天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用

胡新原

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，能源的消耗量正在不斷地增加。世界性環(huán)境的惡化和能源緊張迫使人們利用和開發(fā)新型的環(huán)保型能源。因此，天然氣的開發(fā)與利用成為世界各國研究和發(fā)展的重點(diǎn)。與傳統(tǒng)的煤炭等資源相比，天然氣具有排放污染氣體少、對環(huán)境的破壞作用小等特點(diǎn)，因而，未來經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活中天然氣的利用和開發(fā)成為必然。天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用，有效地提升了天然氣開采效率，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。

關(guān)鍵詞：增壓開采工藝 天然氣 氣田開發(fā)后期 應(yīng)用

中圖分類號：TE377 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0047-02

天然氣增壓開采工藝技術(shù)在我國氣田開發(fā)后期中的應(yīng)用已初具規(guī)模，該技術(shù)的運(yùn)用和普及促使我國天然氣開采工程取得了重要的進(jìn)展，有效地提高了天然氣氣田開采的效率和天然氣的開采質(zhì)量，對于緩解我國天然氣能源緊張的狀況具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，在我國未來的天然氣開采工作中可以廣泛地推廣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用，提高我國天然氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活提供充足的天然氣能源供應(yīng)。

1 天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國天然氣開采后期中的挖潛工程面臨的主要困難有兩點(diǎn)：首先是天然氣井下的壓力由于長期的開采破壞而嚴(yán)重不足，隨著開采時(shí)間的增加和開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，到開采的后期氣井中的壓力已經(jīng)面臨著衰竭的困境，因此給天然氣的對外輸送工程帶來了巨大的阻礙，同時(shí)也極大地增加了天然氣的開采難度；其次是由于氣井中積水的干擾，使得氣井中的水汽過多給氣井中的內(nèi)部環(huán)境觀察和現(xiàn)場勘察帶來了很大的困難，極大地影響著天然氣外輸?shù)男屎唾|(zhì)量，致使天然氣在運(yùn)輸?shù)倪^程中損耗非常大，給我國的能源資源造成了巨大的損失，也不利于天然氣開采經(jīng)濟(jì)效益的提升[1]。

從總體上看，我國天然氣氣田后期開發(fā)中的生產(chǎn)特點(diǎn)主要有3個(gè)：第一是天然氣氣井中的壓力過低，不能滿足正常的開采需求。第二是由于長期的開采天然氣，氣井的底部出現(xiàn)了大量的積液，導(dǎo)致氣井中的水汽含量過高，氣井中經(jīng)常發(fā)生積水淹沒的狀況，給氣田的后期開發(fā)工作造成了不利的影響。第三是氣井在開采過程中產(chǎn)生的壓差太小，阻礙了天然氣的挖潛。

2 天然氣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化

在天然氣井田的后期開采中，應(yīng)該不斷地優(yōu)化增壓開采工藝技術(shù)來提升開發(fā)效率。增壓開采工藝主要是利用氣田外部環(huán)境中的壓力作用于氣井的內(nèi)部環(huán)境中，提高氣井內(nèi)部壓力，并使其升高到開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)要求值上，確保氣井中的壓力能夠?qū)崿F(xiàn)有效協(xié)調(diào)，最終實(shí)現(xiàn)天然氣資源有效、充分地對外供給[2]。具體應(yīng)用該工藝技術(shù)時(shí)，要在科學(xué)原理的指導(dǎo)下通過非線性方程的計(jì)算方式來逐層地進(jìn)行優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)氣田開發(fā)后期所面臨的各種困難。非線性方程中的因變量是全部開采進(jìn)程中的天然氣產(chǎn)量、增壓機(jī)組及其功率消耗，通過優(yōu)化計(jì)算達(dá)到方程中各個(gè)因變量合理協(xié)調(diào)的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)氣田開發(fā)后期的最優(yōu)開發(fā)。

通過在增壓開采工藝技術(shù)中建立數(shù)學(xué)方程模型能夠有效、真實(shí)地模擬整個(gè)氣田開采的環(huán)節(jié)，其中包含了天然氣自地表面-氣田的底部-氣井的頂口-氣嘴-天然氣集輸站點(diǎn)-增壓站組-外部收集管道的綜合性流動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律，所建立的非線性方程為：

目標(biāo)函數(shù)：

后期開發(fā)階段中的氣壓運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：

其中：

3 增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用方案分析

3.1 氣井或氣田的合理選擇

氣井與氣田的選擇在氣田后期開發(fā)中應(yīng)用增壓開采工藝技術(shù)具有重要的意義和作用。應(yīng)從5個(gè)層面對氣井和氣田進(jìn)行有效論證，減少項(xiàng)目投資的盲目性，提升氣田開采的經(jīng)濟(jì)意義[3]。第一個(gè)層面是氣井或者氣田內(nèi)部剩余的資源儲(chǔ)量較大，具有開發(fā)的實(shí)際意義；第二個(gè)層面是氣井或氣田的選取應(yīng)該本著與天然氣的消費(fèi)市場保持有效距離的基本原則，原因是距離過遠(yuǎn)會(huì)影響到天然氣的就地銷售和高低壓分輸；第三個(gè)層面是各個(gè)氣井之間應(yīng)保持集中，同時(shí)確保管網(wǎng)設(shè)施的完善并與氣井相匹配，利于開發(fā)過程中的集中增壓；第四個(gè)層面是所選氣田或氣井所需新建和改造的投資項(xiàng)目少，降低開發(fā)成本；最后一個(gè)層面是要確保氣井中有良好的增壓，因?yàn)橛行У脑鰤耗軌虮Ｕ蠚饩刑烊粴獾漠a(chǎn)量以及增加氣井和氣田的開發(fā)時(shí)間。

3.2 增壓站位置的合理設(shè)置

合理選擇增壓站址是增壓開采的重要環(huán)節(jié)。對于產(chǎn)生積水和水汽的氣井要實(shí)施單井增壓，因而增壓站更適合建立在該井的井場，保障實(shí)現(xiàn)就地分離和低壓氣體的高低壓分層輸送，同時(shí)也有利于加強(qiáng)對氣井和增壓站的有效管理，并進(jìn)一步降低進(jìn)口的工作負(fù)擔(dān)；對于純氣的氣井要實(shí)施單井增壓開采，增壓站址的選擇可靈活選取，能夠建在單井站，也可以建在集氣站[4]，方便對增壓站進(jìn)行管理并完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；對于采用集中開采形式的增壓站址可選擇在輸氣點(diǎn)位置距離較近的集氣站。

3.3 設(shè)備選型與氣田生產(chǎn)特點(diǎn)相適應(yīng)

針對具體的氣田增壓開采環(huán)境選取適宜的設(shè)備選型，目前普遍使用的壓縮機(jī)有DPC系列以及JG系列，兩個(gè)系列的壓縮機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)均為燃?xì)鈩?dòng)力，并且都是撬裝式，能夠有效地適應(yīng)氣田后期的增壓生產(chǎn)。

3.4 壓縮機(jī)工況與氣田生產(chǎn)變化相適應(yīng)

首先實(shí)施增壓開采應(yīng)該依據(jù)氣井或者氣田的實(shí)際天然氣產(chǎn)量、進(jìn)口所產(chǎn)生和達(dá)到的壓力、隨工藝流程的實(shí)施而損耗的壓力以及對外輸氣過程中產(chǎn)生的壓力進(jìn)行綜合分析和考慮，選取適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)，使其在型號、規(guī)格和數(shù)量方面符合相關(guān)要求，對于氣水井中的增壓采氣還應(yīng)該設(shè)置備用機(jī)組；在壓縮機(jī)工作的過程中，要合理依據(jù)氣田中對于集氣和輸氣的采氣變化靈活地調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的工況，使其適應(yīng)氣井的開采工藝，具體的可調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、壓縮缸的余隙以及調(diào)整配氣閥的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)工況的調(diào)節(jié)；如果遇到氣田或者氣井的生產(chǎn)變動(dòng)劇烈波動(dòng)時(shí)，也可以通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的使用數(shù)量和型號來優(yōu)化生產(chǎn)流程，達(dá)到最佳效益的增產(chǎn)效果。

4 結(jié)語

對天然氣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析和探究，能夠有效地總結(jié)該技術(shù)工藝在實(shí)際開采中的應(yīng)用優(yōu)勢和利用技巧，能夠?yàn)槲覈M(jìn)一步提升天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用效果，為我國的能源開采和經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。天然氣氣田在不斷的大規(guī)模開發(fā)過程中，氣井中的有效壓力會(huì)持續(xù)降低，嚴(yán)重阻礙著天然氣資源的有效開發(fā)。因此，確保氣田開發(fā)后期的開采效果必須要對增壓開采工藝技術(shù)進(jìn)行分析和探究，提高我國天然氣能源的開采效率。

參考文獻(xiàn)

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