开采天然气的过程中, 由于各种原因, 气井生产时会排出液体, 连同天然气一同排出井筒, 但是如果井筒中缺乏足够压力不能通过天然气将这种液体带出地面的话, 就会形成井筒积液, 这种现象在采气中经常遇到, 积液产生后如不及时排出井筒, 就会大大影响气井的运作与生产, 更有甚者会导致气井停喷。
1 排水采气工艺技术现状
当前所采用的排水采气工艺技术主要包括泡沫排水采气工艺、连续气举排水采气技术和机抽排水采气工艺等。
1.1 泡沫排水采气工艺
在此工艺下, 在井底注入表面活性剂 (加注浓度要求见表1) , 通过天然气流的搅拌, 使之与汽水充分混合直至产生大量稳定的低密度泡沫, 这些泡沫会将井底积液携带至地面, 可以起到减少井管滑脱损失和助排作用。由于操作过程中不需要人工进行垂直管举升, 故而该工艺主要适用于有一定自喷能力的井。
该技术工艺简单、易于掌握和进行操作管理, 费用低廉, 经济效益在排水采气工艺中实数最高, 据统计, 采用此工艺节约的费用为0.01元/m3。此工艺在井的产水量、气层压力和气水比都较低时, 完全可以自动化运作, 单靠注入表面活性剂就可以维持井的自喷运作, 此时的排液能力较低, 常为100m3/d, 但是随着井的产水量、气层压力和气水比不断升高, 仅靠自动化运作便不能维持其自喷, 此时需要通过人工进行井管举升以辅助排水。
1.2 连续气举排水采气技术
为了改善气层互相渗流的情况, 可以通过气举管在井底注入高压天然气或地面增压气, 使气液充分混合, 并起到降低气举管内注液密度的作用, 而后产生的足够压力差会将井底积液排出。此工艺连续气举量较大, 可以达到300m3/d, 广泛运用于弱喷、间歇自喷等井况。
该工艺克服了泡沫排水采气工艺在井的产水量、气层压力和气水比不断升高时必须通过人工进行尽管举升以辅助排水的缺陷, 排液量大, 对井下各类操作环境适应性强, 具有机械泵排水所不具有的优势, 对井下工具要求不高、无附加运转部件、气举阀的维修和更换周期一般在一年以上且技术简单。
1.3 机抽排水采气工艺
也就是运用抽油机进行排水采气, 即运用气水分离器、深井泵、抽油机等机械设备, 排液采气的一种工艺。其操作原理类似于抽油, 运用油套管的空间进行采气操作, 最后将井筒积液从抽油管排出。该工艺使用天然气和电力作为动力, 可以实现排水采气的自动控制, 主要适用于排量≤80m3/d的井。但是该工艺不适用于深井, 因为深井对排量要求更高, 动力装置所要求的配置也相应较高, 有些油田在当前的技术水平下较难达到, 按照当前的工艺, 泵挂深度仅能达到1500m, 而排量最高可达100m3/d左右, 其排液量受到抽油机油管尺寸的制约。
1.4 电潜泵排水采气工艺
将采液用电潜泵潜入气水井井底, 后启泵, 可以起到迅速排出井底积液的作用, 从而降低井底回压。此工艺可以达到较大的泵挂深度, 所以排液量不受泵挂深度和管道尺寸的限制, 所要求的回压较低。为了多次重复启动且不损坏电潜泵电机, 可以低速启动, 而后随着电潜泵的深入, 进行电机转速的人工调整, 达到恰当的排量和回压。但是该工艺需要配备高压电源, 井下装备初期投资较大且设备长期安置井下, 其性能、寿命受井下环境的影响较大, 当前该工艺只适用于3000m左右的井深。
综上所述, 以上常用的排水采气工艺各有优缺点, 而且有各自的适用范围, 故而在实际工程中, 必须结合气藏的地质状况、积液来源、气水关系、排液强度要求等气井的实际特点选择恰当、经济、合理的工艺进行排水采气操作。
2 排水采气工艺技术的进展
2.1 同心毛细管技术
此技术的原理类似于泡沫排水工艺, 即通过化学活性剂的使用先降低积液密度, 而后利用气流排出积液, 此工艺的排水量大小取决于活性剂 (化学剂) 的选择, 必须充分考虑井底温度下所选用活性剂的性能变化、稳定性及其与管柱的兼容情况和相互影响情况。
2.2 其他新型工艺技术
此外, 国内一些油田还积极引进国外先进技术与国内油田实际相结合, 探索出其他新型排水采气技术, 包括深抽排水采气工艺、天然气连续循环技术、现有举升工艺的优化设计、积极发展组合排水采气类型、实现工艺技术数字化等技术与方向。
3 结语
不同气井由于地质状况、井下环境参数、气水比、积液情况等方面各不相同, 所以在油气田生产和排水采气作业中, 必须根据气井实际, 对各个工艺的可行性进行科学论证与比选, 通过进行井眼轨迹对排液工艺影响方面的分析选择恰当工艺、设置合理的举升设备下沉距离等, 不断开拓排水采气工艺研究和应用的新局面。
摘要：针对井筒积液这种采气中常见情况, 笔者从井筒积液的危害出发, 分析了当前所采用的工艺技术及各自的适用范围和优缺点, 并以时间为序探讨了排水采气工艺技术的发展方向。
关键词：排水采气,工艺技术,进展
参考文献
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