專(zhuān)利名稱(chēng)：開(kāi)采烴氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從地下巖層中開(kāi)采氣體，尤其是烴氣的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在已知的用于開(kāi)采烴氣的系統(tǒng)中，一生產(chǎn)井用于貫入含氣巖層。儲(chǔ)層流體可以例如通過(guò)在一定深度處油井套管中的穿孔容納于一生產(chǎn)層段中。儲(chǔ)層流體通常除了氣體之外還包括液體，尤其是水。
在例如從一所謂的高滲透性巖脈進(jìn)入生產(chǎn)井時(shí)，液體通常存在于巖層流體中。當(dāng)生產(chǎn)層段深度的儲(chǔ)層條件(壓力、溫度)是如此以致于巖層流體包含有溶解在氣體中的蒸汽或液體時(shí)，液體也可以在通向地表的過(guò)程中通過(guò)凝固而形成。
當(dāng)通向井上的流速足夠低時(shí)，液體將在重力的作用下從巖層流體中分離出來(lái)、下沉至井底，在該處液體聚集從而形成一液柱，通常為一水柱。
一般來(lái)說(shuō)不希望形成水柱，因?yàn)楫?dāng)水柱完全或部分覆蓋生產(chǎn)層段時(shí)，儲(chǔ)層流體的流入會(huì)受到阻礙或甚至?xí)Ｏ聛?lái)?，F(xiàn)有技術(shù)中使用了很多常規(guī)的方法來(lái)解決氣井中水柱的形成。
一種方法是在井中安裝生產(chǎn)管道，所謂的速度套管(velocitystring)，其用于限制開(kāi)采至地表的流體的有效橫截面面積，從而足夠地提高流速以防止氣體/液體分離。另一種方法是使用起泡化學(xué)制品，其降低分離的水的表面張力從而使得水可以更容易地被氣體輸送至地表。再一種已知的方法是將水從水柱中泵送至地表，這也稱(chēng)為柱塞提升。在又一種方法中使用了一壓縮機(jī)以降低井口壓力。
美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.5 913 363公開(kāi)一種用于在氣井中對(duì)一生產(chǎn)層段所容納的氣體進(jìn)行井下分離出水的方法，其使用了一布置在生產(chǎn)層段之上方的井下氣體/水分離器，其中分離出的水通過(guò)栓塞和一壓力敏感閥導(dǎo)向至一處置巖層。
美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.5 443 120公開(kāi)一種利用重力在由封隔器隔離的一傾斜井身的一部分中從烴氣中進(jìn)行井下分離出水的方法，并且其中分離出的水注射入一壓力比生產(chǎn)巖層更低的處置巖層中。
美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.5 366 011公開(kāi)一種具有特別的套管/導(dǎo)管布置的氣井。該布置形成了與生產(chǎn)巖層相通的一環(huán)形空間并且具有一滑筒以有選擇地讓環(huán)形空間和導(dǎo)管之間液體相通。水可以在環(huán)形空間中從氣體中分離出來(lái)并且可以流入導(dǎo)管并且從那里流入一非生產(chǎn)層段。
美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)No.6 336 504公開(kāi)一種用于水的井下分離和注射的方法，其中儲(chǔ)層流體至少包含一些油、水和可選的氣體，并且其中一分離器布置在井中一可變的位置處以在一足夠的壓力處開(kāi)采出水以注射入一處置巖層中。
已知的方法只能應(yīng)用于特殊的情況下并且都有缺點(diǎn)，尤其由于與氣體開(kāi)采的相互影響、復(fù)雜性和成本的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種從地下巖層開(kāi)采氣體的新方法，其中液體從容納于一生產(chǎn)層段的巖層流體中分離出來(lái)，并且在生產(chǎn)井中形成一液柱。
再一個(gè)目的是提供一用于實(shí)施本發(fā)明方法的生產(chǎn)井。
為此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種從地下巖層開(kāi)采氣體的方法，該地下巖層由一延伸至地表的生產(chǎn)井所貫入，該方法包括步驟-使包含有氣體和液體的巖層流體在一生產(chǎn)層段處從地下巖層流入生產(chǎn)井；-使巖層流體分離成一氣體組分和一液體組分；-通過(guò)生產(chǎn)井將氣體組分開(kāi)采至地表；-在生產(chǎn)井中聚集液體組分從而形成一液柱，該液柱在生產(chǎn)井的一排放層段處的壓力超過(guò)周?chē)鷰r層的壓力；以及-使液體在排放層段處從液柱排放入周?chē)鷰r層，
其中使液體從液柱排放出去的步驟包括在排放層段處對(duì)生產(chǎn)井的壁的處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)鷰r層的處理以提高液體進(jìn)入周?chē)鷰r層的流速。
本發(fā)明還提供一從地下巖層開(kāi)采氣體的生產(chǎn)井，該井從地表向下延伸并且安排用來(lái)貫入地下巖層，該生產(chǎn)井包括-使包含有氣體和液體的巖層流體從地下巖層流入生產(chǎn)井的一生產(chǎn)層段；和-一排放層段，其中生產(chǎn)井是如此地布置使得在正常運(yùn)行期間從巖層流體分離的液體聚集起來(lái)從而形成一至少部分地覆蓋排放層段的液柱，并且其中排放層段布置為使液體從液柱排放入周?chē)鷰r層，通過(guò)對(duì)排放層段的生產(chǎn)井的壁進(jìn)行處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)膸r層進(jìn)行處理。
本發(fā)明基于申請(qǐng)人所獲得的理解，可以利用液體的自重將其排放入巖層中，即由于形成于液柱中的流體靜壓力，如果在排放層段和周?chē)鷰r層之間存在足夠的流體連通。由于很多原因這是很有利的。第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)應(yīng)用該方法，在正常運(yùn)行期間可以對(duì)液柱達(dá)到的高度進(jìn)行限制。因此，也就限制了由液柱所形成的對(duì)流入巖層的流體的阻礙。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，包含在儲(chǔ)層流體中的水無(wú)需開(kāi)采至地表，并且可以在各種實(shí)際情況中在地下簡(jiǎn)單地排放出去，而無(wú)需使用特別的注射設(shè)備，例如一分離注射井和泵。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，排放層段可以分開(kāi)地布置在生產(chǎn)層段之下。當(dāng)井包含一長(zhǎng)段與周?chē)瑲鈳r層直接流體相通的層段，并且在正常運(yùn)行期間在部分重疊該層段的井中形成有一液柱時(shí)，該層段的上部代表一生產(chǎn)層段而下部為一排放層段，其界線由重疊量確定。
讓液體從液柱排放出去的步驟適當(dāng)?shù)匕▽?duì)井壁的處理和/或?qū)ε欧艓r層周?chē)鷰r層的處理以使得液體更易于流入周?chē)鷰r層。當(dāng)井身沒(méi)有加套時(shí)，對(duì)井身壁的處理是特別有利的。
適當(dāng)?shù)?，在排放層段處生產(chǎn)井的壁上布置有穿孔，尤其是當(dāng)井帶有套時(shí)。


現(xiàn)在通過(guò)實(shí)施例，并參考附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。在附圖中圖1示意性地示出了一油井中的壓力分布，其有一液柱和頂部上的一氣柱；圖2示出了作為滲透性-厚度積(kh)inj的函數(shù)的液體排放速度Ql，d對(duì)于三個(gè)液柱高度的計(jì)算實(shí)施例曲線圖；圖3示出了作為滲透性-厚度積(kh)inj的函數(shù)的液體排放時(shí)間常數(shù)τ的計(jì)算實(shí)施例曲線圖；圖4示出了作為滲透性-厚度積(kh)inj的函數(shù)的高度H對(duì)于三個(gè)液柱高度的計(jì)算實(shí)施例曲線圖；圖5示意性地示出了本發(fā)明的第一個(gè)具體實(shí)施例；圖6示意性地示出了本發(fā)明的第二個(gè)具體實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
參考圖1。圖中示意性地示出了沿著一處于靜止位置(例如在氣井關(guān)閉期間)的垂直井的深度d(單位m)的壓力p(單位Pa)分布，該垂直井在其底部有一液柱，在其頂部有一氣柱。地表(d＝0)處的壓力表示為P0。井在地表和液柱頂部深度dl之間充滿氣體。氣體充滿部分l中的壓力p隨著深度d線性地增大，p(d)＝p0+ρggd，其中ρg是氣體的密度(kg/m3)，g是標(biāo)準(zhǔn)的地心重力。
在液柱(圖中為附圖標(biāo)記3)中，流體靜壓力p隨著液體的密度ρl成比例地增大，p(d)＝p0+ρggdt+ρlg(d-dl)。當(dāng)在一定深度處井與周?chē)鷰r層流體相通，并且該處巖層的壓力很低時(shí)，液體將排放入巖層。
在一個(gè)用于氣井關(guān)閉的簡(jiǎn)單模型中，當(dāng)井在頂部封閉時(shí)含氣巖層中作為深度的函數(shù)的壓力分布和完全充滿氣的井中的壓力分布相同，即對(duì)應(yīng)于圖1中壓力曲線的1段和5段所構(gòu)成的壓力分布。在這種情況下，當(dāng)井在dp＞dl的深度處設(shè)有排放穿孔，液柱排放出去的驅(qū)動(dòng)力為壓力差Δp＝(ρl-ρg)g(dp-dl)。
在這種情況下，液柱排出的排放速率Ql，d(m3/s)可以估算為
Ql,d=2π(kh)injμ1{ln(rerw)+S}·Δp---(1)]]>其中(kh)inj表示在排放層段處巖層的滲透率-厚度乘積(m3)；μl為液體的粘度(Pa·S)；re為井的排放半徑(m)；rw為井身半徑(m)；S是井壁阻力系數(shù)(數(shù)字)；以及Δp已經(jīng)在前面進(jìn)行了定義。
液柱排放的特征時(shí)間的表達(dá)式可以在以下假設(shè)之上得到假定在一個(gè)微分時(shí)間單元dt內(nèi)排放出去的液體體積dV與排放層段之上液柱的高度H成比例，H＝(dp-dl)。比例常數(shù)可以從公式(1)中得到。這樣得到的一個(gè)微分方程式的積分得到了一個(gè)液柱高度隨時(shí)間簡(jiǎn)單地指數(shù)式的衰減，其中時(shí)間常數(shù)τ(s)由下式給出τ=rw2μ1{ln(rerw)+S}2(kh)injΔρg,---(2)]]>其中Δρ＝(ρl-ρg)，并且其中所有其它符號(hào)和前面所定義的具有相同的意義。
現(xiàn)在參考圖2，其中示出了作為滲透率-厚度乘積(kh)inj(立方米)的函數(shù)的液體排放速率Ql，d(m3/天)。還示出了在排放穿孔頂部之上液柱頂部的三種不同高度H時(shí)的曲線，a)H＝5m；b)H＝25m；c)H＝100m。曲線是利用表1中對(duì)于一普通氣井所選定的下述參數(shù)基于公式(1)而計(jì)算出的。
表1

在氣體開(kāi)采期間，液體(水)進(jìn)入井的速率Ql，d通常為1...4m3/天的數(shù)量級(jí)，并且還在圖2中表示。圖中表示出了當(dāng)井關(guān)閉時(shí)，水排放出去的速度與水進(jìn)入的速度在數(shù)量級(jí)上相同或更大。
圖3示出了利用表1中參數(shù)值計(jì)算出的作為滲透率-厚度乘積(kh)inj(毫達(dá)西·米)函數(shù)的公式(2)中的時(shí)間常數(shù)τ(天)。
公式1和2由關(guān)閉的氣井而得到的，也就是在地表關(guān)閉從而不再開(kāi)采氣體的氣井。當(dāng)井關(guān)閉大約5倍于時(shí)間常數(shù)τ的時(shí)間時(shí)，排放穿孔之上的液柱將會(huì)已經(jīng)消失。
而且，當(dāng)井沒(méi)有關(guān)閉時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)層流體在排放層段之上的生產(chǎn)層段中容納于井中時(shí)，水會(huì)排放出去。在一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，液體進(jìn)入的速率Ql，e等于液體排放的速率Ql，d。平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)液柱高度H(m)的估計(jì)值可以通過(guò)改寫(xiě)公式(1)和用Ql，e代替Ql，d而得到，如下H=Ql,e·μl·{ln(rerw)+S}2π(kh)inj·Δρg,---(3)]]>其中所有的符號(hào)具有與以前所定義的相同意義。
圖4示出了利用表1中的參數(shù)通過(guò)公式(3)計(jì)算出的對(duì)于三種液體進(jìn)入速率的高度H，a)Ql，e＝1m3/天；b)Ql，e＝2m3/天；c)Ql，e＝4m3/天。
顯然，如果液體進(jìn)入速率Ql，e大于臨界Ql，e；crit，液柱的高度將會(huì)大于正常運(yùn)行時(shí)井所能承受的高度。在那樣的情況下，可以不時(shí)地中斷氣體組分向地表上的開(kāi)采，其時(shí)間間隔足夠長(zhǎng)(例如5倍的時(shí)間常數(shù)τ)以讓足夠的液體排放入巖層。在這些關(guān)閉期間，液柱高度降低至低于一個(gè)預(yù)定高度，之后可以繼續(xù)生產(chǎn)。
當(dāng)液體進(jìn)入速率小于臨界液體進(jìn)入速率時(shí)，氣體組分可以持續(xù)地開(kāi)采至地表上，同時(shí)可以讓液體隨著氣體組分開(kāi)采的同時(shí)排放出去。
臨界液體進(jìn)入速率Ql，e；crit的數(shù)值取決于很多因素，例如流入儲(chǔ)層的流體的液體/氣體比率，氣井的形狀、穿孔的分布、排放特性以及儲(chǔ)層壓力和溫度。實(shí)際上其可以利用模擬工具來(lái)確定。
根據(jù)實(shí)際情況，有多種方法可以讓液體在排放層段排放出去。
當(dāng)井身在排放層段時(shí)成為不帶套管時(shí)，一旦形成足夠高度的液柱，排放就會(huì)自然地發(fā)生。
另一種適當(dāng)?shù)姆绞绞菍?duì)生產(chǎn)井壁上的穿孔進(jìn)行布置，尤其是當(dāng)井帶有套管時(shí)。
如果在一種給定的情形下液體進(jìn)入速率大于臨界液體進(jìn)入速率，液體進(jìn)入巖層的排放速率可以通過(guò)在排放層段對(duì)生產(chǎn)井壁進(jìn)行處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)鷰r層進(jìn)行處理而增大。這種處理使得液體更易于流入周?chē)鷰r層。對(duì)井身壁的處理對(duì)于當(dāng)井身沒(méi)有被套起來(lái)時(shí)是特別有利的。這樣的處理一般只能達(dá)到巖層里一個(gè)有限的距離。
井身的一種適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄊ抢没瘜W(xué)藥品的處理方法。例如，可以使用例如鹽酸等酸除去沉淀在井身壁上的泥漿和細(xì)屑，從而降低液體流入巖層的阻擋層(“表層阻擋”)。酸可以向下泵送并和水柱相混合。酸不會(huì)長(zhǎng)久保持活性，一般少于24小時(shí)。
在對(duì)排放巖層周?chē)膸r層的適當(dāng)處理中，對(duì)液柱施加壓力脈沖以使得在排放巖層周?chē)膸r層更深處產(chǎn)生微裂紋?？梢岳靡阎默F(xiàn)有技術(shù)通過(guò)液壓脈沖來(lái)提供壓力脈沖，也稱(chēng)作聲波脈沖。
也可以混合應(yīng)用化學(xué)和壓力處理，從而加速化學(xué)反應(yīng)，并且也是為了使形成于巖層里的微裂紋更尖銳。
當(dāng)生產(chǎn)井上氣體的流速Q(mào)g(m3/s)足夠低，并且因此井中的流速也足夠低時(shí)，液體將會(huì)分離從而液體將會(huì)下沉到井底、在該處聚集形成一液柱。
在較高的氣體流速時(shí)液體分離不會(huì)自然地發(fā)生。在重力作用下分離會(huì)自然發(fā)生的臨界氣體流速Q(mào)g，crit的估計(jì)值可以由下述公式獲得Qg,crit=πD2c4·[(ρ1-ρg)gσCDρg2]1/4---(4)]]>該公式在現(xiàn)有技術(shù)中稱(chēng)作特納(Turner)準(zhǔn)則。該公式中所用的符號(hào)具有下述意義D＝井的直徑(m)；c＝一數(shù)值常量，其值適當(dāng)?shù)貫?；ρl＝液體密度(kg/m3)；ρg＝氣體密度(kg/m3)；σ＝表面張力(kg/s2)；CD＝阻力系數(shù)(數(shù)值)。
一個(gè)典型的臨界氣體流速等于約5-6m/s的氣流速度。
當(dāng)氣體流速大于臨界氣體流速時(shí)，氣體的流動(dòng)能量很高，足以能將液體運(yùn)送至地表，這也稱(chēng)作油霧流動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，本發(fā)明的方法可以有利地通過(guò)在井下或者在井面上布置一氣體/液體分離器而使用。這個(gè)分離器布置為通過(guò)一進(jìn)口接受巖層流體，并且具有至少一氣流和一液流的出口。然后液流用于形成井下的液柱。適用于此目的的分離器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，例如一旋流分離器、一板壓縮分離器、一彎曲導(dǎo)向葉片型分離器、或者一濕氣墊。
當(dāng)巖層流體包括溶解在氣體中并且只是當(dāng)流體升高至井中一定深度時(shí)才會(huì)凝結(jié)的蒸汽或流體時(shí)，分離器優(yōu)選地是布置為高于這個(gè)深度。
現(xiàn)在參考圖5，其示意性地示出了本發(fā)明的第一個(gè)具體實(shí)施例。一生產(chǎn)井11從地表15豎直向下地延伸并且貫入一含氣巖層20。該井帶有套管(未示出)，并且在一生產(chǎn)層段24和該生產(chǎn)層段之下的一排放層段28中布置有多個(gè)穿孔。在井中排放層段之上有一分離器30，該分離器具有一儲(chǔ)層流體進(jìn)口32、一氣體出口34和一流體出口36。從出口36至生產(chǎn)層段之下的一位置處布置有一導(dǎo)管40，在該區(qū)域中或者該區(qū)域之上在正常運(yùn)行期間形成有液柱44。導(dǎo)管40用于防止分離的液體被氣體重新卷帶進(jìn)去。生產(chǎn)油管48提供了出口34和井口50之間氣體的流體連通。
在正常運(yùn)行期間，含有氣體和水的儲(chǔ)層流體在生產(chǎn)層段24流入井1。儲(chǔ)層流體在井中升高并通過(guò)進(jìn)口32進(jìn)入分離器30。分離器將儲(chǔ)層流體分離成一主要由氣體構(gòu)成的組分，以及一液體組分。氣體組分通過(guò)生產(chǎn)油管48引導(dǎo)至表面。液體被引導(dǎo)至生產(chǎn)層段之下的一個(gè)位置，在該處形成一液柱44。
在排放層段穿孔28之上液柱的高度施加了一高于排放層段處巖層20中壓力的流體靜壓力。因此水柱44的液體可以通過(guò)排放層段的穿孔排放入巖層中。當(dāng)液體進(jìn)入流速Q(mào)l，e比臨界液體進(jìn)入流速Q(mào)l，e；crit小時(shí)，氣體組分可以持續(xù)地開(kāi)采至地表上，而且可以讓液體同時(shí)排放出去。如果需要，可以用前述方法之一對(duì)排放層段或者排放層段周?chē)膸r層進(jìn)行處理，以使得可以連續(xù)運(yùn)行，尤其是使得生產(chǎn)層段24處水流入的速度基本上等于排放層段28處水排放入巖層的流速。可選地，如果液體進(jìn)入流速太大，可以通過(guò)在井口50關(guān)閉生產(chǎn)油管50而停止氣體的開(kāi)采，從而可以有更多的時(shí)間讓液體排放出去。
當(dāng)水已經(jīng)排放入巖層20時(shí)，優(yōu)選地水會(huì)在巖層中下沉至水氣接觸面55的水位，以使得排放的水不會(huì)被重新開(kāi)采出來(lái)。這個(gè)過(guò)程的時(shí)間尺度由巖層的垂向滲透率所決定。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，如果流入氣體的流速低于臨界氣體流速，那么可以無(wú)需分離器30。
參考圖6，其示意性地示出了本發(fā)明的另一具體實(shí)施例。和圖5中相似的標(biāo)號(hào)用于指示相同的對(duì)象。井60只是在頂部加有套管，在區(qū)域62處及其以下都沒(méi)有加套管。
在該井的正常運(yùn)行期間，含有氣體和水的巖層流體在未加套管部分進(jìn)入井60里并且升高。總的氣體流速足夠低以至于可以允許水滴63的分離，其下沉至井底、聚集起來(lái)形成一液柱44。在正常運(yùn)行期間，液柱擴(kuò)展至限定區(qū)域62下端的水位。
在區(qū)域62，儲(chǔ)層流體可以毫無(wú)阻礙地進(jìn)入井中。
在區(qū)域64，井中由于水柱的流體靜壓力而產(chǎn)生的壓力仍然比巖層中的壓力小，因此在區(qū)域64中巖層流體液可以如箭頭所示那樣進(jìn)入井中，但是和區(qū)域62相比有些阻礙。區(qū)域62和64構(gòu)成生產(chǎn)層段。
在區(qū)域66，液柱中的流體靜壓力是如此而使得井壓大約等于周?chē)鷰r層中的壓力，因此在該處井和巖層之間實(shí)際上沒(méi)有流體交換。
在區(qū)域68，流體靜壓力足夠大以致水能排放入巖層。區(qū)域68構(gòu)成排放層段。
此外，可以對(duì)井身壁和/或周?chē)鷰r層進(jìn)行處理以使得可以讓足夠的流體排放出去以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行。
應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，在本發(fā)明的方法和系統(tǒng)中可以區(qū)分出用于運(yùn)行的四個(gè)基本區(qū)域(使用前面所定義的符號(hào))1.Qg＜Qg，crit以及Ql，e＜Ql，e；crit，那么無(wú)需氣體/液體分離器，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行；2.Qg＜Qg，crit以及Ql，e＞Ql，e；crit，那么無(wú)需氣體/液體分離器，但是要求間斷地運(yùn)行；3.Qg＞Qg，crit以及Ql，e＜Ql，e；crit，那么需要一氣體/液體分離器，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行；4.Qg＞Qg，crit以及Ql，e＞Ql，e；crit，那么需要一氣體/液體分離器并且還需要間斷地運(yùn)行。
代替間斷地運(yùn)行，可以對(duì)井身和/或巖層進(jìn)行進(jìn)一步處理以使得液體更易于排放入巖層，從而提高Ql，e；crit。
權(quán)利要求
1.一種從地下巖層開(kāi)采氣體的方法，該地下巖層由一延伸至地表的生產(chǎn)井所貫入，該方法包括步驟-使含有氣體和液體的巖層流體在一生產(chǎn)層段處從地下巖層流入生產(chǎn)井；-使巖層流體分離成一氣體組分和一液體組分；-通過(guò)生產(chǎn)井將氣體組分開(kāi)采至地表；-在生產(chǎn)井中聚集液體組分以形成一液柱，該液柱在生產(chǎn)井的一排放層段具有超過(guò)周?chē)鷰r層中壓力的壓力；以及-使液體在排放層段處從液柱排放入周?chē)鷰r層，其中讓液體從液柱排放出去的步驟包括在排放層段對(duì)生產(chǎn)井壁的處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)鷰r層的處理以便提高液體進(jìn)入周?chē)鷰r層的流速。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使液體排放出去的步驟還包括在排放層段的生產(chǎn)井壁上布置穿孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于通過(guò)向液體加入化學(xué)活性劑從而對(duì)生產(chǎn)井的壁進(jìn)行處理。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該化學(xué)活性劑是一種酸。
5.如權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于通過(guò)在周?chē)鷰r層中產(chǎn)生裂紋而對(duì)其進(jìn)行處理。
6.如權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于對(duì)液柱施加壓力脈沖。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于使巖層流體分離的步驟包括將生產(chǎn)井中開(kāi)采出的氣體組分的流速控制為仍然低于一臨界氣體流速，從而在沒(méi)有一專(zhuān)用分離器的情況下巖層液體也能在生產(chǎn)井中分離。
8.如權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于使巖層流體分離的步驟包括讓巖層流體進(jìn)入氣體/液體分離器的進(jìn)口，該分離器具有氣體組分和液體組分的出口。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于在分離器的液體出口接收的液體通過(guò)一導(dǎo)管被引導(dǎo)至生產(chǎn)層段之下的一個(gè)位置。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于氣體/液體分離器布置在生產(chǎn)井中。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于巖層流體包括液體蒸汽或者溶解在氣體中的液體，并且其中生產(chǎn)井中的氣體/液體分離器布置于正常運(yùn)行期間液體從巖層流體中凝固出來(lái)的深度之上。
12.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于分離器布置在地表上。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，在正常運(yùn)行期間，氣體組分連續(xù)地開(kāi)采至地表上；并且其中液柱的液體可以在開(kāi)采氣體組分的同時(shí)排放出去。
14.如權(quán)利要求1-12中任一所述的方法，其特征在于，在正常運(yùn)行期間，氣體組分的開(kāi)采每隔一段時(shí)間就中斷，其間隔時(shí)間足以讓足夠的液體從液柱排放入巖層，以使得液柱高度降低至一預(yù)定高度以下。
15.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于氣體組分主要由烴氣構(gòu)成，并且其中液體主要由水構(gòu)成。
16.一種從一地下巖層開(kāi)采氣體的生產(chǎn)井，該井從地表向下延伸并且布置為貫入地下巖層，該生產(chǎn)井包括一使含有氣體和液體的巖層流體從地下巖層流入生產(chǎn)井的生產(chǎn)層段；和一排放層段，其中生產(chǎn)井是如此地布置使得在正常運(yùn)行期間從巖層流體分離出的一液體聚集起來(lái)以形成一至少部分地覆蓋排放層段的液柱，并且其中排放層段布置為使液體從液柱排放入周?chē)膸r層，通過(guò)對(duì)排放層段的生產(chǎn)井壁進(jìn)行處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)膸r層進(jìn)行處理。
17.如權(quán)利要求16所述的生產(chǎn)井，其特征在于還包括一氣體/液體分離器，該分離器具有一巖層流體的進(jìn)口、一分離的氣體組分的出口以及一分離的液體組分的出口。
全文摘要
一種從地下巖層開(kāi)采氣體的方法，該地下巖層由一通向地表的生產(chǎn)井所貫入，該方法包括使含有氣體和液體的巖層流體在一生產(chǎn)層段處從地下巖層流入生產(chǎn)井；使巖層流體分離成一氣體組分和一液體組分；通過(guò)生產(chǎn)井將氣體組分開(kāi)采至地表；在生產(chǎn)井中聚集液體組分以形成一液柱，該液柱在生產(chǎn)井的一排放層段具有超過(guò)周?chē)鷰r層中壓力的壓力；以及包括在排放層段處對(duì)生產(chǎn)井壁進(jìn)行處理和/或?qū)ε欧艑佣沃車(chē)膸r層進(jìn)行處理以提高液體進(jìn)入周?chē)鷰r層的流速?gòu)亩屢后w在排放層段處從液柱排放入周?chē)鷰r層。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1656301SQ03812550
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者迪爾克·J·利格特爾姆, 保盧斯·H·J·韋貝克 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司