油氣田開發(fā)中后期采氣配套工藝評價

楊玲 李軍 潘柯辰

摘要：油氣田開采初期，經(jīng)過大量的現(xiàn)場實驗，氣田形成了多井高壓集氣、集中注醇、多井加熱、間歇計量、天然氣發(fā)電、小站脫水、環(huán)氧粉末靜電噴涂、井口安全閥、上下古合采、SCADA自動化系統(tǒng)等十項配套工藝。這十項配套工藝保障了我廠12年的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，并將在今后的生產(chǎn)中繼續(xù)發(fā)揮其有力的保障作用。但隨著穩(wěn)產(chǎn)期的到來，氣田的生產(chǎn)狀況發(fā)生了明顯的變化，同時國家對安全環(huán)保的要求也日益提高，這就對我們的配套工藝提出了新的要求。本文針對油氣田目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀及國家對安全環(huán)保的要求，總結近兩年集氣工藝改進現(xiàn)場實驗情況，并結合氣田的發(fā)展前景，對油氣田的中后期采氣配套工藝進行了系統(tǒng)梳理與對比，對各類工藝設備在油氣田的適應性進行了系統(tǒng)的闡述，并提出了改進意見。

主題詞：油氣田? 中后期? 配套工藝

一、油氣田采氣配套工藝的發(fā)展概況

經(jīng)過一系列的先導性開發(fā)試驗，氣田形成了以多井高壓集氣、集中注醇、多井加熱、間歇計量、天然氣發(fā)電、小站脫水、環(huán)氧粉末靜電噴涂、井口安全閥、上下古合采、SCADA自動化系統(tǒng)等十項配套工藝為基礎的氣田早期工藝系統(tǒng)，這十項配套工藝保障了我廠12年的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，但隨著穩(wěn)產(chǎn)期的到來，氣田的生產(chǎn)狀況發(fā)生了明顯的變化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1、地層能量明顯降低，氣井連續(xù)生產(chǎn)能力不斷降低;

2、水氣比明顯上升，地層水對天然氣生產(chǎn)影響越來越大;

3、隨著生產(chǎn)的繼續(xù)，氣田工藝設備腐蝕老化日益嚴重，安全風險日益增大。

二、工藝改進適應性對比

（一）噴射引流與壓縮機增壓工藝對比

1、噴射引流工藝特點：

工作原理：噴射器工作原理是利用射流的紊動擴散作用，使不同壓力的兩股流體相互混合，并引發(fā)能量交換使低壓氣體壓力升高達到能輸送的目的。壓力較高的流體叫做工作流體，它以很高的速度從噴嘴流出，進入混合室，由于射流的紊動擴散作用，卷吸周圍的流體而發(fā)生動量交換，被吸走的壓力較低的流體叫引射流體。工作流體與引射流體在混合室內(nèi)混合，進行動量和質(zhì)量交換，在流動過程中速度漸漸均衡，這期間常常伴隨壓力的升高。流體從混合室出來進入擴大管，壓力將因流動速度變緩而繼續(xù)升高。采用該技術可充分利用高壓天然氣的能量，保證進站壓力低而不能連續(xù)生產(chǎn)的氣井連續(xù)生產(chǎn)。

工藝特點：工藝簡單、成本低廉、體積小并且免維護，通過在XX站所做試驗可見，在進站壓力（1.0MPa）低于外輸壓力（5.0 MPa）時仍能夠連續(xù)生產(chǎn)，延長了間歇氣井生產(chǎn)時間，并實現(xiàn)了1口高壓井引射1-3口低壓井，但因改線及加熱爐影響，實驗時間較短，實驗效果不明顯，日產(chǎn)氣量未見明顯增長。

2、壓縮機增壓工藝特點：

工作原理：壓縮機的種類很多，按其結構形式分為往復式和旋轉(zhuǎn)式兩大類，靖邊氣田選用天然氣驅(qū)動的低速整體往復式壓縮機，它是在原動機的驅(qū)動下運轉(zhuǎn)，將天然氣引入壓縮機，在壓縮機轉(zhuǎn)子或活塞的運轉(zhuǎn)過程中，通過一定的機械能轉(zhuǎn)換和熱力變換過程，使天然氣的壓能增加，從而達到增壓的目的。

工藝特點：工藝復雜、成本較高、體積較大并且維護成本較高，通過在XX站等集氣站所做試驗可見，在進站壓力低于外輸壓力時仍能夠連續(xù)生產(chǎn)，日產(chǎn)氣量有明顯增加，并實現(xiàn)了集氣站整體增壓。

（二）氮氣氣舉、丼間互聯(lián)氣舉、泡沫排水工藝對比

1、氮氣氣舉工藝特點：

工作原理：利用地面制氮及增壓設備從套管注入高壓氮氣，將井筒積液通過油管舉出地面，使氣井恢復正常生產(chǎn)。

工藝特點：通過在XX井等氣井所做試驗可見，該項工藝特點是，施工時間短，工藝簡單、成本較低，但因施工場所在井口，所以要有必要的后勤生活保障措施。

2、丼間互聯(lián)氣舉工藝特點：

工作原理：利用高壓氣源丼從套管注入高壓天然氣，將井筒積液從油管舉出地面，使氣井恢復正常生產(chǎn)。

工藝特點：通過在XX井等氣井所做試驗可見，該項工藝特點是，工藝簡單、成本較低，但要求集氣站具備不產(chǎn)水的高壓高產(chǎn)氣源井。

3、泡沫排水工藝特點：

工作原理：利用固體或液體起泡劑與井筒積液充分反應后，生成密度較小的泡沫，從而使氣井以較低的能量將井筒積液從油管舉出地面，使氣井恢復正常生產(chǎn)。附：泡沫排水工藝流程圖

工藝特點：通過在xx站等集氣站所做試驗可見，該項工藝特點是，工藝簡單、成本較低，但存在消泡困難，易造成三甘醇污染等弊端。

（三）緊急截斷閥與傳統(tǒng)控制閥對比

1、緊急截斷閥特點：

工作原理：利用傳感元件將被檢測參數(shù)值與設置值進行比對，通過邏輯控制程序?qū)崿F(xiàn)閥門的自動截斷。

特點：通過在XX站等集氣站所做試驗可見，該閥特點是，工藝復雜、成本較高，維護成本高，但動作迅速，安全性能高。

2、傳統(tǒng)控制閥特點：

工作原理：利用人力轉(zhuǎn)動手輪，通過傳動機構實現(xiàn)閥門的開關。

特點：通過在集氣站現(xiàn)場實踐表明，該閥特點是，工藝簡單、成本較低，維護成本低，但操作緩慢。

四、結論及建議

經(jīng)過十余年不懈探索，在氣田開采初期形成的多井高壓集氣、集中注醇、多井加熱、間歇計量、天然氣發(fā)電、小站脫水、環(huán)氧粉末靜電噴涂、井口安全閥、上下古合采、SCADA自動化系統(tǒng)等十項配套工藝的基礎上，我們又總結完善了節(jié)點增壓和緊急截斷閥等配套工藝。這些配套工藝有力保障了我廠的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，并將在今后氣田的中后期生產(chǎn)中發(fā)揮積極的作用。

對于地層水的影響，目前雖進行了大量局部的工藝試驗，并積累了一定的經(jīng)驗，但還未形成一套對于靖邊氣田中后期生產(chǎn)廣泛適用又經(jīng)濟實用的成熟工藝，這需要我們在今后的工作中創(chuàng)新方式方法，借鑒先進工藝，繼續(xù)試驗改進，建議在今后的工作中考慮與壓縮機增壓工藝相配合，以增大生產(chǎn)壓差的辦法實現(xiàn)產(chǎn)水氣井的排水采氣，為防止造成污染風險，還可在高產(chǎn)水集氣站配置多級分離、閃蒸分液等工藝流程。