射流泵工艺在常压页岩气排水采气中的研究与应用

摘要/Abstract

摘要：

彭水区块属于典型的常压页岩气藏,原始地层压力系数偏低,压裂改造后通常需借助人工举升方式进行开采。初期优选电潜泵进行排水采气,排水工艺技术单一,生产过程中地层能量逐步下降,地层供液逐步减弱且产液含砂、黏土颗粒等杂质,电潜泵工艺很难实现稳定连续排采,作业频繁、生产成本高。为了解决常压页岩气井排水采气中遇到的问题,研究应用了射流泵工艺,并对射流泵工艺参数、配套工艺进行了优化,形成了一套适合常压页岩气排水采气的射流泵工艺,从而有效指导了常压页岩气生产。

关键词: 彭水区块, 常压页岩气, 射流泵, 排水采气, 工艺参数, 配套工艺

Abstract:

Pengshui block is a typical shale gas reservoir at atmospheric pressure which has lower coefficient of original formation pressure, and usually needs artificial lift recovery after fracturing. In the initial stage, we optimized the electric submersible pump for the drainage gas recovery. This technology was simple, meanwhile, the formation energy declined gradually, the formation liquid supply gradually decreased and the recovered fluid contained impurities such as sand and clay particle, so that it was hard to realize the stable continuous drainage and recovery, and had complex operation precess and high production cost. In order to solve these problems, we researched and applied the jet pump, and optimized the technology parameters and matching technology. At last, we formed a set of jet pump technology suitable for the drainage gas recovery of shale gas at atmospheric pressure to effectively guide the pressure of shale gas recovery.

Key words: Pengshui block, shale gas at atmospheric pressure, jet pump, drainage gas recovery, process parameters, matching process

中图分类号:

TE355.52

王玉海,夏海帮,包凯等. 射流泵工艺在常压页岩气排水采气中的研究与应用[J]. 油气藏评价与开发, 2019, 9(1): 80-84.

Yuhai Wang,Haibang Xia,Kai Bao, et al. Research and application of jet pump technology in drainage gas recovery of shale gas at atmospheric pressure[J]. Reservoir Evaluation and Development, 2019, 9(1): 80-84.

图/表 6

表1

图1

表2

表3

表4

图2

参考文献 10

[1]	夏海帮, 袁航, 岑涛 . 彭水区块页岩气生产井排采方式研究与应用[J]. 石油钻探技术, 2014,42(4):21-26. doi: 10.3969/j.issn.10010890.2014.04.004
[2]	周际永, 伊向艺, 卢渊; 国内外排水采气工艺综述[J]. 太原理工大学学报, 2005, S1:47-48+54.
[3]	许宏伟 ; 电潜泵排水采气技术研究及应用[J]. 内蒙古石油化工, 2003,29(3):108-110. doi: 10.3969/j.issn.1006-7981.2003.03.054
[4]	李仕昆, 冯春芬; 电潜泵排水采气技术的应用与研究[J]. 经营管理者, 2013,28(26):380.
[5]	孙妍 ; 喷射泵性能计算及防汽蚀装置性能研究[D]; 辽宁:大连理工大学; 2011.
[6]	赵艳红 ; 射流泵的水动力学特性及其内部流场的数值模拟[D]. 黑龙江:东北石油大学; 2012.
[7]	高飞 ; 形状记忆合金丝驱动的矢量喷嘴设计及其控制研究[D]; 黑龙江:哈尔滨工业大学; 2010.
[8]	赵群, 王洪岩, 李景明; 快速排采对低渗透煤层气井产能伤害的机理研究[J], 山东科技大学学报(自然科学版), 2008,27(3):27-31. doi: 10.3969/j.issn.1672-3767.2008.03.006
[9]	周登洪, 孙雷, 严文德, 等; 页岩气产能影响因素及动态分析[J]. 油气藏评价与开发, 2012,2(1):64-69. doi: 10.3969/j.issn.2095-1426.2012.01.015
[10]	李晓强, 周志宇, 冯光, 等; 页岩基质扩散流动对页岩气井产能的影响[J]. 油气藏评价与开发, 2011,1(5):67-70. doi: 10.3969/j.issn.2095-1426.2011.05.015

名称	有杆泵	螺杆泵	电潜泵	气举
含砂（细煤粒）限制,%	<0.1	<10	<0.02
气液比/（m³·m^-3）	<0.5	<0.05	<0.05
井斜限制/°	<60°	<5°	均适用
最大排量/（m³·d^-1）	160	30	20~400
深度限制/m	<2 000	<1 500	<3 200
温度限制/℃	<150	<90	<150
最小流压/MPa	<1.0	<1.0	<1.4
泵效,%	50~60	<40	50~70
可靠性	95 %	对温度和电故障敏感	可靠	可靠
特殊要求	需电源	需可靠的电力系统	需电源	气源

井口压力/MPa	动液面/m	动力液量/(m³·d^-1)	地层产液量/(m³·d^-1)	流量比/M	压头比/H	效率/N	气蚀流量比	有功/kW
23.6	1 400	113.40	32.72	0.288 5	0.634 2	18.30	0.323 1	38.72
23.6	1 500	114.90	30.75	0.267 6	0.677 9	18.14	0.299 6	39.23
23.6	1 600	116.38	28.82	0.247 6	0.720 7	17.85	0.274 4	39.74
23.6	1 700	117.84	26.87	0.228 0	0.763 9	17.42	0.247 0	40.23
23.6	1 800	119.28	24.93	0.209 0	0.807 0	16.87	0.216 6	40.73
23.0	1 900	119.85	21.69	0.181 0	0.873 3	15.81	0.182 8	39.88
21.6	2 000	119.28	16.82	0.141 0	0.974 8	13.74	0.141 7	37.28

油管直径（由上至下）/mm	钢级	起下管柱时最大拉应力/N	生产时最大拉应力/N	允许抗拉强度/(MPa·N^-1)	安全系数
89 mm平式2 740 m	N80	372 640	409 128	432.33/706 787	1.73
48.26 mm平式2 740 m	N80	123 848	-123 848	329.59/169 380	1.37

	第一次	第二次	第三次	第四次
主要配置	泵深：2 305.22 m 喷嘴/喉管：2.4/3.6 mm柱塞泵：3MC125—6/25	泵深：2 303.34 m 喷嘴/喉管：2.4/3.6 mm 液压调剖堵水泵：TDB—11G	泵深：2302.13 m 喷嘴/喉：2.0/2.6 mm柱塞泵：3MC125—7/35	泵深：2 302.13 m 喷嘴/喉管：2.0/2.6 mm 柱塞泵：3MC125—7/35
运行问题	柱塞泵额定压力偏小; 出液口含大量气体等	柱塞泵多次出现故障（漏油,更换缸套）; 中心油管漏失	喷嘴/喉管失效快（<168 h）; 产液量波动较大	无
泵效	2 %~3 %	3 %~8 %	4 %~6 %	7 %~8 %
运行效果	较差	较好	较好	好
改进方案	更换液压调剖堵水泵, 更换350型采气树井口,井下安装多级气锚,规范地面流程	更换柱塞泵：3MC125—7/35	更改喷嘴、喉管结构设计, 并改进材质

[1]	姚红生, 王伟, 何希鹏, 郑永旺, 倪振玉. 南川复杂构造带常压页岩气地质工程一体化开发实践 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(5): 537-547.
[2]	韩克宁, 王伟, 樊冬艳, 姚军, 罗飞, 杨灿. 基于产量递减与LSTM耦合的常压页岩气井产量预测 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(5): 647-656.
[3]	薛冈, 熊炜, 张培先. 常压页岩气藏成因分析与有效开发——以四川盆地东南缘地区五峰组—龙马溪组页岩气藏为例 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(5): 668-675.
[4]	吴壮坤, 张宏录, 池宇璇, 印中华, 张壮. 新型排采泵在延川南深层煤层气井的改进及应用 [J]. 油气藏评价与开发, 2023, 13(4): 416-423.
[5]	蒋恕,李醇,陈国辉,郭彤楼,吴聿元,何希鹏,高玉巧,张培先. 中美常压页岩气赋存状态及其对可动性与产量的影响——以彭水和阿巴拉契亚为例 [J]. 油气藏评价与开发, 2022, 12(3): 399-406.
[6]	王运海,任建华,陈祖华,梅俊伟,胡春锋,王伟,卢比. 常压页岩气田一体化效益开发及智能化评价 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(4): 487-496.
[7]	胡春锋,梅俊伟,李仕钊,卢比,马军,钱劲. 四川盆地东部南川常压页岩气开发效果地质与工程因素分析 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(4): 559-568.
[8]	蒋永平,杨松. 鄂尔多斯盆地东缘延川南区块煤层气井排水采气新工艺 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(3): 384-389.
[9]	张国荣,王俊方,张龙富,陈士奎. 南川常压页岩气田高效开发关键技术进展 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(3): 365-376.
[10]	杨怀成,夏苏疆,高启国,毛国扬. 常压页岩气全电动压裂装备及技术示范应用效果分析 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(3): 348-355.
[11]	何希鹏,高玉巧,何贵松,张培先,刘明,孙斌,汪凯明,周頔娜,任建华. 渝东南南川页岩气田地质特征及勘探开发关键技术 [J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(3): 305-316.
[12]	李佳欣,张宁波,周成香. 页岩气井泡沫排水采气技术应用研究——以平桥南区为例 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(5): 91-97.
[13]	岑涛,夏海帮,雷林. 渝东南常压页岩气压裂关键技术研究与应用 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(5): 70-76.
[14]	刘厚裕. 页岩气低密度三维地震勘探方法适应性评估分析 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(5): 34-41.
[15]	彭勇民,龙胜祥,何希鹏,唐建信,聂海宽,高玉巧,薛冈,凡渝东,刘雨林. 彭水地区常压页岩气储层特征及有利区评价 [J]. 油气藏评价与开发, 2020, 10(5): 12-19.