天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用研究

黎琴（中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)有限公司，重慶408014）

0 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展直接導(dǎo)致了能源需求的飛速上漲，為了緩解能源緊張，保障人民的生產(chǎn)、生活需求，國(guó)家加大了對(duì)清潔能源的開發(fā)，而天然氣作為世界一次能源中最為清潔環(huán)保的能源，其開發(fā)利用成為中國(guó)能源發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。然而，在天然氣開采后期，氣井進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間的低壓生產(chǎn)階段后，其遞減率越來越高，所以為了提高氣井的可采儲(chǔ)量，降低氣井的遞減率，增壓開采是氣田開發(fā)的必經(jīng)階段，利用增壓開采工藝促進(jìn)氣田的進(jìn)一步開發(fā)因此而成為天然氣開發(fā)的研究重點(diǎn)，該研究對(duì)于提高天然氣的采收率有重大的意義。

1 天然氣增壓開采工藝技術(shù)現(xiàn)狀

目前天然氣增壓開采工藝技術(shù)已相對(duì)成熟，但其在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用中，仍然存在一些問題影響著應(yīng)用效果，制約著氣田開發(fā)效率。比如有些氣井出水量大，增壓困難，有些氣井增壓效果不理想；再比如由于增壓站地址選擇的不合理，導(dǎo)致部分增壓氣井距離增壓站較遠(yuǎn)，長(zhǎng)距離管道輸送導(dǎo)致天然氣損耗增加，同時(shí)無法降低氣井井口壓力，從而導(dǎo)致增壓無明顯效果；還比如有些氣田增壓機(jī)選擇的不合理導(dǎo)致需要增壓的氣井無法實(shí)現(xiàn)增壓，或者氣井全部增壓后氣量仍無法滿足壓縮機(jī)的最低氣量標(biāo)準(zhǔn)……這些問題都不利于天然氣開采過程中經(jīng)濟(jì)效益的提高。因此，本文針對(duì)這些問題對(duì)增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策展開了分析。

2 天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用對(duì)策

2.1 氣井區(qū)的合理選擇

氣井區(qū)的選擇對(duì)于增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用效果有著很大的影響，因此在氣井開發(fā)后期，必須要將氣井區(qū)的選擇納入考慮范圍。氣井區(qū)的選擇需綜合考慮氣井區(qū)的資源儲(chǔ)量、管網(wǎng)配備情況及應(yīng)用增壓開采工藝技術(shù)后的效果。在選擇氣井區(qū)時(shí)，首先要考慮氣井區(qū)的資源儲(chǔ)量，氣井區(qū)合適的資源儲(chǔ)量是保證增壓開采效果良好的基礎(chǔ)，對(duì)于資源儲(chǔ)量較好，生產(chǎn)情況較好的氣井過早地介入增壓開采將浪費(fèi)成本，對(duì)于于資源儲(chǔ)量低，生產(chǎn)壓力過低的氣井，介入增壓開采后效果較差，將造成產(chǎn)出與投入不成正比，所以在選擇增壓開采工藝前需要對(duì)氣田和氣井的資源量進(jìn)行評(píng)價(jià)。其次增壓氣井之間應(yīng)當(dāng)相對(duì)集中，盡可能減少因長(zhǎng)距離管道輸送而導(dǎo)致的天然氣損耗的增加，同時(shí)減少因增開開采工藝的應(yīng)用而增加的投資，保證技術(shù)應(yīng)用后的收益與相應(yīng)的投資是成正比的。最后，在增壓氣井選擇時(shí)，要分析氣井增壓后的效果，保證氣井井內(nèi)增壓狀況良好，以確保增壓開采工藝技術(shù)能夠延長(zhǎng)氣井或氣田的開采時(shí)間。

2.2 合理選址

增壓站位置的合理選擇也是保證增壓開采工藝技術(shù)應(yīng)用效果良好的關(guān)鍵因素之一，增壓站站址是保證增壓輸送的重要因素，在選擇增壓站站址時(shí)需要考慮以下幾方面的影響：第一，增壓站站址與氣井井口的距離。增壓站站址選擇在氣井周邊效果會(huì)更好，這樣有利于降低氣井井口壓力，保證增壓效果，同時(shí)減少因管道輸送而導(dǎo)致的天然氣損耗。第二，氣井產(chǎn)水情況。對(duì)于純氣單井，可以根據(jù)具體的情況而進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整增壓站站址，增壓站的位置可選在氣井的不遠(yuǎn)處，這樣更有利于減少了因管道輸送而導(dǎo)致的天然氣損耗，當(dāng)然，也可設(shè)置在集氣站，這樣設(shè)施的安排也更加的完善，同時(shí)也方便管理。對(duì)于中高產(chǎn)水氣井，其管網(wǎng)易產(chǎn)生積液，為了保證增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)當(dāng)將增壓站建立在井場(chǎng)。第三，輸氣管網(wǎng)敷設(shè)情況。有些氣井井場(chǎng)與集氣站距離較遠(yuǎn)，其輸氣管道由于地形坡度的原因，管網(wǎng)內(nèi)容易產(chǎn)生積液，應(yīng)當(dāng)將增壓站建立在井場(chǎng)距離增壓氣井較近的地方，以保證氣井的增壓效果，同時(shí)保證足夠的氣量帶出管網(wǎng)中的積液，保證氣井生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.3 增壓設(shè)備的選擇

在選擇增壓設(shè)備時(shí)，需要考慮氣井區(qū)的增壓氣量、天然氣的品質(zhì)、井場(chǎng)溫度以及井場(chǎng)的設(shè)施情況。不同型號(hào)的增壓設(shè)備所能容納的最大氣量不同，有些增壓設(shè)備最多只能處理5萬方天然氣、有些最多能處理10萬方天然氣、有些最多能處理20萬方天然氣，所以在選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮集氣站的氣井生產(chǎn)情況，并對(duì)其增壓后的生產(chǎn)情況進(jìn)行評(píng)估，從而保證增壓效果的最優(yōu)化。增壓設(shè)備在選擇時(shí)應(yīng)考慮天然氣的品質(zhì)，有些氣田所產(chǎn)的天然氣可能含有腐蝕性物質(zhì)，在這種特殊氣田的開采中，需要對(duì)開采設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。同時(shí)天然氣的開采也會(huì)受到溫度的影響，在天然氣的增壓開采中，為了增壓設(shè)備能夠穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，在一些特殊的環(huán)境下，還要求增壓設(shè)備有著高效的分離器以應(yīng)對(duì)溫度對(duì)天然氣開采產(chǎn)生的影響，因此設(shè)備的選擇也應(yīng)當(dāng)考慮氣候因素。有些氣井由于地理位置較為偏遠(yuǎn)，無法連接電源、水源，對(duì)這些氣井實(shí)施增壓開采需要考慮對(duì)外來電源、水源要求較低或能夠不依靠外來電源、水源，安裝、維修簡(jiǎn)單的增壓設(shè)備。因此在選擇增壓設(shè)備時(shí)，必須根據(jù)天然氣氣田增壓開采的特點(diǎn)來進(jìn)行，在某些特殊情況下，為了保證增壓氣井生產(chǎn)的穩(wěn)定性，需要對(duì)井內(nèi)增壓、輸送過程的增壓設(shè)備等進(jìn)行合理的選擇與改造。

2.4 氣田與壓縮機(jī)工況的協(xié)調(diào)性

對(duì)氣井實(shí)施增壓開采需要根據(jù)氣井的實(shí)際生產(chǎn)情況來進(jìn)行，由于氣井進(jìn)口的壓力值、井內(nèi)的實(shí)際情況、天然氣的運(yùn)輸狀況都不是固定不變的，面對(duì)這種動(dòng)態(tài)的變化，對(duì)壓縮機(jī)的型號(hào)、數(shù)量等的要求也存在差別。因此在壓縮機(jī)的選擇上，需要根據(jù)具體的情況做出調(diào)整，保證壓縮機(jī)工況能夠與氣田的開采狀況相協(xié)調(diào)，以此來保證增產(chǎn)效果。尤其是一些生產(chǎn)變化較大的氣田中，可以對(duì)轉(zhuǎn)速、壓縮缸余隙等部件的調(diào)整來調(diào)整工況，來滿足氣田集輸采氣的變化情況。比如當(dāng)氣田的氣水率相對(duì)較高時(shí)，需要通過備用機(jī)組來預(yù)防氣田的變化。對(duì)開采過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，是為了對(duì)增壓開采情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，能夠確保壓縮機(jī)工況與開采工藝相適應(yīng)。只有增壓開采工藝的應(yīng)用達(dá)到最優(yōu)值，才能夠保證氣田開采的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最高。

2.5 應(yīng)用優(yōu)化

對(duì)于天然氣增壓開采工藝的應(yīng)用效果，可以通過一定的方法進(jìn)行優(yōu)化，保證后續(xù)作業(yè)的順利進(jìn)行。如在頁巖氣氣田的開采中，可以通過計(jì)算非線性方程的方式來將增壓開采技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，保證各個(gè)目標(biāo)值的組合解能夠達(dá)到最優(yōu)值，從而保證氣井開發(fā)后期開采效果的最大化。在天然氣增壓開采工藝技術(shù)的具體應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在工藝的應(yīng)用基礎(chǔ)上，根據(jù)氣井的特點(diǎn)來進(jìn)行應(yīng)用優(yōu)化，使其更適應(yīng)天然氣開采的具體情況。

3 結(jié)語

天然氣能源的需求量在不斷上漲，但隨著氣田開采的不斷進(jìn)行，氣井資源量將逐漸降低至最低可采儲(chǔ)量，為了進(jìn)一步提高氣井的采收率，必須要通過增壓開采設(shè)備的應(yīng)用來使氣田的工況重新滿足開采標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)增壓開采工藝的應(yīng)用進(jìn)行研究，對(duì)如何達(dá)到應(yīng)用的最優(yōu)值進(jìn)行分析，可以有效提高相應(yīng)氣田的采收率，保證我國(guó)清潔能源的供應(yīng)。