天然氣井排水采氣工藝方法研究

馬鑫，王治錦

(中國石油天然氣股份有限公司長慶油田蘇里格南作業分公司，陜西 西安 710000)

0 引言

天然氣的密度一般在0.75～0.80 kg/m3范圍內，在開采時多因天然氣的膨脹系數較大，致使開采難度加大。同時，天然氣井多受水體彈性能量的干擾，造成管道能量消耗率較高，致使天然氣井出現堵水問題。若能充分運用多樣性排水采氣工藝方法，可實現天然氣層與水層的有效隔斷，繼而保障天然氣開采質量。

1 天然氣井排水采氣工藝的內涵

從我國的天然氣儲量變化趨勢中可發現，天然氣開采屬于一項利潤較大的能源開采項目。一般情況下，針對天然氣井進行排水采氣時，常需要借助對應的排水采氣方法，保證天然氣井內部水分得到穩定排除，便于天然氣順利得到開采。由于天然氣井內儲備的天然氣多處于地下結構中，故而開采人員需充分結合天然氣井所在位置，來確定具體的天然氣開采方法，以便提升開采質量。若不及時將井內水體排出，不但會降低開采效率，甚至會造成天然氣井內能源受水體等因素的破壞，形成低純度天然氣，由此破壞正常的天然氣開采秩序。所以為了保證開采結果符合預期要求，保證天然氣井開采項目具有更高效益，理應加強排水采氣工藝方法的推廣。

2 天然氣井排水采氣的注意事項

2.1 注重經濟性

天然氣井排水采氣工作中，應當注重項目的經濟性特征。之所以會有投資方選擇投資此項目，是因為天然氣開采屬于具備巨大潛在利潤開發空間的經濟項目。為了保證開采成本的合理控制，在應用排水采氣工藝方法時，一要確保所選擇的工藝方法滿足該項目的地點、位置、開采條件等多方面的要求，以免出現地貌與天然氣井排水采氣工藝不匹配問題，造成開采效率降低。對此，相關人員應：

一是在實踐操作前做好調研取證工作，包括掌握當地既往開采資料等，增加天然氣開采項目的可行性；

二要采用對比法，總結每一種排水采氣工藝方法的優勢。對于天然氣井開采工作，可選擇的工藝方法較多。為了保證開采質量得以提升，且利潤更大，理應找到排水采氣工藝與項目的關聯點，編制規范化開采方案，嚴格控制排水采氣工藝的操作步驟，這樣才能提高天然氣開采水平[1]。

2.2 保障開采質量

開采人員在具體操作中，還應進一步提升開采質量。既要善于發現每一種排水采氣工藝的應用技巧，又要在氣壓增高時，及時運用適合的采氣設備完成排水采氣任務。此外，在天然氣井儲量較大或者水體含量較多時，也需要科學分析哪一種工藝方法更能提高開采效率，這樣才能保證天然氣開采環節的順利進行。在保障天然氣開采質量的前提下，要求工作人員在選用排水采氣工藝方法時，能夠從可操作性、人員數量、投入成本等多個因素上進行綜合考慮，從中選出最優化工藝，最終實現天然氣的穩定開采。

3 天然氣井排水采氣工藝的具體方法

3.1 不間斷排水采氣

天然氣井排水采氣主要是借助輔助排水的方式，實現井內積水的快速闡述，促使天然氣井恢復原有的可開采條件，以免受水體因素的干擾，致使天然氣可開采量有所降低。其中不間斷循環實則是依靠柱塞的升降產生壓力，促使水分在壓力下得以排出。從以往實踐經驗中可知，傳統排水工藝易發生出砂狀況，在排水階段，受砂石影響，逐漸延緩排水采氣效率。為了優化天然氣排水采氣工藝，還需充分借助不間斷循環法，通過對排水速度進行調節，實現水分的穩定排出，以免發生堵塞問題。

此外，相關人員還專門采用壓縮機排水采氣的方式，促使天然氣井內流動速度得以提高，促使水分在流動中緩慢排到天然氣井外。由于不間斷循環排水采氣屬于一種傳統工藝，隨著時代的進步，也需要隨時利用先進的技術工藝，對其操作步驟予以優化，促使天然氣開采水平得到有效提高。

3.2 泡沫排水采氣

泡沫法在天然氣井排水采氣中的應用，屬于一種可操作性突出的工藝，且適用范圍較為廣泛，它所采用的泡沫材質主要為XP-3起泡劑、CT2-11起泡劑等，這些起泡劑在天然氣井內發生物理化學反應后，可為天然氣開采工作打造優質的開采環境。因此，它主要是從開采條件的改善上予以出發。

通常情況下，在自噴天然氣井的油管區域，若氣流速度超過0.1 m/s，或者井內溫度低于150 ℃，均可選擇泡沫排水采氣工藝。此外，在天然氣開采項目中，經過測量后發現井深小于3 500 m，其溫度遠小于120 ℃，也可首選泡沫法。尤其在二氧化碳含量低于86 g/m3的情況下或者硫化氫含量小于23 g/m3時，均可采用此種方法對天然氣井進行排水采氣，由于泡沫可達到助推效果，且不易形成環境污染、難以操作等問題。故而應積極運用起泡劑的力量形成輔助泡沫，最終促使天然氣井擁有良好的采氣環境，為天然氣開采量的增加給予保障[2]。

3.3 組合式排水采氣

組合式排水采氣是指在原有基礎上采用兩種或兩種以上的排水采氣工藝。雖然每種排水采氣工藝的優勢顯著，但為了避免受其劣勢因素的干擾影響開采質量，還需結合具體的開采條件，從多種工藝中選出至少兩種。之后應用于實踐中，用于提升開采質量，促使開采后的天然氣品質更高。

如可將泡沫法與不間斷循環法相互組合，運用柱塞調節壓力的方式，控制泡沫的氣泡速度，這樣可在兩種排水采氣工藝參與下合理掌握天然氣井壓強變化情況。在利用組合式排水采氣工藝時：一要考慮到工藝選擇的匹配度，以免所選工藝脫離天然氣開采目標，削弱開采效果；二要精準分析每一種工藝方法與開采項目的關聯，尤其在天然氣高產出量要求下，更需要從開采效率上予以優化，這樣可避免天然氣產出量達不到預定要求，造成天然氣井項目效益受損。作為一種盈利性項目，無論選擇何種排水采氣工藝，都應當意識到成本控制的重要性，確保經過排水采氣工藝后，能夠有效改善天然氣開采現狀，實現我國天然氣開采事業的輝煌發展。

3.4 超聲波排水采氣

實施超聲波排水采氣，在超聲波的震蕩作用下，排除天然氣中的水分，降低含水量，滿足開采要求。超聲波排水采氣操作期間，在超聲波的作用下，使井內水溫升高，達到可霧化的溫度，將井內的水由液體轉變為細微的霧滴，由低流速氣流攜帶出來，進而達到良好的排水效果。利用超聲波排液的過程中，主要依靠氣井自身能量，無需借助外界能量，由此達到節能的目的。操作過程中，油氣層并不會受到傷害。

在天然氣排水采集的過程中，應用超聲波霧化裝置，根據設計深度，將其置入油管內的指定位置。超聲波的振動作用下，天然氣流動的過程中，會產生一定的能量，對天然氣中的水分形成霧化作用，將液滴霧化后排除。超聲波排水采氣的操作較為簡單，且方便管理。為了進一步提高超聲波排水采氣的工作效率和工作質量，需要對工藝方法進行優化和創新，追求綠色環保。結合超聲波的特點，建立超聲波波場，用于持續升高井內水溫，實現完全霧化，進而提高排水效果，保障采氣質量[3]。

3.5 機油排水采氣

在天然氣開采工作的后期，一般應用機油排水采氣的方式。開采前，實施排水采氣前，需要對于井下的S含量進行檢測，確認其是否滿足相關的規定和標準。

在符合規定標準的情況下，進行排水、采氣操作，可以避免對地質結構產生不良影響，并獲得良好的排水效果，便于天然氣開采工作的安全、順利進行，提高天然氣的純度，充分滿足天然氣開采的質量要求。

4 結語

綜上所述，天然氣井排水采氣工藝方法的應用，既可提高天然氣開采效率，又能改善開采質量，促使我國天然氣儲量得以增加。對此，應善于借助不間斷排水采氣、泡沫排水采氣、組合式排水采氣、超聲波排水采氣、深抽排水采氣、機油排水采氣工藝方法，實現天然氣井水體快速排出，以免干擾采氣進度。