關于低產低壓氣井排水采氣技術對策探討

黃煥全 杜云 黃波 毛銳（西南油氣分公司采氣三廠，四川 德陽618100）

天然氣資源可以說是重要的化石能源，它在社會發展中扮演著十分重要的角色，能夠有效的促進社會發展和經濟進步。然而在長期的開采以后，氣井必然會出現產量下降、開采難度提升的問題，在這種情況下如何保證天然氣資源的順利開采，就成了我們必須要研究的重要課題之一。

1 泡沫排水采氣技術

泡沫排水采氣技術能夠有效處理氣井自主噴射能力低下、氣流速度低下的問題，具有極其可觀的處理效果。實際上這種技術的原理十分簡單，將表面活性劑通過氣井井口注入到井底，而后利用天然氣氣流本身的攪拌作用，使起泡劑和井底積液混合并在短時間內產生穩定的含水泡沫，氣體的滑脫量將會大幅度下降，氣液混合物的密度會下降，最終降低井底壓力，均衡井底和井口壓力，使積液在氣流作用下升至地面，在此之后再行添加消泡劑即可完成水氣分離，達到排水采氣的目標。泡沫排水采氣技術的優勢在于氣抬升動力來自于地層本身的氣流，因此不需要額外添加動力設備，成本低、效果突出、性價比高，整個過程和自噴開采的過程完全相同，所以操作十分簡單、工作人員適應速度快；現有的起泡劑和泡沫助采劑能夠適應不同的氣井，因此泡沫排水采氣技術還具有一定的普適性。

2 氣舉排水采氣技術

氣舉排水采氣技術主要是利用外來高壓氣體或者是壓縮機，向井筒內部注入高壓水，從而達到降低氣井內部液體密度的目的，是一種具有突出使用效果的機械采氣技術。這種開采技術不會受到氣井斜度、氣井深度和硫化氫氣體的限制，氣體采集效果十分明顯。更重要的是，其能夠多次重復使用；結合投撈式氣體舉升設備共同使用，能夠降低氣井的損壞率；設備配套難度低，易于管理；數據收集難度低；設計穩定且經濟效益高。當然，氣舉排水采氣技術也并非十全十美，在具有諸多優勢的同時也具有一定的缺陷：受到注氣壓力的影響，無法將天然氣井開采到結束；封閉式氣體舉升設備的排水能力比較低，適用范圍比較小；需要利用配套設備作為高壓氣體的來源。

3 柱塞舉升排水采氣技術

柱塞舉升排水采氣技術，顧名思義指的就是利用柱塞作為固體分割界面隔在氣體和液體之間，避免天然氣不受控制的抬升、也能避免液體回落。通常情況下，根據氣井自身的能量推動柱塞進行抬升即可完成整個過程，在特殊情況下需要注入高壓氣進行能量補充。柱塞舉升排水采氣技術使開采液體的有效方法，根據實際情況可選是否注入高壓氣源，整體的操作十分便利且靈活。井下設備可以利用鋼絲繩進行安裝起降，投撈十分方便。

4 優選管柱排水采氣技術

優選管柱排水采氣技術的應用特點比較突出，其往往在有水氣井開采后期進行應用，能夠重新調整自噴管柱，避免氣流滑脫問題，借助天然氣自身的抬升力量完成采氣。優選管柱排水采氣技術目前已經十分成熟，施工難度低、管理效率高，同時還具有工作方式可調整、無需經常修整等特征；除了和地層流動情況相匹配的油管柱之外不需要安裝特殊的裝備，能夠充分利用氣井自身氣流的能量實現排液生產。缺點在于，氣井排液量過大的情況下將無法順利采氣；油管深度無法保證；復產啟動難度比較大。

5 渦輪泵排水采氣技術

渦輪泵指的是液壓渦輪驅動的井下泵送設備，它最大的特點是利用高速水力渦輪代替了成本較高的潛油電機，并且為離心泵提供動力進行開采。整體優勢十分明顯：穩定性突出、容易控制、重量較小、耐高溫抗腐蝕，同渦輪斜井泵排液采氣技術的適應十分可觀，一般不受氣井深度、排量大小等因素的影響，能夠在斜井中進行使用，在一些特殊情況下的使用效果優于潛油電泵。渦輪泵位于地表之上的結構和井下部分結構都與水力射流泵相同，井下渦輪泵一般由多級渦輪、混流泵、離心泵組成，和潛油電泵有相似的結構和功能。地面的動力液體通過油管深入到氣井深處，為渦輪機提供動力使之發動，渦輪帶動離心泵等旋轉最終實現井液的順利開采。

6 機抽排水采氣技術

機抽排水采氣技術的工作原理比較復雜，利用深井泵深入井筒液面之下的某個深度，而后在抽油機的動力作用下作上下的抽取運動，最終將液體吸取到油管內部，解決液柱回壓的問題，最終實現天然氣的有效開采。機抽排水采氣技術設備十分簡單、穩定性可觀，動力來源比較豐富、能夠自動化控制，不需要工作人員親自實際操作，設計簡單且使用經驗豐富，更重要的是機抽排水采氣技術的開采能力比較突出，能夠將天然氣資源開采到枯竭為止。當然機抽排水采氣技術也具有一定的缺點：開采過程中需要的機械設備比較多，因此前期投入比較大；動力裝置的配套難度大，難以實現有效匹配；氣井深度、氣井斜度和硫化氫氣體濃度都會對開采效果造成影響；泵深和排液量比較有限；抽油桿和泵送設備容易受到外部因素的影響。

7 天然氣連續循環采氣技術

天然氣連續循環采氣技術是一種新型的、具有更加完善的功能的開采技術，它能夠有效的解決柱塞舉升技術、速度管柱開采技術中存在的一系列問題。柱塞舉升開采技術具有很多限制，比如說氣井出現出砂問題、氣井管柱口徑比較小的時候，柱塞舉升技術就無法正常應用。但是天然氣連續循環采氣技術則能夠解決這些問題，其主要是借助特殊的壓縮機安裝模式，連續不斷的將產出的天然氣通過管道注回氣井，而后這部分天然氣回隨著油管升至地表被儲存，經過分離以后再行注入井筒，這樣一來井筒內天然氣的流動速度就會大幅度提升。天然氣連續循環采氣技術的特征十分明顯：能夠適應氣井出砂的情況；可以安裝標準尺寸的油管；能夠讓井底氣體壓力保持在較低的水平；能夠持續使用直至枯竭。

8 電潛泵排水采氣技術

電潛泵排水采氣技術主要是借助多級離心泵設備作為動力來源，將氣井中的積液通過油管排到地表，達到降低氣井內積液儲量的目標，這樣一來液體對井底的壓力就會變小，能夠在短時間內恢復天然氣生產。電潛泵排水采氣技術具有排量大、自動化的特征，針對有水氣田中后期開采有突出的使用效果。電潛泵排水的動力十分可觀，因此能夠產生比較大的生產壓差，理論上來說能夠將氣井開采到枯竭，自動化程度比較高、具有較強的自我保護能力，操作管理難度低；井下元件、溫度感應器等安裝難度低；工作人員能夠通過地表的控制屏幕觀察到泵送設備的各項數據及運行指標；而變頻控制器的應用更是提升了電泵控制的便利性，使電潛泵排水采氣技術的適用性得到了提升。

9 同心毛細管技術

除了上文中提到的幾種技術之外，同心毛細管技術也是比較具有代表性的一種開采技術。它能夠有效的應對低壓氣井積水等問題，具有防腐、清垢、清蠟的作用，除此之外它還具有極高的性價比，在解決一系列井下開采問題的同時無需大量資金投入。同心毛細管技術工作原理主要是在積液氣井的生產中，將管柱深入到井下部分并且注入化學發泡劑、達到降低井底壓力的效果，有效的解決氣井井底的液體滯留問題，提升積液排出速度。利用同心毛細管技術進行開采，具有突出的使用優勢，除了能夠提升氣井產量之外，還具有能夠提升增產周期、安裝難度低的特征。同心毛細管柱能夠在同一氣井中進行反復使用，也可以在其他氣井中進行應用，整體的應用靈活性十分可觀。

10 結語

近年來我國的天然氣資源開采開始步入瓶頸，一些原本產氣量大、開采難度低的氣井出現枯竭的傾向，滲透性差、儲量降低的情況愈發嚴重。為了解決這種問題，許多業內人士投身其中進行了研究，確實取得了一定的研究成果，因而開采技術越來越完善。天然氣連續循環采氣技術、同心毛細管技術、天然氣連續循環采氣技術、電潛泵排水采氣技術等等都具有突出的應用效果。