农业工程论文发表之出水气井的优化管理

　　农业工程论文发表期刊推荐《人民长江》于1955年创刊，是水利部长江水利委员会主办的水利水电技术综合性科技期刊，2008年改为半月刊。主要内容为宣传长江治理与开发战略规划，报道治江工作重大进展与建设成就，总结水资源保护与开发利用实践经验，交流国内外水利水电先进技术。近年来，按照科学发展观的要求，围绕“维护健康长江、促进人水和谐”的治江理念，重点对长江流域的水资源保护与开发利用进行了宣传报道，内容丰富、信息量大、实用性强。
　　摘要：天然气开采的中期和后期，压力开始降低，产量下降，并且伴随有出水现象严重的问题，那么排水采气成为天然气开采的关键一环。笔者围绕着出水气井的排水采气问题，探讨了当前主要优化措施，并结合本单位实际浅谈深度排水采气工艺在出水气井中的优化问题，取得了良好效果。

　　关键词：气井,优化管理,措施

　　天然气开采的中期和后期，压力开始降低，产量下降，并且伴随有出水现象严重的问题，那么排水采气成为天然气开采的关键一环。笔者围绕着出水气井的排水采气问题，探讨了当前主要优化措施，并结合本单位实际浅谈深度排水采气工艺在出水气井中的优化问题，取得了良好效果。

　　一、排水采气工艺方法的优化对比

　　目前国内外主要采用如下几种人工助排工艺：泡排、气举、柱塞气举、机抽、电潜泵、喷射气举、水力射流泵、液氮排水、连续油管气举和复合排水等。

　　1.泡沫排水采气。该工艺是将少量表面活性剂注入井内，与井内气水混合产生泡沫，减少气水两相垂管流动的滑脱损失，增加带水能力，从而用天然气气流将水携带到井口。它只能适用于有一定自喷能力的气井。该工艺技术不复杂，使用设备、工具简单，成本低，投资少，见效快，易于控制操作管理，不需修井作业和关井，最易在矿场推广使用。但该工艺要求井有一定自喷能力，油套管连通性要好，油管至少要下入气井顶部，与地层不配伍的泡沫剂易对地层污染。

　　2.气举排水采气。气举排水采气工艺是利用地面高压气体注入井内，并通过注气点进入油管，降低管内流体密度，减少滑脱，从而降低气水两相压力损失，建立和增大生产压差，使气井恢复生产。该工艺适应性能强，排量范围大，可以充分利用地层气能量，不受井身结构和流体介质的限制，井下设备简单，管理方便。但当地层压力低时，气举效果差，而且需要高压气源。

　　3.柱塞气举排水采气。该工艺是利用柱塞将举升水体和气体分隔开来，防治气体窜流和回落，充分发挥气体推动柱塞作用，从而将井底积水排除井口。该工艺充分利用地层能量，柱塞运动可清洁油管，管理方便，投资和维护费用低，设备简单。柱塞气举要求井具有一定的自喷能力，排水量较小。

　　4.机抽排水采气。该工艺是利用抽油机将电动机的转动能转换成抽油机驴头上下往复运动的能量，通过抽油杆使泵柱塞做上下运动，泵出的水体通过油管排出，气体从套管采出。该工艺可将井采至枯竭，设备简单，性能可靠，安装使用维护技术易于掌握，一次投资费用不高。但井下泵与气体不相容，排量较小，对流体介质要求严格，地面设备庞大，需要电源。

　　5.液氮排水采气。该工艺是利用液氮注入油套管环形空间，汽化后的高压氮气从筛管进入油管举升排水。用液氮车排水，其泵注压力高，注入量大，排水效果好，机动性大。但连续举升时间有限，适合于只需举几个小时就能排出井内积水的气井。

　　6.喷射气举排水采气。该工艺是将地面高压气体注入井内，通过喷射器喷嘴射流，产生低压，将井水吸入，注入气和井水混合，进入油管进行气举垂管举升。该工艺将气体射流与气举结合起来，可得到比气举更低的回压，又具有气举工艺的优点。井下射流器结构简单，对流体要求不大严格，但需要高压气源，排水量较低。

　　结合上述几种气井排气工艺的特点，笔者单位结合自身实际情况，提出了深度排水采气工艺。现进行介绍如下：

　　二、深度排水工艺在出水气井中的优化实验

　　气井深度排水采气技术是将可控热化学排水采气技术、优选管柱排水采气技术和气举阀排水采气技术进行优化组合，利用小油管提高流速降低滑脱损失；多级气举阀降低启动压力；热化学的热稳定性和高效发泡作用，最大限度的延长气井生产周期，挖潜气井生产产能。

　　针对产水气井地层能量普遍下降、产气量降低的实际，通过对生热量、可控性、安全性、腐蚀性及成本等方面进行比较，综合考虑热化学反应体系的生热、产气能力，优选亚硝酸盐和铵盐热化学自生气体系，对井底进行“增压增气、热化解堵”，提高采气能力。该反应体系具有较高的生热量，原材料廉价易得，其反应可控性好，安全性高。热化学生热体系配方研究：通过不同催化剂对反应体系的影响、起始浓度对反应体系的影响、初始温度对反应体系的影响、催化剂浓度对反应体系的影响等各项室内实验，初步选择反应水浓度为每升三摩尔催化剂浓度为百分之一的反应体系为本项目的主要反应体系。泡沫体系配方研制：针对辽河油田应用的化学泡沫排水剂进行对比筛选，综合考虑泡沫剂的起泡能力、稳泡能力、携水能力、抗油能力、抗盐能力以及泡沫的半衰周期等性能指标，优选AES表面活性剂体系为本项目的主表面活性剂，它能显著降低气水表面张力，提高排水效率。基本配方为：阴离子型表面活性剂(千分之一到二)+聚合物(千分之一)或非离子型表面活性剂(千分之一)。

　　三、深度排水工艺在油田现场中的应用效果

　　根据油气试采公司气井的实际情况，在考虑油套管都畅通、气井未关井的前提下，有计划、有重点、分不同种类对公司产水气井进行选择，优选结果及依据

　　1.深度排水工艺的现场施工工艺流程。按照优选气井的产能和合适的生产制度，在生产管柱上设计使用小油管和多级气举阀。根据IPR曲线和不同尺寸油管对应的临界流量曲线确定合适小油管尺寸，由井底压力、水面深度、生产管柱深度以及室内管柱模型等参数设计多级气举阀举升工艺，然后从井口向环空注入热化学助排剂，与井筒积水混合产生大量低密度含水泡沫，依靠小油管来减少水体上行时的“滑脱”损失，利用多级气举阀来提高气流垂直举升能力和携水能力，从而达到连续、高效排水采气。

　　2.深度排水工艺施工方案的优化思路。根据不同井况设计了两种施工方案：第一套施工方案分四步：第一是气层保护水洗压井；第二下入小油管配套多级气举阀；第三如需调补层，下入一次性射孔管柱；第四由环空向井筒补充气体，逐级开启气举阀，诱喷复产。第二套施工方案分三步：一是气层保护水洗压井；二是下入生产管柱；三是注入热化学药剂进行排水采气。

　　3.深度排水工艺的效果分析

　　开展气井深度排水采气工艺先导试验七井次，单井增产效果明显，截止2013年1月累计增产天然气八十七万立方米。气井深度排水采气工艺技术是针对气井生产中的突出问题而立项研究开发的一项新工艺、新技术，通过现场试验增产效果显著。该项工艺技术为我们今后开展“低产低压气井”排水采气措施提供了一种新方法、一条恢复停产井产能的新思路。深度排水采气工艺对于今后开展排水采气措施恢复老井产能、延长气井生产周期具有重要的现实意义。

　　四、结束语

　　综上，经过实验和现场应用，深度排水采气工艺在出水气井中的优化效果是十分明显的，是低产量低压力气井采气中的一种经济，高效的方法，希望能对出水气井的排水采气优化管理提供新的思路。

　　【参考文献】

　　[1]高飞;宋岩伟;;连续泡沫排水采气在大牛地气田东区气井生产中的应用[J];科技促进发展(应用版);2010年10期

　　[2]吴柏志;袁世昌;田相雷;吴婷;曲占庆;;气井开井瞬间井筒积水水面变化规律研究[J];石油钻探技术;2011年03期