关于某气田气井配套排水采气工艺技术优化分析

苟良杰

摘要：近年来，我国加大了对气田的开发力度，伴随着日益增多的气田被开发，其产层压力也逐渐下降，涌现出了较多的出水井和水淹井，从而导致气田产量逐年递减。本文主要围绕气井的实际出水情况，提出了几种常见的排水采气工艺技术及相应的新型工艺，并指出了这些工艺的优势和不足之处，从而为排水采气工艺的进一步发展指明方向。

关键词：气田气井；排水采气；配套工艺；技术优化

我国的天然气自70年代后期扩大了生产规模，并且有大多数的气田得到开发，气井具有越来越严重的出水情况，从而极大的降低了产量。因此，为了较好的改善这一现状，国内学者加大了对气田气井配套排水采气工艺的研究，并取得了实质性进展。其具体的研究历程可分为以下三个阶段：从单一工艺发展为复合排水工艺；将单井排水取代为气藏整体治水；从人工设计升级为计算机软件设计。在此基础上，研制出了包含优选管柱排水采气、机抽排水采气及电潜泵排水采气在内的常见配套工艺，以及同心毛细管技术和涡流新型排水采气工艺，从而极大的节省了开发成本，增加了其科学性。具体探讨如下：

1.常见的排水采气工艺技术

1.1优选管柱排水采气

优选管柱排水采气最先在1982年被使用，并在试验中取得了成功，依据气井排量及井筒连续排液管柱直径，创建了全新的诺模图及垂直管流模型，其研究成果显著，被应用于全国油气田的开发作业中。该工艺不需动力装置及其它特殊装备，操作简单，投资成本低。张家场气田在2003年开发13号井时，第一次采取了连续油管排水采气工艺，该技术可降低气层的危害，并防止油管出现断裂，在苏里格、新疆等油气田被广泛应用。其缺点则是管柱具有较高的成本消耗，不利于进一步推广和应用该项技术。当前，为了削减管材费用，节省作业成本，有学者对这一技术进行了研究，提出了将管柱管材级别降低和重复使用管柱的方式。

1.2机抽排水采气

机抽排水采气的举升能力，主要取决于抽油杆的强度和柱塞直径。一般情况下，泵的下入深度越深，则其有效排量越高。针对4.5in和5.5in的套管产水气井，套管尺寸则不会影响其排量，但需分析井下气水分离受到套管尺寸的影响情况。

该技术的优点为：操作简便、易于掌握；安装费用低、设计简单；在多产层完井及小井眼完井中适用；可采用动力仪对机抽工艺井的运行概况进行了解；动力装置为电机或天然气；便于处理腐蚀和结垢问题；可依据井产液量，配备相应直径的柱塞。其缺点为弯曲井段的杆管磨损，极易磨损抽油杆并出现油管穿孔；不适用于高含砂井；气体会导致气锁现象；抽油杆强度会影响下入深度，且井下泵的尺寸会受到小直径套管的约束作用。

1.3电潜泵排水采气

电潜泵排水采气的举升系统具有多种规格，因此可在多种生产套管的产水气井中使用，具有31.8~9450m³/d的排量范围，泵的下入深度一般处于304.8~3048m。将其在4.5in和5.5in的套管产水气井中使用时，受到套管内经的约束作用，其电机和泵的直径将会减小，进而对泵的排量和扬程造成影响。该技术的优点为：在水产量大的井中适用；易于操作和掌握；可通过安装的压力和温度监测装置，对井下流动压力情况进行监测，了解井的生产情况；对不同尺寸的的套管均适用；动力装置为高压电或发电机；变频机组的使用，对不断变化的气井产水量具有适用性；可降低大排量举升的成本。其缺点为在多产层完井中不适用；在起下时电缆极易出现损伤；高温会降低电缆的使用周期；电机功率和电缆成本会制约下入深度。

2.新型排水采气工艺技术

2.1气井涡流排水采气

气井涡流排水采气工艺，主要通过对流体运动方式的调整来提升举升能力，即在涡流装置中，将井筒内的紊流流态转变为涡旋层流。该工艺适用的气井为含有腐蚀介质且具有自喷能力，且可适用于不同的井深，对高温具有抵抗能力，井斜对其无影响。当前，该技术大都被用于四川和苏里格等地，增产效果较为明显。然而在凝析油气井中仍存在气蚀、气锁问题，还需进一步研究其适应性和影响因素。

2.2同心毛细管技术

同心毛细管技术作为一种新型排水采气工艺，主要用于处理井底积液和除垢。工艺原理为将直径为φ9.525mm×1.24mm的不锈钢连续管插入到油管内部，在管柱底部单向阀的作用下，将药剂注入到井中。该技术具有较高的重复利用率，安装操作较为简便。其缺点为化学剂加入过程需保持连续，从而避免管柱结垢或发泡剂与毛细管柱产生粘连。当前该技术适用的生产气井大都为一些产液量小或者结盐、结蜡井。

3.排水采气技术的发展前景

在渤海湾、川渝等地的多数气井中，其中的天然气成分中均含有硫化氢。在多年开发含硫气藏的基础上，当前已创建出较为完备的中低含硫气藏配套工艺。然而针对高含硫气井，至今仍未研制出相应的气藏排水采气工艺，需加强研究。此外，为了进一步降低作业成本，增强设备的利用率，还需在气田的发展过程中，加强自主研究和探讨，依靠自主化工具设备，发明出更加智能化和可视化的排水采气装备。相比于直井，水平井具有较高的开发效率和收益，被更多的用于开发低孔、低渗气藏。为了提升排水采气工艺的排液能力，还需加强研究井况及设备对磨损和弯曲的抵抗能力。

4.结语

综上可知，通过研究我国常见的气田排水采气工艺，总结出了其工艺特点及相应的适用条件，并结合排液量、井温、井深等因素，评价排水采气工艺的适应性。将同心毛细管技术用于具有封隔器的中高含硫气井中，可依据入井液的加注情况，保障气井生产的稳定性，具有较好的应用前景。针对水平井及超深井，需全面分析和设计排水采气工艺，对工艺参数进行优化，并研制出对高温、高压具有抵抗能力的配套工具，从而完善对水平井和超深井的排水采气工作。

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