天然气开采排水采气工艺适用效果探究

邱斌　董文佳　仵秉林　王毅

摘 要：作为一种需求量不断持续上升的新型能源，天然气的开采量正逐年上升。本文从天然气开采过程中排水采气工艺出发，以泡沫、机油以及超声雾化排水采气工艺为例，探究其不同的适用效果。

关键词：天然气;排水;采气;效果

随着人们对天然气使用量的逐渐增多，天然气的开采量也呈逐年上升趋势，为了保障天然气开采过程中的安全，必须完善开采工艺。排水采气是天然气开采过程中非常关键的环节，排水采气工艺可以解决井底和气井井筒过多的积液，从而使气井恢复正常的生产。

1 排水采气工艺概述

在天然气的开采过程中难免会遇到积水过多的问题，采用排水采气工艺可以解决积水问题，使气井内的工作压保持在正常值，保障开采环境的安全，减少安全事故的发生。目前比较常用的排水采气工艺主要包括：泡沫排水采气、机油排水采气、组合排水采气以及超声波排水采气等，这些排水采气工艺各有利弊，适用于不同的情况。

2 排水采气工艺的适用效果

2.1 泡沫排水采气工艺

泡沫排水采气工艺是天然气开采过程中比较常见的一种工艺，该工艺的具体操作方法是将适量的表面活性剂注入到气井内，使其与气井内的积水混合，产生丰富的泡沫，从而减少气水两相垂直管流动滑脱损失，达到助排的效果。泡沫排水采气工艺主要利用的是洗涤效应、分散效应以及减阻效应，相对其他排水采气工艺来说，较为简单。当前，泡沫排水采气工艺适宜在井底温度≤ 130 ℃、井底压力较低、气水比例低导致的井底含有积液的井。

对泡沫排水采气工艺进行适用效果分析发现，其操作较为简单，不需要配备其他的大型辅助设备就可以进行排水采气，因此总体费用并不高。但是该工艺也存在一定的弊端，当气井内的压力或者气水的比例持续下降，下降到一定的程度以后，单纯借助泡沫排水采气工艺就不能达到预期的目的。

2.2 机油排水采气工艺

机油排水采气工艺借助杆深井泵装置对油管抽水，然后实现采气。该工艺一般适用于采气工程的中期和后期，由于该工艺对天然气中硫的占比要求严格，适用于含硫量较低的情况。机油排水采气工艺的适用效果可以分别从优势和不足两个方面进行客观地评价。该工艺的优势之处在于，可以在井下直接进行排水，只要设备泵挂的深度达到一定值，就可以在不同深度的井下实现排水采气。机油排水采气工艺的装置较为简单，并且可以自动控制，因此采用该工艺可以大大减少现场操作工人的数量，避免出现人员损伤的事故。相对泡沫排水采气工艺，机油排水采气工艺对井内的排水量和气水比例的要求并没有那么严格，因此适用效果非常显著。

机油排水采气工艺的不足之处在于，非常容易受到硫化氢以及气井倾斜度的干扰。由于目前泵挂的深度最多只能达到1500m，对排量的需求性相对较大，想要达到长久性不间断的排水采气，就要配备强劲的动力装置，所以，机油排水采气工艺也成为了排水采气工艺中整体耗能最多的一种工艺。

2.3 超声雾化排水采气工艺

超声雾化排水采气工艺是近些年新兴的一种工艺，是科技发展的产物。该工艺的基础是超声空化，其原理是根据超声波在井下的变化建立波场，提升井下的水温，将井下的积液以雾化的形式排到地面。相对其他排水采气工艺，超声雾化排水采气工艺具有以下的优势：首先，不会伤害到油气层;其二，依靠氣井本身的能量进行持续性排液，不需要借助外界的能量，节约能源;第三，不会因为液体介质的不同而影响作业，整套装置的作业均在油管内部完成，方便管理。该工艺较为环保，对环境的污染相对较少。与其他的排水采气工艺相比，超声雾化排水采气的生产效率相对较高。但是超声雾化排水采气工艺还是一种新兴的工艺，在实际作业中还没有实现大规模应用，因此其适用效果还处于试验研究阶段。

3 排水采气工艺的选择技巧

目前国内外所常用的排水采气方式主要包含三大类：一是气体动力学方式，如机油排水采气工艺;二是化学方式，如泡沫排水采气工艺;三是机械方式，如深抽排水采气工艺。这些不同的排水采气工艺适用于不同的范围，因此在选择时，需要遵循一定的原则。

①了解掌握天然气井周边的地质特点、开采的历史以及当前的开采现状等基础资料;②对比分析不同排水采气工艺的适用范围和优缺点，同时归纳总结不同排水采气工艺的适用效果;③针对部分天然气临井中存在较高气压的情况，应该优先考虑采用气具排水排气工艺;④在开采过程中发现天然气的储藏量超出预估，且井内藏有大量的水气，这就需要在整体治理积水的同时，采用适当的排水采气工艺，进而可以改善天然气的开采状态;⑤在选择排水采气工艺之前，应该先测定井内的含水量和最大气压，分析井内的不同环境;⑥关于排水采气工艺的成本投入也需要考虑在内，当两种工艺的排水效果相同，那么应该选择成本投入较低但是效率更高的那一种。成本投入不光是指购买设备的花费，应该将设备的维护费、人工费等都考虑在内。

4 结语

天然气作为一种新能源，具有无污染、应用范围广、储量丰富等优势。中国经济正处于飞速增长的时期，对天然气的需求量逐年增多，加强排水采气工艺的研究，将有助于天然气开采工作的顺利开展。

参考文献：

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