延長氣田排水采氣工藝適用效果探究

楊保海 吳健 李寶 劉利維

【摘 要】氣田的開發(fā)屬于我國能源事業(yè)發(fā)展的主要部分之一，隨著采氣時間的延長，氣田內的氣壓不斷下降，這會直接造成氣田內存積一定的氣積液，對整體開采過程造成影響的同時，使氣田內的環(huán)境變得復雜。本文主要以延長氣田為例，簡要分析目前主要的排水采氣工藝，對延長氣田的排水采氣工藝進行研究探討。

【關鍵詞】氣田排水;采氣工藝;工藝優(yōu)化

引言：

我國的氣田大多是封閉式的，在這樣的情況下地下環(huán)境問題對整體氣田的采氣率就起到了至關重要的作用。其中封閉式氣田最大化的特點是容易形成地下井筒或者井周邊的積水。地下積水一方面對地下環(huán)境的探查造成了不便，直接影響到對氣田的儲存量預估。另一方面，一旦積水超過一定標準之后，很可能造成整體氣田的封閉。因此，如何優(yōu)化采氣工藝、提高排水采氣效率是提高我國整體采氣率的關鍵點。

1 延長氣田的特點

油氣田往往是一體的，一般情況下氣田主要由地層水、油田、氣田等組成。這三種組成之間相互聯(lián)系，在地下經過日積月累的變化形成一定的儲備量。目前，隨著新能源的投入使用，燃氣的使用率有顯著提升。為了適應社會的發(fā)展，提高能源采收率和利用率，不僅要開發(fā)新的燃氣資源礦區(qū)，還要在現有基礎中提高采氣效率。延長氣田是我國的主要油氣田之一，該氣田的主要特征是氣壓低、產能低以及壓力低。在延長氣田包括的一百多個礦井中均發(fā)現積水現象，其與地勢環(huán)境、土壤環(huán)境、水氣環(huán)境等有直接的關系。據現狀來看，延長氣田如今的積液問題，直接對地下勘探，以及地下采氣造成了嚴重影響。

2 各類排水采氣工藝的優(yōu)缺點

2.1 泡沫排水采氣工藝

泡沫排水采氣工藝主要利用起泡劑使氣水表面形成聯(lián)系，繼而在排水的過程中起到采氣的作用。該工藝的主要優(yōu)勢在于工藝簡單，需要的設備也相對簡單。因此，綜合經濟效益來看，泡沫排水采氣工藝可以節(jié)省購買設備的耗費。但是，泡沫排水采氣工藝在某些情況下需要人工推動。如果在礦井中存在一定的大氣壓力能夠將泡沫排除時，這個方法是一種省時省力的辦法。一旦礦井中的壓力降低，就需要人工推動其排水采氣，因為井下環(huán)境復雜的原因，并不是任何礦井都適用該辦法。另外，泡沫排水采氣的效率不高，相較于其他形式的采氣工藝其排水將為較低，因此該辦法并不是可持續(xù)使用的辦法。

2.2 疊加設備進行排水采氣的工藝

利用設備排水采氣的工藝主要分為以下幾種，即氣舉工藝、機抽工藝、電泵工藝、管柱工藝等。其中氣舉工藝的主要原理是在礦井內加入一定的天然氣，使內部氣壓增大導致排水。該工藝的工藝和設備并不復雜，在人工可選擇的排水采氣方式中占據重要地位，且比起其他對環(huán)境要求高的工藝來講，該工藝適應性強。但是，在井內制造高壓首先會對井內設備提出要求，其次高壓情況下，井內作業(yè)的危險程度就會提高。機抽排水采氣工藝主要依靠設備進行排水采氣。從原理上來講，只要在井內架設機械泵和相關的管件就可以實施排水采氣。但是該工藝對井的要求較高，對設備的要求相對較高，且對于位置較為偏僻的礦井來講，也要架設相應的電線為泵提供電力，這在無形中提高了成本。管柱排水采氣工藝主要依靠井礦內因為積水或者氣壓等產生的能量進行排水采氣。應用該工藝進行排水采氣需要井內的積水達到一定位置，即這個階段已經達到礦井采氣的后半段，井內即將面臨積水過剩而停產的情況。除了上述集中方式進行排水采氣之外，還有一些工藝主要是基于上述工藝的原理進行優(yōu)化之后產生的工藝。在實際的生產中，礦井內的情況會發(fā)生變化，因此單一的工藝并不能滿足需要，需要多種工藝結合進行排水采氣。另外，每個礦井的情況可能不同，在設定方案時，需要有針對性。

3 延長氣田排水采氣工藝探討

3.1 延長氣田地下水層分布及規(guī)律

據探查發(fā)現，延長氣田的礦井內均有積水存在，大致將其積水的分布分為三類。其分類標準與生物體內水的分類標準相一致，即自由水、毛細管水、束縛水等。自由水即在重力作用下可移動的水，主要分布于井內一些物性好的巖石表面。在延長氣田中，自由水含量較少。束縛水指與礦巖或者地下結合緊密的水，在重力的作用下不會移動。對礦井積水造成的影響不大。最后，毛細管水是延長氣田中主要出水位置，這樣的水雖然不會在重力的作用下移動，但是經過外加壓力或者其他驅動力的作用，就會導致其變成地下積液。另外，對整體氣田的水分布起主要作用的影響因素，還在于整體礦井內部的巖石。延長氣田中的巖石主要是物性好的烴源巖，而針對積水問題影響最大的也是該巖石本身，而非巖石構造對水分布誒吸附作用。針對這樣的地理環(huán)境，需要更進一步探究其主要原因進行工藝選擇。

3.2 延長氣田排水采氣工藝

延長排水采氣工藝主要根據其周圍環(huán)境探究出一種以最小排水采氣量為指導，通過高通量的壓力差提高排水量的方式，并且該形式并不是一成不變地會根據排水量的多少以及內部積水量的多少，采用泡沫排水采氣和間歇采氣的方式進行輔助。目前，該工藝在一定程度上解決了一些問題。因為延長氣田的積水層較高，所以前期采用的排水方式主要是提倡排水采氣的方式，利用高水位產生的壓力差，解決一定程度的積水問題。這樣的方式是節(jié)能環(huán)保的，對人力物力的消耗也較少。針對延長氣田來講，持續(xù)性的采氣并不能得到很高的產量，反而會浪費一定的資源。因此，延長氣田的采氣方式主要選擇間歇性采氣的辦法，這能在保證在采氣期間達到最高效率的同時，避免浪費。最后，泡沫排水采氣的辦法在延長氣田中應用并不是采用傳統(tǒng)單一的模式，而是通過投泡排棒和加入表面活性協(xié)同的形式進行。單一的排棒效率并不高，且在未接觸井底或者油桶的時候泡沫容易消除，所以采用多排和隨時注入起泡劑的形式在積水井內部產生可持續(xù)的循環(huán)。針對延長氣田的排水采氣工藝，也可以運用到同樣氣田礦中。

結束語：

提高延長氣田采氣效率的主要方式就是通過多種手段協(xié)同的形式進行排水采氣。在目前可利用的技術中，考慮到經濟環(huán)保的目的，采用間歇式采氣形式和多種排水方式并行的形式是最佳的。目前已經研究出一系列對應的排水采氣工藝，在未來針對現有問題會得到更加優(yōu)化的工藝。

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（作者單位：陜西延長石油（集團）有限責任公司油氣勘探公司）