天然气井排水采气工艺方法研究

2021-01-09马鑫王治锦

化工管理 2021年10期

马鑫，王治锦

(中国石油天然气股份有限公司长庆油田苏里格南作业分公司，陕西西安 710000)

0 引言

天然气的密度一般在0.75～0.80 kg/m3范围内，在开采时多因天然气的膨胀系数较大，致使开采难度加大。同时，天然气井多受水体弹性能量的干扰，造成管道能量消耗率较高，致使天然气井出现堵水问题。若能充分运用多样性排水采气工艺方法，可实现天然气层与水层的有效隔断，继而保障天然气开采质量。

1 天然气井排水采气工艺的内涵

从我国的天然气储量变化趋势中可发现，天然气开采属于一项利润较大的能源开采项目。一般情况下，针对天然气井进行排水采气时，常需要借助对应的排水采气方法，保证天然气井内部水分得到稳定排除，便于天然气顺利得到开采。由于天然气井内储备的天然气多处于地下结构中，故而开采人员需充分结合天然气井所在位置，来确定具体的天然气开采方法，以便提升开采质量。若不及时将井内水体排出，不但会降低开采效率，甚至会造成天然气井内能源受水体等因素的破坏，形成低纯度天然气，由此破坏正常的天然气开采秩序。所以为了保证开采结果符合预期要求，保证天然气井开采项目具有更高效益，理应加强排水采气工艺方法的推广。

2 天然气井排水采气的注意事项

2.1 注重经济性

天然气井排水采气工作中，应当注重项目的经济性特征。之所以会有投资方选择投资此项目，是因为天然气开采属于具备巨大潜在利润开发空间的经济项目。为了保证开采成本的合理控制，在应用排水采气工艺方法时，一要确保所选择的工艺方法满足该项目的地点、位置、开采条件等多方面的要求，以免出现地貌与天然气井排水采气工艺不匹配问题，造成开采效率降低。对此，相关人员应：

一是在实践操作前做好调研取证工作，包括掌握当地既往开采资料等，增加天然气开采项目的可行性；

二要采用对比法，总结每一种排水采气工艺方法的优势。对于天然气井开采工作，可选择的工艺方法较多。为了保证开采质量得以提升，且利润更大，理应找到排水采气工艺与项目的关联点，编制规范化开采方案，严格控制排水采气工艺的操作步骤，这样才能提高天然气开采水平[1]。

2.2 保障开采质量

开采人员在具体操作中，还应进一步提升开采质量。既要善于发现每一种排水采气工艺的应用技巧，又要在气压增高时，及时运用适合的采气设备完成排水采气任务。此外，在天然气井储量较大或者水体含量较多时，也需要科学分析哪一种工艺方法更能提高开采效率，这样才能保证天然气开采环节的顺利进行。在保障天然气开采质量的前提下，要求工作人员在选用排水采气工艺方法时，能够从可操作性、人员数量、投入成本等多个因素上进行综合考虑，从中选出最优化工艺，最终实现天然气的稳定开采。

3 天然气井排水采气工艺的具体方法

3.1 不间断排水采气

天然气井排水采气主要是借助辅助排水的方式，实现井内积水的快速阐述，促使天然气井恢复原有的可开采条件，以免受水体因素的干扰，致使天然气可开采量有所降低。其中不间断循环实则是依靠柱塞的升降产生压力，促使水分在压力下得以排出。从以往实践经验中可知，传统排水工艺易发生出砂状况，在排水阶段，受砂石影响，逐渐延缓排水采气效率。为了优化天然气排水采气工艺，还需充分借助不间断循环法，通过对排水速度进行调节，实现水分的稳定排出，以免发生堵塞问题。

此外，相关人员还专门采用压缩机排水采气的方式，促使天然气井内流动速度得以提高，促使水分在流动中缓慢排到天然气井外。由于不间断循环排水采气属于一种传统工艺，随着时代的进步，也需要随时利用先进的技术工艺，对其操作步骤予以优化，促使天然气开采水平得到有效提高。

3.2 泡沫排水采气

泡沫法在天然气井排水采气中的应用，属于一种可操作性突出的工艺，且适用范围较为广泛，它所采用的泡沫材质主要为XP-3起泡剂、CT2-11起泡剂等，这些起泡剂在天然气井内发生物理化学反应后，可为天然气开采工作打造优质的开采环境。因此，它主要是从开采条件的改善上予以出发。

通常情况下，在自喷天然气井的油管区域，若气流速度超过0.1 m/s，或者井内温度低于150 ℃，均可选择泡沫排水采气工艺。此外，在天然气开采项目中，经过测量后发现井深小于3 500 m，其温度远小于120 ℃，也可首选泡沫法。尤其在二氧化碳含量低于86 g/m3的情况下或者硫化氢含量小于23 g/m3时，均可采用此种方法对天然气井进行排水采气，由于泡沫可达到助推效果，且不易形成环境污染、难以操作等问题。故而应积极运用起泡剂的力量形成辅助泡沫，最终促使天然气井拥有良好的采气环境，为天然气开采量的增加给予保障[2]。

3.3 组合式排水采气

组合式排水采气是指在原有基础上采用两种或两种以上的排水采气工艺。虽然每种排水采气工艺的优势显著，但为了避免受其劣势因素的干扰影响开采质量，还需结合具体的开采条件，从多种工艺中选出至少两种。之后应用于实践中，用于提升开采质量，促使开采后的天然气品质更高。

如可将泡沫法与不间断循环法相互组合，运用柱塞调节压力的方式，控制泡沫的气泡速度，这样可在两种排水采气工艺参与下合理掌握天然气井压强变化情况。在利用组合式排水采气工艺时：一要考虑到工艺选择的匹配度，以免所选工艺脱离天然气开采目标，削弱开采效果；二要精准分析每一种工艺方法与开采项目的关联，尤其在天然气高产出量要求下，更需要从开采效率上予以优化，这样可避免天然气产出量达不到预定要求，造成天然气井项目效益受损。作为一种盈利性项目，无论选择何种排水采气工艺，都应当意识到成本控制的重要性，确保经过排水采气工艺后，能够有效改善天然气开采现状，实现我国天然气开采事业的辉煌发展。

3.4 超声波排水采气

实施超声波排水采气，在超声波的震荡作用下，排除天然气中的水分，降低含水量，满足开采要求。超声波排水采气操作期间，在超声波的作用下，使井内水温升高，达到可雾化的温度，将井内的水由液体转变为细微的雾滴，由低流速气流携带出来，进而达到良好的排水效果。利用超声波排液的过程中，主要依靠气井自身能量，无需借助外界能量，由此达到节能的目的。操作过程中，油气层并不会受到伤害。

在天然气排水采集的过程中，应用超声波雾化装置，根据设计深度，将其置入油管内的指定位置。超声波的振动作用下，天然气流动的过程中，会产生一定的能量，对天然气中的水分形成雾化作用，将液滴雾化后排除。超声波排水采气的操作较为简单，且方便管理。为了进一步提高超声波排水采气的工作效率和工作质量，需要对工艺方法进行优化和创新，追求绿色环保。结合超声波的特点，建立超声波波场，用于持续升高井内水温，实现完全雾化，进而提高排水效果，保障采气质量[3]。