排水采氣工藝在天然氣開采中的應(yīng)用探析

石峰 魏建林 孫進(jìn)軍 徐潔 何莉紅

摘 要：本文首先分析排水采氣工藝在天然氣開采中的具體應(yīng)用類型，隨后探討其有效應(yīng)用策略，以供廣大同行參考與交流。

關(guān)鍵詞：天然氣開采;排水采氣;工藝;應(yīng)用

天然氣是一種重要的能源，在開采天然氣過程中應(yīng)用排水采氣工藝能夠切實(shí)保障氣井中的工作壓力正常，確保工作環(huán)境的安全以及實(shí)現(xiàn)開采效率的提高。就現(xiàn)階段看來排水采氣工藝主要包括物理化學(xué)排水采氣工藝以及機(jī)械排水采氣工藝兩大類型。而只有在科學(xué)的條件范圍內(nèi)有效應(yīng)用這兩類排水采氣工藝方可有效實(shí)現(xiàn)天然氣開采效率與質(zhì)量的提高。

一、排水采氣工藝在天然氣開采中的具體應(yīng)用

（一）泡沫排水采氣

泡沫排水采氣主要指的是是通過往井底中諸如表面活性劑，讓其能夠和井內(nèi)積水充分混合，形成泡沫，以實(shí)現(xiàn)降低垂直管流動(dòng)滑脫損失的目的，有利于排出氣水的過程。其原理在于運(yùn)用分散、洗滌以及減阻效應(yīng)，利用穩(wěn)定劑、活性劑等構(gòu)成配方，由親油與親水基因作為表面活性劑的特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)利用分子作用來形成一個(gè)穩(wěn)定的泡沫結(jié)構(gòu)。一般情況下該項(xiàng)工藝適合用在氣水比例小，井內(nèi)壓力不高而出現(xiàn)井底積液的井。相較于其他工藝而言，泡沫排水工藝其操作起來比較簡(jiǎn)單，無需使用大型設(shè)備便能進(jìn)行排水，而且成本不高。不過一旦井內(nèi)氣壓降低到特定程度，就不能單單利用泡沫排水采氣工藝來實(shí)施排水采氣。而且該項(xiàng)工藝對(duì)采氣井的構(gòu)造有著較高要求，所以難以普遍應(yīng)用。

（二）不間斷循環(huán)采氣

不間斷循環(huán)采氣利用壓縮機(jī)來注射天然氣，隨后統(tǒng)一壓縮天然氣并將其注入到井筒當(dāng)中。在進(jìn)行天然氣開采過程中應(yīng)用此項(xiàng)工藝可以有效提升采集天然氣的效率并提升其安全性。不過在實(shí)際應(yīng)用該項(xiàng)工藝過程中，要求工作人員能夠?qū)琢鲏褐档淖兓M(jìn)行密切觀察，并結(jié)合具體情況排除液體到井外。

（三）機(jī)油排水采氣

機(jī)油排水采氣工藝主要指的是采氣桿深井泵裝置來抽出油管內(nèi)水分，隨后采出天然氣的過程。一般情況下該種工藝適合用在天然氣開采的忠厚時(shí)期，而且適合用在天然氣中硫的含量不高的情況。該項(xiàng)工藝的優(yōu)點(diǎn)在于能夠直接在井下開展，只要確保設(shè)備泵掛足夠深，便能夠在各類深淺程度的井中完成天然氣的排水采氣。并且使用到的裝置較為簡(jiǎn)單，能夠進(jìn)行自動(dòng)化控制，降低了人力資源的消耗，提升整體天然氣開采的安全性。但是該種工藝的缺點(diǎn)在于天然氣中的硫化氫成分以及采氣井的傾斜度會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。并且當(dāng)前泵掛深度最大值僅為m，如所以要求具有較大的排量。而且需要具有強(qiáng)大的動(dòng)力裝置配置方可進(jìn)行連續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間的排水采氣，需要耗費(fèi)大量的能源。

（四）深抽排水采氣

在進(jìn)行天然氣排水采氣過程中，一項(xiàng)較為常用的工藝就是深抽排水采氣法，其原理在于利用泵來抽水，通常適合用在深度在2000m以內(nèi)的深井，一旦深井的深度在2000m以上，則會(huì)大大影響到泵設(shè)備的工作效率，而且會(huì)大幅增加排水采氣的成本。所以面對(duì)該問題，要求工程人員能夠進(jìn)行積極創(chuàng)新，總結(jié)其他排水采氣工藝的優(yōu)點(diǎn)，并打破傳統(tǒng)工藝的束縛。不僅如此還需要將設(shè)備質(zhì)量提升，例如對(duì)其表面進(jìn)行鍍鉻，提高其適應(yīng)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升天然氣開采的有效性的目的。

（五）超聲波排水采氣

超聲波排水采氣工藝是主要通過在井下超聲波的變化來建立波場(chǎng)，逐步提高井下水溫，最后采取霧化的方法將油管由地下排到地面。采取該種工藝能夠?qū)崿F(xiàn)積水范圍的擴(kuò)大，提高天然氣排水采氣的質(zhì)量。而且在實(shí)際應(yīng)用該過程中，該項(xiàng)工藝非常環(huán)保，僅需使用電力便能夠完成排水工作，不會(huì)污染到環(huán)境。該項(xiàng)工藝的優(yōu)勢(shì)在于操作簡(jiǎn)單、排水簡(jiǎn)便，同時(shí)具有較高的轉(zhuǎn)聲波能量轉(zhuǎn)化率，生產(chǎn)效率較高。而且該項(xiàng)工藝有利于天然氣井的防水工作開展。但是此項(xiàng)工藝當(dāng)前仍處在一個(gè)研究階段，即便獲得了一定的突破，不過仍需深入實(shí)驗(yàn)。不過毋庸置疑該項(xiàng)技術(shù)具有極大的發(fā)展前景。

（六）同心毛細(xì)管工藝

因?yàn)樘烊粴饩颅h(huán)境具有不確定性、危險(xiǎn)性與復(fù)雜性，所以在進(jìn)行天然氣開采時(shí)會(huì)受到諸多因素的影響，而且低氣壓也會(huì)腐蝕到材料設(shè)備。而采取同心毛細(xì)管工藝則能夠有效解決生產(chǎn)天然氣過程中的本質(zhì)問題，降低開采天然氣的成本，提高其開采效率。在應(yīng)用過程中，該項(xiàng)工藝的原理在于往天然氣井的低端放置毛細(xì)管的單位管，利用其化學(xué)性能來減小井內(nèi)壓力值，從而實(shí)現(xiàn)整體天然氣開采效率的提升。而且同心毛細(xì)管能夠循環(huán)利用，熟練的工作人員能夠在短時(shí)間內(nèi)完成其拆裝工作，使得同心毛細(xì)管的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性得到大幅提升。

（七）組合排水采氣

單項(xiàng)排水工藝均存在自身的優(yōu)缺點(diǎn)，而組合排水采氣工藝則是通過合理組合數(shù)個(gè)單項(xiàng)工藝，統(tǒng)一整合單項(xiàng)排水技術(shù)來有效彌補(bǔ)單項(xiàng)排水采氣工藝的不足，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而能夠大大提升排水采氣的效率。例如，通過有效結(jié)合泡沫排水采氣工藝與柱塞舉升模式，不但能夠?qū)⒏邏鹤⑷氲教烊粴饩?dāng)中，而且還可增加適量的泡沫劑，讓井底積液變?yōu)榕菽畲笙薅冉档吞烊粴忾_采過程中的損失，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)天然氣產(chǎn)量的提升。

（八）優(yōu)選管柱排水采氣

該項(xiàng)工藝主要是指在開采有水氣井的中后期，對(duì)自噴管柱進(jìn)行重新調(diào)整來降低氣流的滑脫損失，并有效運(yùn)用氣井自身能力的一類自力式氣舉排水采取方式。此工藝往往使用在開采中后期，且具有一定能量的弱噴井與間噴井中可以實(shí)現(xiàn)氣水井自噴期的延長(zhǎng)。

二、排水采氣工藝在天然氣開采中的應(yīng)用策略

由于在開采天然氣過程中會(huì)面臨到各種類型的環(huán)境，所以科學(xué)合理的選擇與應(yīng)用排水采取工藝將會(huì)在很大程度上影響著整體天然氣生產(chǎn)與研發(fā)工作的開展。所以在實(shí)際應(yīng)用排水采氣工藝過程中需要采取以下幾方面措施：第一，工作人員要能夠全面掌握天然氣井周邊的地質(zhì)地貌情況，歷史開采情況以及當(dāng)前開采狀態(tài)等信息資料。第二，要求能夠?qū)Ω鞣N類型的天然氣排水采氣工藝的特征進(jìn)行分析與總結(jié)，并且對(duì)不同類型排水采氣工藝的實(shí)用性進(jìn)行科學(xué)劃分。第三，一些天然氣井中的氣壓較高情況下，需要優(yōu)先采用氣具排水采氣工藝。第四，在開采天然氣時(shí)要求能結(jié)合井內(nèi)水分含量以及其氣壓最大值來進(jìn)行考慮，對(duì)不同井內(nèi)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而確定出最佳的工藝方法。第五，如若在開采天然氣過程中，天然氣的儲(chǔ)藏量大增而且有大量水氣存在于天然氣井當(dāng)中，則不但要確保有效治理積水，而且還要求能夠?qū)μ烊粴獾拈_采狀態(tài)進(jìn)行改善。第六，如若在選擇排水采氣過程中，工藝的效果相同，則需要能夠綜合考量設(shè)備費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、工藝費(fèi)用以及人工費(fèi)用等問題，優(yōu)先選用效率高、成本小的工藝。

三、結(jié)束語

總而言之，排水采氣工藝是確保天然氣開采高效性與安全性的重要工藝技術(shù)，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中要求工作人員能夠正確掌握其具體工藝技術(shù)類型，并采取有效的應(yīng)用策略，切實(shí)將排水采氣工藝的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來，為天然氣的開采提供有力的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1] 薛方剛， 薛剛計(jì). 天然氣井排水采氣技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 天然氣勘探與開發(fā)， 2014， 37（3）：49-51.

[2] 王鼎璽. 天然氣開采排水采氣工藝適用效果探究[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2017， 37（7）：125-126.

[3] 韓長(zhǎng)武. 天然氣井排水采氣工藝方法優(yōu)選[D]. 西安石油大學(xué)， 2012.