油井套管氣變廢為寶實現零外排探討

侯麗莉

摘 要：油井生產過程中，受井底壓力變化，天然氣從原油中分離出來，一部分積聚在油套環形空間。本文針對油井套管氣現狀、現有套管氣回收裝置現狀，優選回收套管氣方案，并通過試驗取得良好回收效果，使油井套管氣變廢為寶實現零外排。

關鍵詞：油井套管氣;回收裝置;探討

史南采油管理區管轄油井，大都為高壓低滲區塊，供液能力差，受回收技術的制約，現場上除供單井加熱爐使用外，傳統的解決辦法，簡單的將油套環空內的天然氣直接排放到大氣中，這樣不僅浪費能源，而且也污染環境。大氣環境保護是企業發展的命脈，自2016年管理區嚴令禁止往大氣排放套管氣，但所轄范圍的油藏是以低滲為主，產氣量大，每日因套管氣影響降低產能可達到6噸/天，為此針對不同油井，利用不同裝置，進行套管氣回收，既保證油井的正常生產，減緩自然遞減，又增收部分天然氣，實現零排放。

1 現狀調查

1.1 油井套管氣現狀

史南管理區開井300余口，通過調查發現，單井套管氣產氣量在50方/天以上的有23口，日產氣量在50方以上油井，一般供液較好，生產受氣體影響較小，日產氣量在10方以下油井，因產氣量小，隊產量影響也較小。

1.2 現有套管氣回收裝置現狀

油嘴射流式套管氣回收裝置。該裝置包括射流本體和射流油嘴，射流油嘴安裝在射流本體的負壓腔中，射流本體由井液進口、套管氣進口、負壓腔、縮頸腔及擴散腔連接為一整體。該裝置借助井液以高流速經油嘴噴射而出，高速流動的井液通過負壓腔時，會在負壓腔內形成負壓，由套管氣進口吸入大量套管氣，套管氣進入負壓腔后，在縮徑腔內與液體劇烈混合，形成氣液混合體，由擴散腔排出進入輸油管線，達到回收油井套管氣的目的。射流油嘴可根據油井的生產情況隨時更換不同直徑的射流來控制排量。

無動力套管氣集收裝置。該裝置安裝在有桿泵抽油設備電機端底座上，皮帶輪與電機皮帶輪同側，將皮帶掛至兩皮帶輪上調整皮帶對中后并頂緊，然后進行固定螺絲的緊固;將設備進氣端與套管閘門用高壓軟管線相連，出氣端與油井流程相連，連接牢固后開啟閘門，啟動抽油機后設備將會啟動，根據套管氣量大小調整抽氣加壓泵的轉速來增加和減少抽氣量。該裝置安裝了超壓安全閥、過熱保護器、自動離合保護器、管式過濾器、除硫裝置、冬季防凍恒溫導流罩，具有自動保護、自動停機、自動開啟的功能;自動化程度高，通過智能顯示系統，可即時觀察數據變化情況，具有實時監控功能;由于是利用抽油機電機的剩余動力帶動工作，不損耗電能，不影響抽油機正常生產，實現了節能降耗的目的。

撞擊式套管氣回收裝置。該裝置固定在井口上法蘭，工作時，撞擊器推動活塞桿和活塞在泵體內向下運動，同時壓縮復位彈簧，與此同時泵體內壓力逐漸升高迫使進氣單流閥關閉，活塞繼續向下壓縮泵體內的天然氣，天然氣經過電子計量儀和排氣單流閥注入井口流程輸油管線中，之后撞擊器隨光桿上行，活塞在復位彈簧的作用下向上運動。當泵體內壓力低于井口流程輸油管線的壓力時，排氣單流閥關閉，泵體內壓力繼續降低，當低于套壓時，套管氣頂開進氣單流閥進入并充滿活塞上移所讓出的容積，如此往復完成對套管氣的抽吸與壓縮。通過活塞不間斷的上下往復運動，源源不斷地將套管氣注入井口流程輸油管線中，達到回收套管氣的目的。

套管氣自動控壓收集裝置。該收集裝置由工作筒、活塞、調節彈簧、彈簧后蓋、及調節螺栓組成。當套管氣進入收集裝置的同時，氣體推動收集裝置內腔的活塞向后移動，氣體進入收集裝置內腔，通過內腔壁上的小孔進入外腔匯集，在進入生產流程，利用調節螺栓設定套管壓力值。當套管壓力達到設定值時，活塞自動打開，低于規定值時，活塞自動關閉，以達到調節和控制套管氣的目的。

簡易回收裝置。采用高壓軟管將套管與生產管線連接，通過閘門控制，套管壓力高于生產管線壓力時，自動將套管氣回收至生產系統內。

1.3 方案優選，根據液量與套管氣量的不同，采用不同的套管氣回收方式

單井日產液量高余60方/天，套管產氣量高于50方/天，采用油嘴射流式套管氣回收裝置回收套管氣。多口井同臺選用無動力套管氣集收裝置回收套管氣，多口井共用同一裝置。產氣量在10-30m3/天的，采用撞擊式套管氣回收裝置或套管氣自動控壓收集裝置回收套管氣。

產氣量在10m3/天以下的，采用簡易回收裝置回收，并且回收時間間隔15天以上。

2 試驗效果

2.1 針對氣量較大、產液量較高的電泵井采取油嘴射流式套管氣回收裝置

該裝置自2016年12月在史南采油管理區梁*-131井安裝試驗以來，目前累計收套管氣42100方。2017年1月在史南采油管理區梁*-58井安裝試驗以來，目前累計收套管氣101752方，效果明顯。2017年2月，我們又在注采一站、注采四站、注采九站安裝了8臺次，累計收套管氣129萬m3。

2.2 無動力套管氣集收裝置在史*-81單井現場試驗改進，運行平穩

平均每天回收氣量110m3左右，每月回收氣量3300m3。撞擊式套管氣回收裝置實驗使用10套，已累計回收天然氣約52000m3，裝置連續無故障工作時間最長達到24個月。使油井輸油流程的回壓均降低到0.6MPa左右，解決了油井套管氣長期不能回收的問題，創經濟效益近15萬元。自動控壓收集裝置實驗使用11套，已累計回收氣量41000m3。簡易套管氣回收裝置試驗使用8套，累計實驗回收170余井次，單次回收套管氣量在100方以上，已累計回收37000m3。

通過多措并舉治理套管氣，油井產能大幅提升，截止到去年底，管理區折算年自然遞減近兩年連續呈現下降趨勢，與2016年對比下降7.77%，其中幾個重點低滲單元更是呈現出負遞減，單元開發水平顯著提高。

3 結論

通過試驗使用對比，以上5種套管氣回收裝置能滿足不同類型油井的套管氣回收工作，既保證了油井的正常生產，又實現了回收天然氣創收，適用于所有陸上開采的稀油油藏，為油田的清潔環保生產提供了有利保障。

參考文獻：

[1]張琪.采油工程原理與設計[M].中國石油大學出版社，2006（12）.