天然氣開采排水采氣工藝適用效果探究

邱斌　董文佳　仵秉林　王毅

摘 要：作為一種需求量不斷持續(xù)上升的新型能源，天然氣的開采量正逐年上升。本文從天然氣開采過程中排水采氣工藝出發(fā)，以泡沫、機(jī)油以及超聲霧化排水采氣工藝為例，探究其不同的適用效果。

關(guān)鍵詞：天然氣;排水;采氣;效果

隨著人們對天然氣使用量的逐漸增多，天然氣的開采量也呈逐年上升趨勢，為了保障天然氣開采過程中的安全，必須完善開采工藝。排水采氣是天然氣開采過程中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，排水采氣工藝可以解決井底和氣井井筒過多的積液，從而使氣井恢復(fù)正常的生產(chǎn)。

1 排水采氣工藝概述

在天然氣的開采過程中難免會遇到積水過多的問題，采用排水采氣工藝可以解決積水問題，使氣井內(nèi)的工作壓保持在正常值，保障開采環(huán)境的安全，減少安全事故的發(fā)生。目前比較常用的排水采氣工藝主要包括：泡沫排水采氣、機(jī)油排水采氣、組合排水采氣以及超聲波排水采氣等，這些排水采氣工藝各有利弊，適用于不同的情況。

2 排水采氣工藝的適用效果

2.1 泡沫排水采氣工藝

泡沫排水采氣工藝是天然氣開采過程中比較常見的一種工藝，該工藝的具體操作方法是將適量的表面活性劑注入到氣井內(nèi)，使其與氣井內(nèi)的積水混合，產(chǎn)生豐富的泡沫，從而減少氣水兩相垂直管流動滑脫損失，達(dá)到助排的效果。泡沫排水采氣工藝主要利用的是洗滌效應(yīng)、分散效應(yīng)以及減阻效應(yīng)，相對其他排水采氣工藝來說，較為簡單。當(dāng)前，泡沫排水采氣工藝適宜在井底溫度≤ 130 ℃、井底壓力較低、氣水比例低導(dǎo)致的井底含有積液的井。

對泡沫排水采氣工藝進(jìn)行適用效果分析發(fā)現(xiàn)，其操作較為簡單，不需要配備其他的大型輔助設(shè)備就可以進(jìn)行排水采氣，因此總體費(fèi)用并不高。但是該工藝也存在一定的弊端，當(dāng)氣井內(nèi)的壓力或者氣水的比例持續(xù)下降，下降到一定的程度以后，單純借助泡沫排水采氣工藝就不能達(dá)到預(yù)期的目的。

2.2 機(jī)油排水采氣工藝

機(jī)油排水采氣工藝借助桿深井泵裝置對油管抽水，然后實(shí)現(xiàn)采氣。該工藝一般適用于采氣工程的中期和后期，由于該工藝對天然氣中硫的占比要求嚴(yán)格，適用于含硫量較低的情況。機(jī)油排水采氣工藝的適用效果可以分別從優(yōu)勢和不足兩個方面進(jìn)行客觀地評價(jià)。該工藝的優(yōu)勢之處在于，可以在井下直接進(jìn)行排水，只要設(shè)備泵掛的深度達(dá)到一定值，就可以在不同深度的井下實(shí)現(xiàn)排水采氣。機(jī)油排水采氣工藝的裝置較為簡單，并且可以自動控制，因此采用該工藝可以大大減少現(xiàn)場操作工人的數(shù)量，避免出現(xiàn)人員損傷的事故。相對泡沫排水采氣工藝，機(jī)油排水采氣工藝對井內(nèi)的排水量和氣水比例的要求并沒有那么嚴(yán)格，因此適用效果非常顯著。

機(jī)油排水采氣工藝的不足之處在于，非常容易受到硫化氫以及氣井傾斜度的干擾。由于目前泵掛的深度最多只能達(dá)到1500m，對排量的需求性相對較大，想要達(dá)到長久性不間斷的排水采氣，就要配備強(qiáng)勁的動力裝置，所以，機(jī)油排水采氣工藝也成為了排水采氣工藝中整體耗能最多的一種工藝。

2.3 超聲霧化排水采氣工藝

超聲霧化排水采氣工藝是近些年新興的一種工藝，是科技發(fā)展的產(chǎn)物。該工藝的基礎(chǔ)是超聲空化，其原理是根據(jù)超聲波在井下的變化建立波場，提升井下的水溫，將井下的積液以霧化的形式排到地面。相對其他排水采氣工藝，超聲霧化排水采氣工藝具有以下的優(yōu)勢：首先，不會傷害到油氣層;其二，依靠氣井本身的能量進(jìn)行持續(xù)性排液，不需要借助外界的能量，節(jié)約能源;第三，不會因?yàn)橐后w介質(zhì)的不同而影響作業(yè)，整套裝置的作業(yè)均在油管內(nèi)部完成，方便管理。該工藝較為環(huán)保，對環(huán)境的污染相對較少。與其他的排水采氣工藝相比，超聲霧化排水采氣的生產(chǎn)效率相對較高。但是超聲霧化排水采氣工藝還是一種新興的工藝，在實(shí)際作業(yè)中還沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，因此其適用效果還處于試驗(yàn)研究階段。

3 排水采氣工藝的選擇技巧

目前國內(nèi)外所常用的排水采氣方式主要包含三大類：一是氣體動力學(xué)方式，如機(jī)油排水采氣工藝;二是化學(xué)方式，如泡沫排水采氣工藝;三是機(jī)械方式，如深抽排水采氣工藝。這些不同的排水采氣工藝適用于不同的范圍，因此在選擇時(shí)，需要遵循一定的原則。

①了解掌握天然氣井周邊的地質(zhì)特點(diǎn)、開采的歷史以及當(dāng)前的開采現(xiàn)狀等基礎(chǔ)資料;②對比分析不同排水采氣工藝的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)歸納總結(jié)不同排水采氣工藝的適用效果;③針對部分天然氣臨井中存在較高氣壓的情況，應(yīng)該優(yōu)先考慮采用氣具排水排氣工藝;④在開采過程中發(fā)現(xiàn)天然氣的儲藏量超出預(yù)估，且井內(nèi)藏有大量的水氣，這就需要在整體治理積水的同時(shí)，采用適當(dāng)?shù)呐潘蓺夤に嚕M(jìn)而可以改善天然氣的開采狀態(tài);⑤在選擇排水采氣工藝之前，應(yīng)該先測定井內(nèi)的含水量和最大氣壓，分析井內(nèi)的不同環(huán)境;⑥關(guān)于排水采氣工藝的成本投入也需要考慮在內(nèi)，當(dāng)兩種工藝的排水效果相同，那么應(yīng)該選擇成本投入較低但是效率更高的那一種。成本投入不光是指購買設(shè)備的花費(fèi)，應(yīng)該將設(shè)備的維護(hù)費(fèi)、人工費(fèi)等都考慮在內(nèi)。

4 結(jié)語

天然氣作為一種新能源，具有無污染、應(yīng)用范圍廣、儲量豐富等優(yōu)勢。中國經(jīng)濟(jì)正處于飛速增長的時(shí)期，對天然氣的需求量逐年增多，加強(qiáng)排水采氣工藝的研究，將有助于天然氣開采工作的順利開展。

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