我國油田排水采氣節(jié)能工藝及應(yīng)用前景探析

張翼飛 張斌

（華北油田采油二廠 河北霸州 065700）

在全球化石能源的開發(fā)史上，含水氣藏都是讓各國研究者都感到頭疼的一個難題。據(jù)不完全統(tǒng)計，含水氣藏在目前整個所發(fā)現(xiàn)氣藏中占有80%以上的比例。由于這類氣藏普遍具有較低的孔滲率，氣藏內(nèi)部兩相關(guān)系復(fù)雜、液相普遍帶酸等腐蝕成分的特點，采收率一般還不到理想的60%，這就為天然氣項目的整體開發(fā)造成了極大的困難。眾所周知，隨著天然氣、頁巖氣開發(fā)高潮的臨近以及低碳環(huán)保概念的加強，如果不能夠解決含水氣藏所帶來的障礙，那么這將對于經(jīng)濟效益和環(huán)境效益上產(chǎn)生嚴重的影響。

1 我國油氣田排水采氣工藝及應(yīng)用

為了能夠迅速有效的排出油氣藏中所含有的游離水和清除井筒中殘留的井筒積液，使得油氣井的生產(chǎn)效率長期穩(wěn)定在一個高水平的區(qū)域內(nèi)，我們必須采取某種措施來降低液體對于產(chǎn)油、產(chǎn)氣的影響。經(jīng)過國內(nèi)外的長期實踐，逐漸形成了以優(yōu)選管柱、泡沫、氣舉、電潛泵、射流泵等工藝為代表的排水采氣工藝，它們均能夠?qū)τ谟蜌馓锏姆€(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)和提采起到非常好的作用。下面將對于我國在各油氣田中主要采用的排水采氣工藝及應(yīng)用前景進行說明。

1.1 優(yōu)選管柱排水采氣工藝

優(yōu)選管柱排水采氣工藝主要用于含水油氣田開發(fā)的中后期，它主要是依靠調(diào)節(jié)自噴管柱的大小，利用油氣井自身的能量來將氣體舉出的一種方法。在這其中，我們需要注意的是，當天然氣隨著自噴管上升高度增加時，其流動速度也隨之上升，此時為了保證井筒中的地層水能夠連續(xù)的被排出，我們應(yīng)該使得井底自噴管的氣流速度保持在連續(xù)排液的臨界流速之上，當氣體排水井口，到達地面后，還要建立合理的降壓，將天然氣輸進集氣管網(wǎng)，并傳輸給用戶。

1.2 泡沫排水采氣工藝

泡沫排水采氣工藝，簡稱泡排，是我國川南地區(qū)應(yīng)用較多的一種采氣工藝。它主要依靠以下原理實現(xiàn)：從井口向井底注入某種能夠和水產(chǎn)生乳化作用的表面活性劑——起泡劑。此時水在起泡劑的作用下，其表面張力迅速降低，從而產(chǎn)生大量的泡沫，其自身的密度也隨之下降。在油氣井內(nèi)天然氣的攪動下，以往水氣的依附狀態(tài)受到破壞，變成泡沫的液體此時就可以在底層能量不變的前提下輕而易舉的被水舉升到地面，從而實現(xiàn)排水采氣的目的。在此工藝中，起泡劑起到了關(guān)鍵的總用，起泡劑起始的狀態(tài)不同、注入的方式和加入的位置也不盡相同。

1.3 氣舉排水采氣工藝

氣舉排水采氣工藝指的是將加高壓的天然氣或者氮氣注入油氣井內(nèi)，借助于氣舉閥來混合注入氣體與地層產(chǎn)出氣體，從而降低注氣點以上的流動壓力梯度，增大生產(chǎn)壓差，排出井底積液，恢復(fù)或者提升油氣井生產(chǎn)能力的一種人工舉升工藝。排液成功的關(guān)鍵在于氣舉閥、偏心筒、投撈工具及連續(xù)氣舉優(yōu)化軟件的設(shè)計。

1.4 電潛泵排水采氣工藝

電潛泵，也叫潛油電泵，顧名思義就是隨著油管下入一個多級離心泵分離裝置，將井中的積液從油管中抽出，重獲一定的生產(chǎn)壓差，恢復(fù)高產(chǎn)的一種機械排水采氣方式。電力經(jīng)過變壓器，沿著井下的電纜傳動給電泵中的電動機，電動機在獲得能夠后帶動多級離心泵高速旋轉(zhuǎn)。在離心作用下，液相得以實現(xiàn)分離被送到油管，最終排出到地面。液體則通過油套環(huán)形空間進入地面采氣管道。

1.5 射流泵排水采氣工藝

射流泵排水采氣工藝主要是靠射流泵中的噴嘴、喉道以及擴散管實現(xiàn)的。地面高壓動力流體經(jīng)過“引擎”噴嘴的作用，形成高速流體，使得混合室內(nèi)的壓力降低。由于射流質(zhì)點的橫向絮動，在存在于混合室周圍的高壓動力流體與井底部的積液發(fā)生混合作用，使得后者不斷的被卷入到喉道，在“泵”喉道的作用下，積液獲得能量。在擴散管中上升時，流速不斷降低，壓力隨之升高，最后混合流體克服自身的靜液柱壓力而一舉被舉升至地面。

2 排水采氣工藝應(yīng)用前景

2.1 組合式排水采氣工藝

當前油氣田的情況日益復(fù)雜，在每一開采階段所面臨的問題也不盡相同，特別是油氣藏開發(fā)的中后期，隨著地層壓力的逐漸衰竭，現(xiàn)有的單一排水采氣工藝難免會遇到技術(shù)上的瓶頸。況且研究領(lǐng)域?qū)τ谏鲜龈鱾€排水采氣工藝的評價也褒貶不一，為此，不妨在今后的發(fā)展中大力著手組合排水采氣工藝的研究，發(fā)揮單一工藝的優(yōu)勢，同時通過組合來彌補各個工藝之間的不足，從而滿足各位復(fù)雜的油氣井開采的需求。

2.2 智能化

在組合現(xiàn)有的排水采氣工藝的同時，工藝控制的復(fù)雜程度也隨之加強，因此生產(chǎn)上要逐步要向操作的集中控制，智能控制方向過渡。尤其是在工藝軟件的編制方面，更是要向遠程化、遙控化方向邁進。

2.3 與其他學科相結(jié)合

排水采氣工藝技術(shù)是一門含金量高、技術(shù)性強的系統(tǒng)工程。除了在自身的設(shè)備。技術(shù)上下功夫之外，還可以與其余的學科結(jié)合起來。比如，我們可以重點研究單井排水與氣藏工程相結(jié)合的整體防治技術(shù)。再比如，也可以根據(jù)經(jīng)濟學等原理對于排水采氣選用的原則進行重新設(shè)計。

[1]劉鴻文,楊川東.四川低孔低滲碳酸鹽巖氣藏的單井排水采氣實踐[J].天然氣工業(yè).1985.