氣井排液采氣方式與排液采氣井安全評價研究

賈寶祥 石曉鵬 許曉琴 武麗霞

摘要：針對氣井排液采氣問題，本次研究結合國內外排液采氣的研究現狀，首先對氣井排液采氣的方式進行全面的研究，對排液采氣井進行安全評價分析，為推動我國氣井排液采氣方式的進一步發展奠定基礎。研究表明：在氣井生產作業的過程中，會產生大量的水，水資源的參與會使得氣井的產量嚴重降低，嚴重時可能會導致氣井停產，因此，采取合理的排液采氣措施對于氣井的生產作業十分重要，可以有效的提升氣井的采收率，目前常見的排液采氣方式為增大壓差排液采氣、優選管柱排液采氣、泡沫排液采氣以及氣舉排液采氣，每種方法都有自身的優點和缺點，在實際生產作業的過程中需要對排水采氣方法進行合理的選擇。

關鍵詞：氣井 ?排液采氣 ?研究現狀 ?安全評價 ?優選管柱排水采氣

1.氣井排液采氣方式及國內外研究現狀

早在上世紀中期階段，美國和蘇聯等世界超級大國就開始應用排水采氣方式進行天然氣的生產作業，目前，該種開采方式已經在世界范圍內的氣井中得到了廣泛的應用，進而使得氣井的產量得到了大幅度的提升。我國對于該種開采方式的研究起始于上世紀的七十年代，研究的速度相對較為緩慢，直到上世紀九十年代，在四川氣田中才引入到第一臺射流泵，使得我國氣田開始應用排水采氣開采方式，該種開采方式也首次在我國進行了實質性的發展[2]。

1.1增大壓差排水采氣方式

該種排水采氣方法主要是利用零壓放空的基本原理，進而達到排水采氣的基本目的，該種方式在使用的過程中，需要對氣井進行周期性的放空，放空所使用的氣嘴直徑基本維持在8.0mm-10.0mm之間，使用該種開發方式達到穩產目的的氣井數量占我國總氣井數量的一半左右，該種開發方式主要是適用于持續性生產能力較強、測壓梯度相對較高以及油套壓差相對較大的氣井，在使用的過程中，減小的速度相對較快，應用也相對較為簡單，但是，該種方法也具有一定的缺陷，使用過程中會對地層產生嚴重的傷害，還可能會大幅降低氣井的生產作業時間，同時，也會出現排液不徹底的問題，如果排液不徹底，則排水采氣的效果就會受到嚴重的影響[3]。

1.2優選管柱排液采氣方式

該種方式在新投產的氣井中十分常見，其主要是通過對自噴管柱的直徑進行合理的調整，進而使得天然氣流動過程中的滑脫損失降低，最終達到排水采氣的基本目的，其要求氣井必須具有一定的自產能力，即可以利用地層之中的能量進行生產作業，目前，由于該種方式對于氣井生產方式的要求相對較高，所以只是我國部分區域的氣井中使用了該種類型的生產方式，其產生的效果相對較為明顯，該種開發方式在使用的過程中具有穩產時間相對較長的優點，同時，且攜液能力也相對較強，這是該種方式可以起到良好效果的主要原因，但是在使用該種類型開發方式的過程中，氣井的井口位置處非常容易出現結蠟問題，同時，對該種開發方式進行現場測試的難度相對較大，這嚴重阻礙了該種開發方式的進一步發展。

1.3泡沫排液采氣開發方式

該種開發方式主要是依靠注入化學起泡劑的方式，使得氣井中的含水泡沫數量增加，這些泡沫的密度都相對較低，所以滑脫的損失也相對較低，在開采的過程中非常容易被攜帶出井口，該種開發方式的穩產時間相對較長，且使用過程中的資源浪費量相對較少，對地層也不會產生較大的傷害，但是使用過程中的流程現象較為復雜，在使用該種開發方式的過程中，工作人員可以在氣田現場選擇幾口氣井進行實驗，在實驗結果相對較好的前提下，在引入該種開發方式。

1.4氣舉排液采氣開發方式

該種排水采氣方式主要是應用于已經被水淹沒的氣井，同時，在部分低壓氣井中也可以得到有效的應用，但是要求氣井必須具有一定的產能，其主要是通過使用抽油機，利用其抽吸運行，進而使得天然氣資源可以從套管中排出，水資源主要是從油管中排出，該種方法在使用的過程中具有一定的局限性，如果氣井的產水量相對較大，深度較深，則該種方法將無法得到有效的利用，目前，我國部分氣田企業已經引進了該種排水采氣開發方式，且已經取得了良好的應用效果，該種方法在使用的過程中維護相對較為方便，且取得的效果相對較為明顯，但是進口位置處的密封效果難以把控，井下的狀況也難以進行有效的分析。

2.排液采氣井安全評價研究

針對氣井排水采氣作業的安全評價問題，本次研究主要是引入事故樹評價方法，對四種類型常見的排水采氣方式進行安全評價研究。事故樹分析方法在使用的過程中，其主要是通過自上向下進行演繹的方式，對風險問題進行合理的安全評價，對不希望出現的問題進行分析，該種方法在安全領域的應用相對較廣，可以充分了解風險事故問題出現的原因，并可以找到消除風險事故問題的解決措施，在數據資料相對較為廣泛的前提下，還可以對系統失效的概率進行計算，目前，該種方法已經在我國眾多的高風險領域中得到了成功應用。

通過使用事故樹分析方法對四種常見的排水采氣措施進行分析后發現：①對于增大壓差方式而言，對壓差進行合理的控制和選擇十分重要，這是影響安全問題的重要因素，通過對壓差進行控制，可以有效降低風險問題出現的概率;②對于優選管柱開發方式而言，對管徑的調節十分重要，通過對管徑進行合理的調節，可以說得流體以霧狀的形式流出，其安全風險問題的主要影響因素就是管柱失效;③對于泡沫開發方式而言，其主要是注入一定量的起泡劑，進而可以使得液體以泡沫的形式流出井口，該項開發方式在使用的過程中面臨的安全風險問題為管道的腐蝕以及排液的效果;④對于氣舉開發方式而言，其主要是通過注入高壓氣體，進而使得液體可以流出井口，達到提高氣田產量的目的，該種方法在使用的過程中面臨的安全風險問題為壓縮機故障問題或井口裝置故障問題，機抽的開發方式在應用的過程中面臨的安全風險問題為抽油機故障問題或電纜失效。

3.結論

通過本次研究可以發現，針對氣田含水率不斷升高的問題，引入排水采氣的開發方式十分重要，引入該種開發方式以后，可以有效的提升天然氣的開發效率，目前常見的排水采氣開發方式可以分為四種類型，分別是增大壓差排液采氣、優選管柱排液采氣、泡沫排液采氣以及氣舉排液采氣，每種方法都有自身的優點和缺點，在實際生產作業的過程中需要對排水采氣方法進行合理的選擇。

參考文獻

[1] 韓旭波，汪泳吉，段星宇.關于氣井排液采氣技術研究與應用[J].中國石油和化工標準與質量，2013（14）：170.

[2] 吳麗烽，高永亮，毛云龍.排液采氣井工藝設計及綜合評價軟件的研制和應用[J].中國石油和化工，2008（04）：47-49.

[3] 汪海，鮑志強，欒艷春，等.氣井氣舉閥氣舉排液采氣工藝參數設計研究[J].天然氣勘探與開發，2005，28（02）：35-38.