征和经济可行的技术方案。如 1992 年在编制吉拉克凝 析油气田的完井工程方案设计中对油管的设计就提出了 Kopotaeb 方法、 Sereda 等人方法、方法、杨川东方法、Turner等人方法等5种方法作备选方案，并运用 吉拉克凝析油气田数据用 5 种方法进行计算、分析、对比，筛选出了设计油管最 大直径的最优推荐方案。 1994 年 M 气田编制的 Tr11 采气工程方案设计，不仅在 生产管柱设计中把单一管柱、 复合管柱、 带封隔器的一次性完井管柱作为备选方 案，在后续采气工艺方案中，对人工举升方式提出了多种备

21、选方案，而且对具体 方案还进行了 9 中方案的经济对比，始确定出最佳的采气工程主体工艺方案。第五节 采气工程方案设计程序采气工程方案的 设计程序主要是指设计的原则和依据、 主体工艺法能工案的分 析与设计、 方案的经济分析及评价， 并可按图 63 所示模式进行，现分述如下：图6-3 采气工程方案设计程序模式图一、采气工程方案的设计原则采气工程方案必须从气藏开发的总体目标出发， 以气藏地质特征和气藏工程为依据，以提高经济效益为中心，进行整体设计，遵循以下基本原则：1、设计方法必须具有科学性；2、方案设计内容必须具有针对性和完整性；3、必须加强敏感性分析研究，进行优化方案决策；4、必须满足气藏工程和

22、地面建设对方案提出的要求；5、方案的实施必须具有良好的可操作性；6、方案必须符合“少投入，高产出”的高效开发原则，具有显著的经济性。二、采气工程方案的 设计依据1、气藏类型及储层参数（1）气藏类型及特征：储层类型、压力系统等；（2）储层参数要点：孑L隙度、渗透率、含水饱和度、天然气相对密度、硫化氢含量、二氧化碳含量、地层水性质、预测气水界面等。2、气藏 开发方案：1）气藏开发方案要点（1）开发方案要点与指标：开发单元、开发层系、产能规模、完井数、已获气井数、正钻井数、部署井数、总生产井数、采气速度、稳产年限及其指标；（2）试采结果分析：了解和掌握流体相态、气井产能、压力场与温度场特性，加深对气

23、藏地质特征、开采工程主要矛盾及技术界限、经济政策的认识。2）气井开发方式根据气藏工程设计提供的开发方式，确定主体采气工艺的备选方案。3）环境条件特殊要求三、主体工艺分析论证依据气藏工程方案提供的开发方式和备选方案， 经分析论证初步确定主体采气工艺及其配套技术。四、完井工程及开发全过程的 气层保护技术1、完井工程设计 原则和方法1）原则（1）符合气藏特点，满足气藏开发的总体需要，保护气层、尽可能减少对气层 的损害；（2）有效地封隔气层和水层，防止各层之间的互相窜扰；（3）克服井塌或出砂的影响，保证气井长期稳定生产；（4）能进行压裂酸化等增产措施及便于修井作业；（5）尽量降低成本，经济效益好。2）

24、设计方法计算不同完井方式下的气井流入动态曲线。3）完井方法的评价与优选气井完井除了主要有裸眼完井、衬管完井、套管射孔完井、尾管射孔完井四种 基本方法外，还有适应于特殊产层的一次性永久完井法，一井多层分采完井法， 大斜度井、水平井完井法等完井新工艺。完井方法的选择应根据气藏类型、储层 的岩性、物性、产层的损害程度、增产措施工艺条件及生产井试采实践、可操作 性和经济性等因素进行优化决策。如四川针对气田多产层优势，为实现“少井高 产”，提高开发经济效益，发展和完善了一井两层分层完井工艺技术，不仅形成 了 Y211 、Y344、Y533 三套适应气藏、储层类型的分采管柱及工艺技术，而且还 总结出了气井

25、分采评层造井的五条原则：（1）分层储量估算较准确；（2）各层具有完整的测试资料；（3）层间距离大于 50m；（4）硫化氢、二氧化碳含量相对较低；（5）井身质量好。2、套管程序设计1）设计原则 对深井、超深井需下入多级套管柱。一般情况下，应根据气藏区域、构造的地质 特征，完井、修井、增产作业等采气工程和配套工艺的要求，外挤、内压拉力与 双轴向压力及气藏开采过程中地压力变化的影响以及经济、 安全性， 选择合理的 套管程序及尺寸。气藏套管一般选用 35层，常采用的套管程序为 339.72X 244.47X177.8X127mm或339.72X 244.47X 177.8mm。对3000m以上的深井推

26、荐采用文献 6研究, 对提出的设计程序确定合理的套管尺寸及下入深度。2) 完井套管柱的强度计算与校核 从开发方面着重考虑对生产套管提出设计方案。 在生产套管设计中管内按全掏空和双轴应力来计算， 以高压压裂酸化， 封隔器座 封在施工层段套管顶部时， 考虑膨胀效应和活塞效应产生的作用力对完井套管强 度进行校核。3、固井设计要求 固井设计必须确保固井质量能适应采气工艺、增产措施及修井等井下作业的需 要。设计的基本要素，包括以下几个方面：(1) 采用前置液，包括清洗液和隔离液；(2) 水泥返高到设计要求；(3) 水泥浆密度符合要求，一般分两级注水泥，产层用快凝水泥，其他层段用缓 凝水泥；(4) 扶正套

27、管，井口一般23根套管加一支，气层上、下 200m及产层每根加一 只；(5) 适当缩短稠化时间：设计稠化时间为施工时间加12h 安全余量；(6) 提高抗压强度：一般加 3040石英砂；(7) 活动套管：施工中以旋转方式为主；(8) 实行紊流顶替； (9)固井后用声波或变密度法检查固井质量，不合格者需采取补救措施。4、射孔设计射孔是完井工程中重要的组成部分。 它是在固井后，根据气井的录井和电测资料， 重新打开目的层，沟通气层与井筒的一项工艺技术。为了实现气井高产，必须选 择最合理的射孔井段和有效的工艺技术来实现。1）射孔完井参数的优化设计（ 1）气井射孔完井参数优化设计所需的基础资料： 气层损害

28、深度和损害程度。 根据取得的地层测试资料并结合本地区现场经验确 定损害深度和损害程度； 孔眼压实带厚度和压实程度。按试验数据一般取：孔眼压实程度为0.20.25 ,压实带厚度为1215mn左右； 孔密、孔径、孔深。孔密取值范围为 1020孔/m。孔径、孔深的取值由选用弹型决定； 其他数据。井眼半径，渗透率等。（2）射孔参数优化设计方法：使用西南石油学院的射孔优化设计软件，对影响 气井射孔效果的孔径、孔密、相位角和布孔格式等因素进行敏感性计算，优选出 该气藏使用的弹型、孔密、相位角、布孔格式等参数。2）射孔工艺方案选择（1）射孔方式：一般有电缆输送射孔（正压射孔） 、过油管射孔和油管传输射孔 三

29、种方式。为了保护气层，常用的是油管负压射孔方式。（2）射孔负压值的确定：射孔负压值的确定首先要考虑确保孔眼清洁的需要， 同时又不引起地层大量出砂及套管挤毁。主要要考虑地层渗透率、储层厚度、泥 岩隔层的声波时差及套管的强度指标等。 确定方法用射孔优化设计软件进行负压射孔效果对比计算， 选择表皮系数小的射孔方法和合理射孔压差， 也可采用室内 射孔岩心靶负压实验法、根据经验统计法与公式计算法相结合。（3）射孔液的选用：射孔液必须与地层配伍，为无固相或低固相、小粒径流体； 尽可能的保持负压射孔，保护气层。若保持负压条件有困难，其液柱压力最好略 大于地层压力的0.3033.03MP&3）射孔气井产能分析

30、。（1）分析方法：用射孔软件计算结果和相关曲线，分析射孔地层诸因素对射孔 井产能的影响；（2）分析内容：产能与表皮系数预测。运用射孔软件计算出射孔井的产能和表皮系数，并与实测产量和表皮系数作对比，分析其可靠性； PR（产率比，即给定完井方式的产能与相当裸眼完井的产能之比值）分别与孔 深、孔密、孔眼直径、相位角、布孔格式、损害程度以及压实程度的关系。4）推荐的射孔参数及工艺（ 1）射孔参数：射孔弹型、射孔密度、相位角、布孔格式；（2）射孔工艺：射孔方式、选定的负压值范围及使用的射孔液。采用抽汲或混气水洗井的方式，使液面降到需要的位置，一般负压程度为 10001500m。5、开发全过程的气层保护技

31、术气层系统保护技术是关系气田开发效果的重要环节。在钻井、完井、增产作业、 采气、修井作业等开采全过程中，实现系统的有效保护气层措施，是减轻产层损 害，充分发挥产层潜能，提高气田开发效益的重要手段之一。1）气层损害评价方法气层损害的评价方法有三类，包括：矿场试井定量评价，室内岩心流动试验方法和毛细管曲线分析方法。一般采用前两种方法。其评价指标很多，以表皮系数 和产率比最为常用。2）气层损害评价依据 各种工作液的适应性评价，要以储层特征为依据，通过岩心试验分析其水敏、 速敏、酸敏、盐敏等损害情况。3）钻井、完井过程中的损害评价及保护措施 （1）损害评价：钻井完井过程对储层的伤害，由所使用的工艺措施

32、和使用的钻 井完井液两者共同作用造成。可从以下几方面进行评价分析： 钻井完井液的类型及对储层的损害程度和深度情况； 采用的钻井压差并与平衡钻井压差相比较； 钻井完井液的浸泡时间及损害情况； 钻井液中的固相颗粒分布及损害情况； 加重剂等的使用及损害情况。（2）保护措施：根据上述评价分析，提出适应保护设计气藏的钻井完井方案， 包括：推荐采用优质的钻井完井液；控制固相颗粒粒径范围和比例； 选用合适的加重剂； 选用合适的钻井完井液密度，控制钻井压差，尽量实现近平衡钻井。控制起下 钻速度，减少钻井液的浸泡时间等； 对存在的水敏或酸敏、速敏等损害的储层，应采用相应的工艺技术。4）射孔过程对储层的损害评价及

33、保护措施（1）损害评价： 射孔完井对储层造成的损害与射孔后的表皮效应和堵塞等有关，可归纳为以下几方面： 射孔参数的评价：孔径、孔深、孑L密的大小与损害程度之关系； 射孔方法：正负压射孔方式对产层压碎、压实等的影响； 射孔液：使用的射孔液与地层的配伍性；固相颗粒引起的堵塞等情况。 （2）保护措施： 最大限度地减少钻井损害，防止形成深穿透损害； 选用尽量能穿透损害带的深穿透射孔和尽可能高的孔密； 使用干净、优质的射孔液，并避免二次损害； 推荐采用的射孔方式及负压值选用范围。5）增产措施、修井等作业过程中的损害评价及保护措施（1）损害评价： 酸液及酸化施工工艺的损害评价； 修井作业及修井液的损害评价

34、。（2）保护措施： 采用合适的酸化工艺； 选用低损害的压裂液及添加剂； 修井作业采用无固相或低固相、低损害工作液及相应的施工工艺。6）生产过程中可能产生的损害及保护措施 生产过程中可能产生的损害，从以下几方面考虑：（1）大流量生产可能引起粘土及淤泥的运移、堵塞；（2）大压差生产可能引起地层压实及孔隙度急剧降低，产量下降；（3）沥青等沉积引起油气相对渗透率下降，并有助于乳化液堵塞；（4）气井含硫较高引起井下管串腐蚀、脏物堵塞，使气井产能明显下降。 保护措施：确保合适的采气速度和合理的生产压差，注重生产过程中的防腐，防 垢等等。五、采气工艺方式选择采气工艺方式选择的基本原则是少井、高产、经济、实用

35、。其设计的依据是气 藏地质研究、 气藏工程设计及气田生产的地面条件。 所选择的采气工艺方式应对 气井的生产状况有较强的适应性， 能够安全可靠的充分发挥气井的生产能力， 能 减小井下作业工作量，并适合于气田野外工作环境和动力供应条件。1、气井 生产系统节点分析 ，是把气井从气藏至分离器的各个生产环节作为一个 完整的压力系统来考虑，就其各个部分在生产过程中的压力损耗进行综合分析， 从而预测改变有关部分的主要参数以及工作制度后气井产量的变化， 优选生产系 统中各个环节， 为采气工艺及地面工程设计提供可靠的技术决策依据。 根据气藏 开发的实际需要，一般分析以下几项内容：（1）油管尺寸分析 ；（2）井口

36、压力分析；（ 3）地层压力分析 。2）主要数学模型节点分析中使用的主要数学模型包括：（1）天然气的物性参数；天然气的假临界特性；天然气的偏差系数； 天然气的粘度。2）气井的 IPR 曲线方程：二项式 Pr2Pwf2=AQg+BQg2(6 1)指数式 Qg=C(Pr2Pwf2)n( 6 2)式中A = 0.01278 gTZl n(r Jz) 0.75+S/(hK)(6 3)B=2.3X 109 y B TZ(1/rw 1/re)/(h2K)(6 4)Pr地层压力， MPa；Pwf井底流动压力， MPa;Qg产气量， m3/d;T地层温度， K;h地层有效厚度， m;re气井供给边界半径， m；

37、rw井底半径， m；S视表皮系数；湍流影响的惯性阻力系数；K-有效渗透率，口 m2; g地层气体的粘度， mPa*s;Z天然气的偏差系数。（3）气井油管流出动态关系式；Pwh= Pwh2ea+ B ( ea 1 )0.5(6 5)式中B = 1.405X 1018 入(QgTZ) 2/d5(6 6)S=0.0683ygL/(TZ) (66)(6 7)0.9 -2入二1.14-2lg(E/d) +21/25N&-(6 8)Pwh井口压力，MPa；Pwf井底压力，MPa；Qg气体产量，m3/d；d油管直径，m；L井的深度，m；T平均深度，K；E油管粗糙度，m；(4) 气体的节流：Qg= 555Cd

38、APi2gK( 2/k - (K+1)/k)/(K 1)0.5/(TiZi y)0.5(6- 10)若 = P1/P20.55,并取 K= 1.27 , G=0.865,则有：Qg= 2420APi(TiZi y)-0.5(6 - 11)式中 P1上流压力，MPa；P2下流压力，MPa；Qg气体流量，m3/d；T1上流温度，K；A嘴子面积，2mm2。2、自喷采气方式的优选1 ）采气井口装置根据地层最高压力和地层流体中硫化氢和二氧化碳的含量， 选择采气井口装置型 号、压力等级和尺寸系列， 并要能满足进一步采取增产措施和后期修井等生产工 艺的要求。2)油管尺寸敏感性分析(1) 分析方法及目的：应用

39、节点分析方法并取井口为计算节点，求出在一定井 口压力下，各类气井采用不同油管时的产量，通过对比分析，优选出合适大小的 油管。(2) 计算的依据：计算中采用的基本参数：气井的 y, IPR参数(A、B、qAOF、 Pr ) ，井深，油管直径等。( 3)结论： 对各类产能的井选出能满足设计部署配产的油管； 综合考虑经济性， 井下作业及生产测试等工艺技术方面的要求， 确定出选用的 气井生产管柱的大小。3) 采气管柱的强度校核与评价井下管柱在起下过程中主要承受轴向载荷， 包括管柱在液体中的重量、 起下时的 惯性载荷以及管柱与套管内壁之间的摩擦力。 对封隔器管柱， 需附加封隔器的解 封或释放载荷。4)

40、预防水化物形成、硫化氢和二氧化碳气体的腐蚀(1) 在天然气生产过程中，当温度低于水化物生成温度时，就会在管道或节流装置中形成天然气水化物，严重时会堵塞油管，影响气井生产与测试作业。 为了预防水化物形成，可采用以下方法： 采用投捞式井下油嘴节流，降低流动管线中的压力； 若发生了水化物堵塞，可注入甲醇、乙醇、二甘醇等水化物抑制剂。(2) 对含硫化氢、 二氧化碳的气井， 酸性气体腐蚀井下管材， 严重时会堵塞、损害套管，影响气井生产。为了保护套管，推荐采用封隔器封隔油套环空的含硫气井一次性完井管柱。在未下封隔器的井中定期加注缓蚀剂3、后续采气工艺方式的选择 随着气田的不断开发，气井的产能、地层压力、井

41、口压力的递减是不可避免 的，气井还可能出水。因此，后续采气工艺技术可从以下几方面考虑：（1）定压降产、增压、高低压分输采气工 艺；（2）堵水工艺技术 ：对异层水，可打水泥浆封堵产水层。对同层水，可积极 开展化学堵水的试验研究工作；（3）排水采气工艺技术 ： 气田的排水采气工艺技术主要有泡沫排水、优选管柱、气举、机抽、电 潜泵、射流泵等六套工艺技术，可用于单井或气藏排水采气。各项工艺 选择的基本原则是：工艺成熟、设备经济、对气藏（井）生产状况的变 化有较好的适应性，能充分发挥气藏（井）的生产能力。工艺设计的依 据、要点与综合评价因素， 参见第四章产水气田的排水采气工艺有关内 容。六、增产措施 针

42、对低渗透气藏的地质、开发特征，气层不同伤害程度和类型，为改善产层流 动条件，充分提高气井单井产能和开发效果，须对气藏实施整体改造技术。1、设计原则（1）增产措施后产能最大；（2）获取最优的穿透深度；（3）注入参数最优；（4）确定出低损害、廉价的工作液；（5）施工简便，费用少，经济性好。2、设计依据及基础资料气层增产改造的设计要以该气层的孔隙度、 渗透率、 储层厚度等地质特征为依 据，首先确认其可改造程度，进而分析低产、减产的原因，提出对整个气藏有针 对性的总体改造措施。其设计过程中所需的基础数据主要有：地层温度、地层压 力、地层闭合应力、射孔孔密、孔径、杨氏模量、地层破裂压力等。3、增产措施解

43、决的主要问题（1）解除地层损害，恢复气井产能； （2）对有效厚度大的区域或气井，应强化改造，增大产能；（3）对某些有代表性的区域或气井，进行可改造性试验，为该区域的开发提供 依据。针对不同的问题，选用相应的改造方式进行优化设计和施工。4、优化设计过程及所使用的主要数学模型气层增产改造措施的优化设计过程， 因不同目的所定相应的改造工艺而有所不 同。但总体上讲一般包含以下几个方面：（1）计算水力裂缝长度和酸蚀裂缝有效长度； （2）计算不同泵注参数下的酸蚀裂缝导流能力；（3）选用已成功用于该地层的胶凝酸、降阻酸、前置液等工作液，并确定其质 量指标；（4）优选泵注速度范围；（5）确定最大施工压力；（6

44、）计算气层或单井施工费用；7）将优选结果作图，作为综合优化设计依据5、优化设计结果与改造方案储层按产能可分为三类，类为易采储层，皿类为难采储层。不同类 型的储层改造，根据优化设计结果选用相应的工艺，设计出施工规模、增产 倍比和费用等。七、生产动态监测1、目的与任务 生产动态监测的目的与任务是：认识气藏的生产能力，了解生产动态和开 发过程中地下油、气、水的变化规律，从而科学地选择气藏采气工艺技术和 分析工艺技术措施效果。2、测试要求 须根据气藏工程方案和采气工艺要求，编制具体的动态监测方案，并应在 不动管柱及不压井的条件下实施。其测试资料合格率、全准率及仪表定期标 定率应达 100。3、监测内容

45、1）气藏动态监测（1）常规试井测温测压；（2）全气藏试井及特殊试井；（ 3）产出剖面监测；（4）观察井监测；（5）气水分析（ PVT）；（6）措施井对比测试。2）完井质量监测 （1）水泥胶结质量；（2）射孔及套管质量；（3）井下技术状况监测。八、井下作业配套 井下作业主要指新井投产；一井两层投产，措施作业；气井小修、大修作业； 新工艺新技术试验及其它作业。九、其 他配套工艺技术其他配套工艺技术主要指气井 防砂、防垢、防腐 等工艺技术。十、经济分析采气工程经济分析的基本原则， 就是采用动态评价和静态评价的方法， 结合气 田开发生产实际， 对采气工程有关的各项技术的投资、 操作费用和采气生产成本

46、等多项指标， 进行综合分析与评价， 并对影响采气工程方案经济指标的重要技术 措施进行敏感性分析， 是气藏开发经济评价指标组成内容和优化方案的重要决策 依据。1、 费用计算 气田采气工程投入开发生产中的费用主要包括气层保护、试油工程和增 产措施、采气工艺及配套技术、生产动态监测和井下作业五大部分，其计 算原则和方法如下：1） 气层保护费用生产全过程的气藏保护费用已分别在完井、射孔、增产措施、采气工艺等相应 部分进行了计算，在费用计算中不另单列2）试油工程费用试油工程投资包括射孔、酸化压裂、采气工艺方式等的投资。试油工程包括射 孔、压裂酸化、替喷、压井、洗井、注水泥塞、测试、排液、试压等全过程。其 涉及的面广，施工过程中使