氣井排液采氣方式與排液采氣井安全評(píng)價(jià)研究

賈寶祥 石曉鵬 許曉琴 武麗霞

摘要：針對(duì)氣井排液采氣問題，本次研究結(jié)合國(guó)內(nèi)外排液采氣的研究現(xiàn)狀，首先對(duì)氣井排液采氣的方式進(jìn)行全面的研究，對(duì)排液采氣井進(jìn)行安全評(píng)價(jià)分析，為推動(dòng)我國(guó)氣井排液采氣方式的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)。研究表明：在氣井生產(chǎn)作業(yè)的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的水，水資源的參與會(huì)使得氣井的產(chǎn)量嚴(yán)重降低，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致氣井停產(chǎn)，因此，采取合理的排液采氣措施對(duì)于氣井的生產(chǎn)作業(yè)十分重要，可以有效的提升氣井的采收率，目前常見的排液采氣方式為增大壓差排液采氣、優(yōu)選管柱排液采氣、泡沫排液采氣以及氣舉排液采氣，每種方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的過程中需要對(duì)排水采氣方法進(jìn)行合理的選擇。

關(guān)鍵詞：氣井 ?排液采氣 ?研究現(xiàn)狀 ?安全評(píng)價(jià) ?優(yōu)選管柱排水采氣

1.氣井排液采氣方式及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

早在上世紀(jì)中期階段，美國(guó)和蘇聯(lián)等世界超級(jí)大國(guó)就開始應(yīng)用排水采氣方式進(jìn)行天然氣的生產(chǎn)作業(yè)，目前，該種開采方式已經(jīng)在世界范圍內(nèi)的氣井中得到了廣泛的應(yīng)用，進(jìn)而使得氣井的產(chǎn)量得到了大幅度的提升。我國(guó)對(duì)于該種開采方式的研究起始于上世紀(jì)的七十年代，研究的速度相對(duì)較為緩慢，直到上世紀(jì)九十年代，在四川氣田中才引入到第一臺(tái)射流泵，使得我國(guó)氣田開始應(yīng)用排水采氣開采方式，該種開采方式也首次在我國(guó)進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的發(fā)展[2]。

1.1增大壓差排水采氣方式

該種排水采氣方法主要是利用零壓放空的基本原理，進(jìn)而達(dá)到排水采氣的基本目的，該種方式在使用的過程中，需要對(duì)氣井進(jìn)行周期性的放空，放空所使用的氣嘴直徑基本維持在8.0mm-10.0mm之間，使用該種開發(fā)方式達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)目的的氣井?dāng)?shù)量占我國(guó)總氣井?dāng)?shù)量的一半左右，該種開發(fā)方式主要是適用于持續(xù)性生產(chǎn)能力較強(qiáng)、測(cè)壓梯度相對(duì)較高以及油套壓差相對(duì)較大的氣井，在使用的過程中，減小的速度相對(duì)較快，應(yīng)用也相對(duì)較為簡(jiǎn)單，但是，該種方法也具有一定的缺陷，使用過程中會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生嚴(yán)重的傷害，還可能會(huì)大幅降低氣井的生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)排液不徹底的問題，如果排液不徹底，則排水采氣的效果就會(huì)受到嚴(yán)重的影響[3]。

1.2優(yōu)選管柱排液采氣方式

該種方式在新投產(chǎn)的氣井中十分常見，其主要是通過對(duì)自噴管柱的直徑進(jìn)行合理的調(diào)整，進(jìn)而使得天然氣流動(dòng)過程中的滑脫損失降低，最終達(dá)到排水采氣的基本目的，其要求氣井必須具有一定的自產(chǎn)能力，即可以利用地層之中的能量進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，目前，由于該種方式對(duì)于氣井生產(chǎn)方式的要求相對(duì)較高，所以只是我國(guó)部分區(qū)域的氣井中使用了該種類型的生產(chǎn)方式，其產(chǎn)生的效果相對(duì)較為明顯，該種開發(fā)方式在使用的過程中具有穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，且攜液能力也相對(duì)較強(qiáng)，這是該種方式可以起到良好效果的主要原因，但是在使用該種類型開發(fā)方式的過程中，氣井的井口位置處非常容易出現(xiàn)結(jié)蠟問題，同時(shí)，對(duì)該種開發(fā)方式進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的難度相對(duì)較大，這嚴(yán)重阻礙了該種開發(fā)方式的進(jìn)一步發(fā)展。

1.3泡沫排液采氣開發(fā)方式

該種開發(fā)方式主要是依靠注入化學(xué)起泡劑的方式，使得氣井中的含水泡沫數(shù)量增加，這些泡沫的密度都相對(duì)較低，所以滑脫的損失也相對(duì)較低，在開采的過程中非常容易被攜帶出井口，該種開發(fā)方式的穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且使用過程中的資源浪費(fèi)量相對(duì)較少，對(duì)地層也不會(huì)產(chǎn)生較大的傷害，但是使用過程中的流程現(xiàn)象較為復(fù)雜，在使用該種開發(fā)方式的過程中，工作人員可以在氣田現(xiàn)場(chǎng)選擇幾口氣井進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)較好的前提下，在引入該種開發(fā)方式。

1.4氣舉排液采氣開發(fā)方式

該種排水采氣方式主要是應(yīng)用于已經(jīng)被水淹沒的氣井，同時(shí)，在部分低壓氣井中也可以得到有效的應(yīng)用，但是要求氣井必須具有一定的產(chǎn)能，其主要是通過使用抽油機(jī)，利用其抽吸運(yùn)行，進(jìn)而使得天然氣資源可以從套管中排出，水資源主要是從油管中排出，該種方法在使用的過程中具有一定的局限性，如果氣井的產(chǎn)水量相對(duì)較大，深度較深，則該種方法將無法得到有效的利用，目前，我國(guó)部分氣田企業(yè)已經(jīng)引進(jìn)了該種排水采氣開發(fā)方式，且已經(jīng)取得了良好的應(yīng)用效果，該種方法在使用的過程中維護(hù)相對(duì)較為方便，且取得的效果相對(duì)較為明顯，但是進(jìn)口位置處的密封效果難以把控，井下的狀況也難以進(jìn)行有效的分析。

2.排液采氣井安全評(píng)價(jià)研究

針對(duì)氣井排水采氣作業(yè)的安全評(píng)價(jià)問題，本次研究主要是引入事故樹評(píng)價(jià)方法，對(duì)四種類型常見的排水采氣方式進(jìn)行安全評(píng)價(jià)研究。事故樹分析方法在使用的過程中，其主要是通過自上向下進(jìn)行演繹的方式，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行合理的安全評(píng)價(jià)，對(duì)不希望出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，該種方法在安全領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)較廣，可以充分了解風(fēng)險(xiǎn)事故問題出現(xiàn)的原因，并可以找到消除風(fēng)險(xiǎn)事故問題的解決措施，在數(shù)據(jù)資料相對(duì)較為廣泛的前提下，還可以對(duì)系統(tǒng)失效的概率進(jìn)行計(jì)算，目前，該種方法已經(jīng)在我國(guó)眾多的高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域中得到了成功應(yīng)用。

通過使用事故樹分析方法對(duì)四種常見的排水采氣措施進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)：①對(duì)于增大壓差方式而言，對(duì)壓差進(jìn)行合理的控制和選擇十分重要，這是影響安全問題的重要因素，通過對(duì)壓差進(jìn)行控制，可以有效降低風(fēng)險(xiǎn)問題出現(xiàn)的概率;②對(duì)于優(yōu)選管柱開發(fā)方式而言，對(duì)管徑的調(diào)節(jié)十分重要，通過對(duì)管徑進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，可以說得流體以霧狀的形式流出，其安全風(fēng)險(xiǎn)問題的主要影響因素就是管柱失效;③對(duì)于泡沫開發(fā)方式而言，其主要是注入一定量的起泡劑，進(jìn)而可以使得液體以泡沫的形式流出井口，該項(xiàng)開發(fā)方式在使用的過程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)問題為管道的腐蝕以及排液的效果;④對(duì)于氣舉開發(fā)方式而言，其主要是通過注入高壓氣體，進(jìn)而使得液體可以流出井口，達(dá)到提高氣田產(chǎn)量的目的，該種方法在使用的過程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)問題為壓縮機(jī)故障問題或井口裝置故障問題，機(jī)抽的開發(fā)方式在應(yīng)用的過程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)問題為抽油機(jī)故障問題或電纜失效。

3.結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)氣田含水率不斷升高的問題，引入排水采氣的開發(fā)方式十分重要，引入該種開發(fā)方式以后，可以有效的提升天然氣的開發(fā)效率，目前常見的排水采氣開發(fā)方式可以分為四種類型，分別是增大壓差排液采氣、優(yōu)選管柱排液采氣、泡沫排液采氣以及氣舉排液采氣，每種方法都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)的過程中需要對(duì)排水采氣方法進(jìn)行合理的選擇。

參考文獻(xiàn)

[1] 韓旭波，汪泳吉，段星宇.關(guān)于氣井排液采氣技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（14）：170.

[2] 吳麗烽，高永亮，毛云龍.排液采氣井工藝設(shè)計(jì)及綜合評(píng)價(jià)軟件的研制和應(yīng)用[J].中國(guó)石油和化工，2008（04）：47-49.

[3] 汪海，鮑志強(qiáng)，欒艷春，等.氣井氣舉閥氣舉排液采氣工藝參數(shù)設(shè)計(jì)研究[J].天然氣勘探與開發(fā)，2005，28（02）：35-38.