數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李娜

摘要：排水采氣主要應(yīng)用于儲(chǔ)層壓力低、單井產(chǎn)氣量低、小水量、攜液能力較差、井筒積液嚴(yán)重甚至被水淹造成停產(chǎn)的產(chǎn)氣井，隨著氣田的長(zhǎng)時(shí)間開發(fā)，產(chǎn)氣井的井筒積液不斷增多，傳統(tǒng)的排水技術(shù)手段不僅工作量十分繁重，增加了生產(chǎn)成本;而且排水速度較慢，嚴(yán)重的影響了氣田的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。在信息技術(shù)條件下，數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)在氣田得到了應(yīng)用，實(shí)踐證明，數(shù)字化排水采氣不僅降低了生產(chǎn)成本，減輕了工程技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了采氣效率，而且有效提高了氣田產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。本文對(duì)此進(jìn)行研究，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;排水采氣;研究應(yīng)用

1 數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)的建設(shè)路徑

氣田數(shù)字化排水產(chǎn)氣系統(tǒng)的建設(shè)路徑應(yīng)滿足：數(shù)據(jù)集成管理、積液氣井排查管理、積液井分布控制管理、氣井積液量的自動(dòng)測(cè)量與計(jì)算、措施優(yōu)選及對(duì)措施井眼進(jìn)行跟蹤管理等數(shù)字化管理措施。

2 數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 單井電子巡井技術(shù)

單井電子巡警技術(shù)主要包括集氣站和產(chǎn)氣井構(gòu)成，集氣站設(shè)備主要包括無線通訊設(shè)備及站控計(jì)算機(jī)系統(tǒng);單井設(shè)備包括壓力變送器、智能氣體超聲波流量計(jì)、緊急開閉閥門、無線通訊終端設(shè)備、攝像設(shè)備及太陽能供電系統(tǒng)等。單井至集氣站的數(shù)據(jù)傳輸依據(jù)具體環(huán)境可分別采用無線電臺(tái)、無線網(wǎng)橋或4G無線寬帶技術(shù)。由集氣站至作業(yè)工區(qū)、采氣廠、調(diào)度指揮中心的線路傳輸采用光纜;單井?dāng)?shù)字系統(tǒng)的主要功能是通過數(shù)字化巡井技術(shù)，采集產(chǎn)氣井的產(chǎn)量、壓力、流量、積液等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按照遠(yuǎn)程指令，定時(shí)對(duì)井場(chǎng)的安全狀況拍攝照片及緊急關(guān)閉和開啟氣井等。

2.2 積液井排查技術(shù)

對(duì)積液井進(jìn)行排查是數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)，只有查明氣井積液集聚情況，才能采取正確的排水措施。對(duì)氣井積液的判斷可采取理論計(jì)算與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的方法進(jìn)行。

（1）根據(jù)臨界攜液量作判斷。當(dāng)氣井正常生產(chǎn)時(shí)，氣體呈現(xiàn)出連續(xù)相，液體狀態(tài)為分散的顆粒并被氣體攜帶出井。當(dāng)氣體流速降低時(shí)，攜液量也會(huì)有所降低，并逐步在井底淤積形成積液。積液形成后氣井產(chǎn)量會(huì)大幅下降甚至被水淹停產(chǎn)，因此在生產(chǎn)中，氣井的產(chǎn)氣量必須大于臨界攜液量。因此臨界攜液量是判斷井底是否積液的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（2）根據(jù)采氣動(dòng)態(tài)曲線作出判斷。氣井在生產(chǎn)過程中，可根據(jù)采氣曲線的變化狀態(tài)對(duì)井底積液進(jìn)行情況做判斷，因?yàn)榫追e液增加就會(huì)造成產(chǎn)氣量下降，采氣動(dòng)態(tài)曲線就會(huì)隨之發(fā)生變化。

（3）根據(jù)油套壓差分析進(jìn)行判斷。有節(jié)流器氣井連續(xù)關(guān)井超過48小時(shí)以上，或無節(jié)流器氣井連續(xù)生產(chǎn)72天以上，套壓與油壓之間的壓力差大于4MPa，表明井底存在積液。

2.3 積液量計(jì)量技術(shù)

積液量計(jì)量技術(shù)主要是對(duì)井底積液量進(jìn)行計(jì)量：

（1）關(guān)井油套及采氣動(dòng)態(tài)曲線計(jì)量法。無節(jié)流器氣井，當(dāng)油套壓差設(shè)定為P差時(shí)，積液計(jì)算公式為：

Q = P差V/d水

（2）流壓梯度測(cè)試計(jì)量法。

對(duì)無節(jié)流器氣井積液的計(jì)量，公式如下：

對(duì)有節(jié)流器氣井，節(jié)流器上方積液量的計(jì)量，公式如下：

（3）回聲儀測(cè)試計(jì)量法，公式如下：

上述各公式中：

Q—積液量m3;P差 —油套壓差MPa;d水 —靜態(tài)液柱梯度1MPa/100m;V—油管容積m3/100m;D套內(nèi) —套管內(nèi)經(jīng)mm;d油內(nèi) —油管內(nèi)徑mm;d油外—油管外徑mm;h油 —油管下深m;h油界 —油管內(nèi)部氣液界面深度m;h環(huán)界 —油套管之間環(huán)空內(nèi)氣液界面深度m;h節(jié)流器 —節(jié)流器塵封深度m;H —完井深度m;l —壓力梯度系數(shù)0.1—1.0之間。

2.4 排水采氣優(yōu)選技術(shù)

對(duì)于排水技術(shù)的選用，應(yīng)重點(diǎn)根據(jù)氣井的產(chǎn)氣量、氣水之間構(gòu)成比例，油管與套管之間的壓力差等因素對(duì)積液狀態(tài)進(jìn)行分類，對(duì)排水技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化選擇，對(duì)于氣井不同生產(chǎn)時(shí)期的不同狀態(tài)應(yīng)選擇不同的排水方法，當(dāng)前氣井主要排水方法包括：壓縮機(jī)氣舉排水、速度管柱排水、泡沫排水以及柱塞氣舉排水等方法。

2.5 效果評(píng)價(jià)技術(shù)

對(duì)采氣井生產(chǎn)情況進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)。將數(shù)字排水采氣系統(tǒng)措施實(shí)施前后的天然氣產(chǎn)量對(duì)比分析。在分析過程中，要充分考慮氣田的衰減因素，分別計(jì)算出實(shí)施數(shù)字排水采氣措施前后的產(chǎn)氣量，對(duì)所采取的排水措施進(jìn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)。生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用數(shù)字排水采氣系統(tǒng)后，產(chǎn)氣量比人工排水提高了18.5%，技術(shù)效果比較明顯。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

（1）對(duì)積液井排查分析。實(shí)踐證明，依托數(shù)字化系統(tǒng)，對(duì)積液井排查的準(zhǔn)確率與人工排查相比較，排查的準(zhǔn)確率提高了24.6%，排查速度更是人工所無法比擬的，基本實(shí)現(xiàn)了氣田積液井排查有人工向數(shù)字化的轉(zhuǎn)變。

（2）對(duì)積液井的分布規(guī)律進(jìn)行分析。通過采用數(shù)字化系統(tǒng)對(duì)氣井積液井進(jìn)行排查，并能夠依據(jù)系統(tǒng)模塊，對(duì)積液井的含水量及分布狀態(tài)在單井拓?fù)鋱D中予以標(biāo)示，通過對(duì)單井拓?fù)鋱D進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)氣田區(qū)塊的積液狀態(tài)及分布規(guī)律，為氣井實(shí)施科學(xué)管理和科學(xué)開采提供技術(shù)支撐。

（3）對(duì)產(chǎn)氣量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。基于數(shù)字化排水產(chǎn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)中系統(tǒng)模塊能夠自動(dòng)記錄單井產(chǎn)氣量，并對(duì)區(qū)塊日產(chǎn)氣量進(jìn)行匯總計(jì)算，與數(shù)字化排水產(chǎn)氣系統(tǒng)實(shí)施前后進(jìn)行對(duì)比分析，增產(chǎn)效果一目了然。

總之，數(shù)字化排水采氣系統(tǒng)不僅可以提高氣井產(chǎn)量，同時(shí)可以降低工程技術(shù)人員及一線生產(chǎn)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，全面提高工作質(zhì)量和工作效率，具有推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱慶杰，畢巍，郭文敏.數(shù)字化排水采氣技術(shù)在氣田的應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2015（12）：83-84.