氣井排水采氣工藝技術(shù)分析

孫燕 范寶弟 楊曉華

摘 要：我國氣田所處的地理地質(zhì)條件一般都較為復(fù)雜，再加上經(jīng)過長期不斷開采以后，氣井內(nèi)部液體逐漸積累出現(xiàn)積水積液現(xiàn)象，造成了氣井開采的產(chǎn)量下降，需采取有效的排水采氣工藝，以免造成氣田采氣產(chǎn)效的下降，而且長期存在的積水積液等可能會對開采處的天然氣產(chǎn)生污染和損害。因此，本文對排水采氣工藝技術(shù)進(jìn)行分析研究，以提高氣井天然氣的采收率。

關(guān)鍵詞：排水；采氣；積水積液；井間互聯(lián)

在氣田的不斷開發(fā)過程中，部分氣井會產(chǎn)生積水積液，由于井壁和井底積水積液的推進(jìn)和各種開采措施不當(dāng)對氣井產(chǎn)生的危害，以及隨著氣田內(nèi)部含氣量的逐漸降低，造成了氣井內(nèi)部壓力的不斷降低，使得氣井內(nèi)部的水或液滴不能隨著氣體排出井外，造成了井內(nèi)積水積液，影響氣井開采天然氣的產(chǎn)效，甚至?xí)斐蓺饩崆巴．a(chǎn)關(guān)閉的嚴(yán)重危害。而排水采氣工藝技術(shù)可以有效的解決氣井內(nèi)部的積水積液問題，減少因積水積液而產(chǎn)生的危害，進(jìn)而提高氣田的開采天然氣的產(chǎn)量，延長氣井的開采壽命。

一、氣井積水積液的原因分析

造成氣井內(nèi)部積水積液主要有兩大方面的原因：

一是隨著氣井的不斷開采，地下氣層的壓力逐漸變小，氣井中氣體流動速度逐漸減小，氣體中的凝析液因氣流攜帶能力不足而被滯留在井筒中，造成氣井內(nèi)部積水積液。

二是由于井內(nèi)邊、底水水壓的推進(jìn)，以及采氣作業(yè)時壓裂酸化增產(chǎn)增注等各種作業(yè)措施的影響，造成井筒內(nèi)水液的累積不斷增加，導(dǎo)致氣井開采天然氣的產(chǎn)氣量不斷下降。

如果氣井內(nèi)部積水積液的情況不能得到有效地緩解，將會導(dǎo)致氣井內(nèi)形成液柱，對氣井的自噴能力造成消極影響，危害嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致氣井因水柱壓迫而停產(chǎn)關(guān)閉。

因此，為了避免氣井積水積液現(xiàn)象的發(fā)生，保證氣田天然氣開采工作的順利進(jìn)行，在水驅(qū)氣田生產(chǎn)作業(yè)過程中，大量采用了排水采氣技術(shù)工藝處理氣井內(nèi)因各種原因出現(xiàn)的積水積液情況，從而解決氣田天然氣開采過程中的氣井積水積液問題， 起到徹底清除或者緩解作用。

二、多種排水采氣工藝技術(shù)的應(yīng)用分析

我國氣田的地理地質(zhì)條件在不同區(qū)域間差別很大，面對復(fù)雜多樣的氣田地質(zhì)條件，要求我們在氣田開發(fā)的過程中必須要采取多種排水采氣工藝技術(shù)，以滿足不同地質(zhì)條件下氣田開采的需要。 排水采氣工藝技術(shù)是解決氣井內(nèi)部積水積液的有效方法，也是水驅(qū)氣田生產(chǎn)作業(yè)過程中常見的采氣技術(shù)。

（1）優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù)

一般情況下，氣井產(chǎn)量與油管內(nèi)徑成正比關(guān)系，管內(nèi)徑越大，產(chǎn)氣量越高。然而在部分氣井開采的中后期，隨著氣藏含量的減少導(dǎo)致氣層壓力不斷降低，較大內(nèi)徑油管的噴發(fā)力就會不足，井內(nèi)氣流滑脫情況嚴(yán)重，引發(fā)氣井積液情況發(fā)生。而縮小油管內(nèi)徑，則有利于提升井內(nèi)氣體流速，提高舉升液體的能力，有利于解決氣井內(nèi)積水積液問題。優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù)具有操作容易、便于管理、免修期長等優(yōu)點(diǎn)，但存在氣井排液量有限不宜過大，油管下入深度有限等不足之處。

（2）泡沫排水采氣工藝技術(shù)

該技術(shù)就是向氣井內(nèi)注入某種表面活性劑，井內(nèi)積水積液遇到活性劑后，借助于井內(nèi)氣流的不斷攪動，會形成大量質(zhì)量較輕的低密度的穩(wěn)定水泡沫。水泡沫隨氣流從井底被攜帶到地面，從而達(dá)到排出井筒積液的目的。起泡劑的分散、洗滌和減阻等作用，使氣井內(nèi)積水積液泡沫化，而且泡沫能夠包裹井筒內(nèi)部分泥沙等污垢，使其在氣流作用下隨著泡沫排出井外，從而達(dá)到疏導(dǎo)氣井通道、穩(wěn)定和增加產(chǎn)量的作用。泡沫排水采氣工藝具有作業(yè)方便、成本低、見效明顯等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于存在自噴能力不足，氣流速度低于臨界流速情況的氣井。

（3）機(jī)抽排水采氣工藝技術(shù)

機(jī)抽排水采氣工藝的工作原理是：在積水積液氣井中，采用有桿深井泵，將其和油管兩者連接，然后下降到氣井的合適深度。把深井泵的柱塞和抽油桿二者連接，利用抽油桿的持續(xù)動能產(chǎn)生運(yùn)動循環(huán)。通過上沖和下沖的循環(huán)運(yùn)動，泵吸入積水積液，通過油管動力攜帶液體從井內(nèi)向井外輸出。通過抽油機(jī)反復(fù)持續(xù)的把氣井中積累的液體輸出到地面，進(jìn)而降低井筒中液柱對井底的回壓，以達(dá)到從套管分離出天然氣的目的。

（4）氣舉排水采氣工藝技術(shù)

該技術(shù)就是利用高壓氣體將氣井內(nèi)的積水積液抬升出井的排水方式。工作原理是從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中匯合，從而使井內(nèi)氣體因高壓產(chǎn)生膨脹，引起井筒中混合液密度的下降，利于液體抬舉，直至排除出地面。氣舉排水采氣工藝技術(shù)受氣井斜度、氣井深度以及硫化氫等因素的制約性較小，對單井產(chǎn)效提升有明顯的作用，而且可以循環(huán)啟動，減少井內(nèi)作業(yè)頻率；但因?yàn)榭紤]到氣井底部回壓因素，必須嚴(yán)格控制注入氣體的壓力，氣井內(nèi)的積水積液很難徹底清除，此外，氣舉排水采氣工藝技術(shù)對井內(nèi)壓力的增強(qiáng)作用，導(dǎo)致井內(nèi)施工裝置的可靠性要求必須提高。

（5）井間互聯(lián)激動排水復(fù)產(chǎn)工藝技術(shù)

井間互聯(lián)激動排水復(fù)產(chǎn)工藝技術(shù)與常規(guī)的排水采氣工藝技術(shù)工作機(jī)理相反，是一種通過利用相鄰的互聯(lián)氣井的天然氣將已經(jīng)提前停產(chǎn)的氣井內(nèi)的積液排除，從而降低停產(chǎn)氣井井筒內(nèi)部液柱回壓，隨后通過開井激動，提高氣井自噴能力和攜帶液體能力，使停產(chǎn)的氣井復(fù)產(chǎn)。

井間互聯(lián)激動排水復(fù)產(chǎn)工藝技術(shù)應(yīng)用靈活，當(dāng)氣井因?yàn)閲?yán)重的井內(nèi)積水積液停產(chǎn)后，可以通過相鄰的氣井幫助其復(fù)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)氣井間的相互幫助，達(dá)到了低投入、高效快速的復(fù)產(chǎn)，降低了氣井的復(fù)產(chǎn)成本。

（6）渦輪泵排水采氣工藝技術(shù)

該技術(shù)是通過渦輪泵代替潛油電機(jī)來驅(qū)動氣井內(nèi)部的離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)，具有設(shè)備成本低、操作簡便、耐高溫、防腐蝕、性能可靠等特點(diǎn)。在工作過程中，可以將動力液通過動力液油管注入井內(nèi)，驅(qū)動井內(nèi)的渦輪工作，渦輪帶動離心泵旋轉(zhuǎn)，提供動力將井內(nèi)的積液排除。渦輪泵可以在300℃以上的高溫下工作，廣泛地應(yīng)用于斜井、產(chǎn)砂氣井和腐蝕性強(qiáng)的氣井。

（7）同心毛細(xì)管排水采氣工藝技術(shù)

同心毛細(xì)管排水采氣工藝技術(shù)一般通過向產(chǎn)生積水積液的氣井射孔段底部注入化學(xué)發(fā)泡劑，以此降低氣井內(nèi)部壓力，減小井內(nèi)積水積液的密度，使井內(nèi)積水積液隨氣體通過管道排出井外，有效地防止井底積液滯留，提高了排液效率。 同心毛細(xì)管排水采氣工藝技術(shù)可以同時實(shí)現(xiàn)清潔氣井內(nèi)部結(jié)構(gòu)、清除井內(nèi)積水積液、井壁防腐等目的，可以有效地提高氣井天然氣采收率，防止氣體污染，降低了氣井采氣費(fèi)用。

同心毛細(xì)管排水采氣工藝技術(shù)安裝方便，對于井壁和井底存有積液的氣井而言，是簡便、理想的技術(shù)選擇。同心毛細(xì)管作為該技術(shù)的核心設(shè)備可以反復(fù)使用，但是要注意在多次使用過程中產(chǎn)生的內(nèi)部結(jié)垢等問題，一旦內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)垢，在注入化學(xué)試劑時可能堵塞管道，影響氣井開采生產(chǎn)。

結(jié)束語

排水采氣工藝技術(shù)可以有效地提高氣井開采天然氣的產(chǎn)量，延長氣井的開采壽命。氣井排水采氣工藝眾多，但優(yōu)點(diǎn)與局限性并存，在氣井開采具體作業(yè)時，需要根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)條件和氣井狀況有針對性地選擇排水采氣工藝技術(shù)。

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