天然气增压开采工艺技术在气田开发后期的应用

胡新原

摘 要：随着我国经济建设事业的快速发展，能源的消耗量正在不断地增加。世界性环境的恶化和能源紧张迫使人们利用和开发新型的环保型能源。因此，天然气的开发与利用成为世界各国研究和发展的重点。与传统的煤炭等资源相比，天然气具有排放污染气体少、对环境的破坏作用小等特点，因而，未来经济建设和人民生活中天然气的利用和开发成为必然。天然气增压开采工艺技术在气田开发后期的应用，有效地提升了天然气开采效率，具有重要的经济意义。

关键词：增压开采工艺 天然气 气田开发后期 应用

中图分类号：TE377 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（b）-0047-02

天然气增压开采工艺技术在我国气田开发后期中的应用已初具规模，该技术的运用和普及促使我国天然气开采工程取得了重要的进展，有效地提高了天然气气田开采的效率和天然气的开采质量，对于缓解我国天然气能源紧张的状况具有重要的现实意义。因此，在我国未来的天然气开采工作中可以广泛地推广增压开采工艺技术的应用，提高我国天然气开发的经济效益，为我国经济发展和人民生活提供充足的天然气能源供应。

1 天然气增压开采工艺技术在气田开发后期的应用現状

我国天然气开采后期中的挖潜工程面临的主要困难有两点：首先是天然气井下的压力由于长期的开采破坏而严重不足，随着开采时间的增加和开采规模的不断扩大，到开采的后期气井中的压力已经面临着衰竭的困境，因此给天然气的对外输送工程带来了巨大的阻碍，同时也极大地增加了天然气的开采难度；其次是由于气井中积水的干扰，使得气井中的水汽过多给气井中的内部环境观察和现场勘察带来了很大的困难，极大地影响着天然气外输的效率和质量，致使天然气在运输的过程中损耗非常大，给我国的能源资源造成了巨大的损失，也不利于天然气开采经济效益的提升[1]。

从总体上看，我国天然气气田后期开发中的生产特点主要有3个：第一是天然气气井中的压力过低，不能满足正常的开采需求。第二是由于长期的开采天然气，气井的底部出现了大量的积液，导致气井中的水汽含量过高，气井中经常发生积水淹没的状况，给气田的后期开发工作造成了不利的影响。第三是气井在开采过程中产生的压差太小，阻碍了天然气的挖潜。

2 天然气增压开采工艺技术的应用优化

在天然气井田的后期开采中，应该不断地优化增压开采工艺技术来提升开发效率。增压开采工艺主要是利用气田外部环境中的压力作用于气井的内部环境中，提高气井内部压力，并使其升高到开发的标准要求值上，确保气井中的压力能够实现有效协调，最终实现天然气资源有效、充分地对外供给[2]。具体应用该工艺技术时，要在科学原理的指导下通过非线性方程的计算方式来逐层地进行优化，最终实现气田开发后期所面临的各种困难。非线性方程中的因变量是全部开采进程中的天然气产量、增压机组及其功率消耗，通过优化计算达到方程中各个因变量合理协调的目标，从而实现气田开发后期的最优开发。

通过在增压开采工艺技术中建立数学方程模型能够有效、真实地模拟整个气田开采的环节，其中包含了天然气自地表面-气田的底部-气井的顶口-气嘴-天然气集输站点-增压站组-外部收集管道的综合性流动特点和规律，所建立的非线性方程为：

目标函数：

后期开发阶段中的气压运动规律为：

其中：

3 增压开采工艺技术在气田开发后期的应用方案分析

3.1 气井或气田的合理选择

气井与气田的选择在气田后期开发中应用增压开采工艺技术具有重要的意义和作用。应从5个层面对气井和气田进行有效论证，减少项目投资的盲目性，提升气田开采的经济意义[3]。第一个层面是气井或者气田内部剩余的资源储量较大，具有开发的实际意义；第二个层面是气井或气田的选取应该本着与天然气的消费市场保持有效距离的基本原则，原因是距离过远会影响到天然气的就地销售和高低压分输；第三个层面是各个气井之间应保持集中，同时确保管网设施的完善并与气井相匹配，利于开发过程中的集中增压；第四个层面是所选气田或气井所需新建和改造的投资项目少，降低开发成本；最后一个层面是要确保气井中有良好的增压，因为有效的增压能够保障气井中天然气的产量以及增加气井和气田的开发时间。

3.2 增压站位置的合理设置

合理选择增压站址是增压开采的重要环节。对于产生积水和水汽的气井要实施单井增压，因而增压站更适合建立在该井的井场，保障实现就地分离和低压气体的高低压分层输送，同时也有利于加强对气井和增压站的有效管理，并进一步降低进口的工作负担；对于纯气的气井要实施单井增压开采，增压站址的选择可灵活选取，能够建在单井站，也可以建在集气站[4]，方便对增压站进行管理并完善基础设施建设；对于采用集中开采形式的增压站址可选择在输气点位置距离较近的集气站。

3.3 设备选型与气田生产特点相适应

针对具体的气田增压开采环境选取适宜的设备选型，目前普遍使用的压缩机有DPC系列以及JG系列，两个系列的压缩机的发动机均为燃气动力，并且都是撬装式，能够有效地适应气田后期的增压生产。

3.4 压缩机工况与气田生产变化相适应

首先实施增压开采应该依据气井或者气田的实际天然气产量、进口所产生和达到的压力、随工艺流程的实施而损耗的压力以及对外输气过程中产生的压力进行综合分析和考虑，选取适当的压缩机，使其在型号、规格和数量方面符合相关要求，对于气水井中的增压采气还应该设置备用机组；在压缩机工作的过程中，要合理依据气田中对于集气和输气的采气变化灵活地调节压缩机的工况，使其适应气井的开采工艺，具体的可调节压缩机的转动速度、压缩缸的余隙以及调整配气阀的数量来实现压缩机工况的调节；如果遇到气田或者气井的生产变动剧烈波动时，也可以通过调节压缩机的使用数量和型号来优化生产流程，达到最佳效益的增产效果。

4 结语

对天然气增压开采工艺技术的应用现状进行分析和探究，能够有效地总结该技术工艺在实际开采中的应用优势和利用技巧，能够为我国进一步提升天然气增压开采工艺技术在气田开发后期的应用效果，为我国的能源开采和经济建设奠定良好的基础。天然气气田在不断的大规模开发过程中，气井中的有效压力会持续降低，严重阻碍着天然气资源的有效开发。因此，确保气田开发后期的开采效果必须要对增压开采工艺技术进行分析和探究，提高我国天然气能源的开采效率。

参考文献

[1] 刘争芬.大牛地“低压、低产、低渗透”气田增压集输模式[J].天然气工业，2011，2（10）：86-88，124.

[2] 王登海，杨家茂，赵一龙.致密气藏低成本地面工艺优化简化技术——以苏里格气田为例[J].天然气工业，2014，6（3）：126-130.

[3] 张建国，王东旭，兰义飞，等.靖边气田增压开采方式优化研究[J].钻采工艺，2013，9（1）：31-32.

[4] 王海兰，辜利江，廖阔.低渗透气田气井生产工艺技术研究[J].天然气技术与经济，2013，6（2）：30-32，78.