氣井排液采氣問題的應對措施

氣井排液采氣問題的應對措施杜建明;薛洋洋;劉洋;李小艷【摘要】下二門油田天然氣井存在井筒積液、氣量下降等問題.應用氮氣氣舉排液、井下氣液分離、地面機抽排液等技術(shù)與應對措施，可較好地解決這些問題.具體應對措施:一是產(chǎn)氣量下降，沉沒度在300m范圍內(nèi)，實施氮氣氣舉排液；二是產(chǎn)氣量下降水淹嚴重井，沉沒度超過300m范圍的，采取井下安裝氣液分離器，地面機抽排液措施.氣舉排液采氣工藝適應性較好；機抽排水采氣不增加對地層的回壓，是低壓產(chǎn)水氣井有效的應對措施.【期刊名稱】《油氣田地面工程》【年(卷)，期】2013(032)003【總頁數(shù)】2頁(P83-84)【關(guān)鍵詞】氣井;開采工藝;排液;氣舉;氣液分離【作者】杜建明;薛洋洋;劉洋;李小艷【作者單位】河南油田采油一廠;河南油田采油一廠;河南油田采油一廠;河南油田采油一廠【正文語種】中文1存在的主要問題下二門油田部分伴生氣油井，隨著天然氣的開發(fā)利用，出現(xiàn)了壓力下降，邊水推進又導致井筒積液，使這些氣井產(chǎn)量大大下降，(已有83%的氣井受到積液影響，單井日產(chǎn)水3~8m3）。在天然氣開采中，隨著氣藏壓力和天然氣流動速度的逐步降低，致使氣藏中的產(chǎn)出水或凝析液不能隨天然氣氣流攜帶出井筒，從而滯留在井筒中。這些液體在一段時間內(nèi)聚集于井底，形成液柱，對氣藏造成額外的靜水回壓，導致氣井自噴能量持續(xù)下降。通常，如果這種情況持續(xù)下去，井筒中聚集的液柱會將氣井壓死，導致氣井停產(chǎn)。這種現(xiàn)象稱為氣井積液。目前，該油田有10口氣井均不同程度存在積液現(xiàn)象。2應對措施排液采氣是解決氣井積液的有效方法，也是水驅(qū)氣田生產(chǎn)中常見的采氣工藝。針對氣井積液問題，具體應對措施：一是產(chǎn)氣量下降，沉沒度在300m范圍內(nèi)，實施氮氣氣舉排液；二是產(chǎn)氣量下降，水淹嚴重井，沉沒度超過300m范圍的，采取井下安裝氣液分離器，地面機抽排液措施。2.1氮氣氣舉排液在現(xiàn)場利用專用設(shè)備從空氣中分離出氮氣并將其注入井下，使氣舉閥以上的氣、液混相，氣液比增高，壓力梯度大大減小，從而建立較大的生產(chǎn)壓差，排出井筒積液，達到恢復氣井自噴的目的，如圖1所示。氣舉閥是由儲氣室（內(nèi)充氮氣）、波紋管（帶動閥桿運動，使閥打開或關(guān)閉）、閥桿、閥芯和閥座等部件組成，如圖2所示。氣舉工藝參數(shù)設(shè)計主要包括地面氣舉壓力、氣舉凡爾級數(shù)和深度、凡爾的開啟壓力、氣舉氣量等。考慮氣舉過程中，油管內(nèi)的流態(tài)和壓力的動態(tài)變化過程會影響凡爾的距，進行氣舉工藝參數(shù)設(shè)計時以凡爾的距為零和最大值來分別設(shè)計計算壓力調(diào)整區(qū)間。氣舉設(shè)計是一個反復迭代的復雜計算過程，按以上思路進行了設(shè)計計算程序編制，完成后調(diào)試通過，使一次、多次氣舉參數(shù)設(shè)計全部通過編程實現(xiàn)。設(shè)計時只需輸入氣源壓力、氣舉井的井筒積液深度和管柱等基本參數(shù)，即可迅速輸出氣舉設(shè)計參數(shù)。該技術(shù)具有以下優(yōu)點：一是排液深度可達3500m,完全滿足了下二門油田氣井排液的問題；二是排液深度和排液效率不受積液介質(zhì)的影響；三是氣舉設(shè)備具有很好的可移動性，施工方便。氮氣氣舉排液采氣具有兩個特點：①氮氣氣舉排液是靠氣舉閥的逐級打開和關(guān)閉來實現(xiàn)的，且氣舉閥的打開和關(guān)閉壓力都是自上而下逐級減小的；②只有上一級氣舉閥關(guān)閉，氣流被截斷，環(huán)空液面才能繼續(xù)下降，即上一級氣舉閥的關(guān)閉是下一級氣舉閥發(fā)揮作用的前提。這兩個特點是氣舉設(shè)計的重要依據(jù)和基本原則，也是氣舉設(shè)計必須滿足的條件。2.2機抽排液（氣液分離分采）機抽排水采氣是氣田進入中后期維持氣井生產(chǎn)的重要措施之一，具有工藝井不受采出程度的影響，理論上能把天然氣采至枯竭，以及特別適合低壓井等特點。機抽排水采氣工藝的基本原理是將深井泵下入井筒液面以下的適當深度，深井泵柱塞在抽油機的帶動下，在泵筒內(nèi)做上、下往返抽汲運動，將地層和井筒中的液體從油管排到地面，井筒中的液面將逐漸下降；這樣降低了井筒中液體對氣層的回壓，產(chǎn)層氣則向油、套環(huán)形空間聚積、升壓，當套壓超過輸壓一定值后，即可使套管內(nèi)的天然氣通過地面氣水分離器進入輸氣干線到集氣站，從而實現(xiàn)氣井抽油機排水采氣的目的。氣井機抽排水采氣的工藝流程包括油管內(nèi)排水和油套管環(huán)形空間采氣。它與采油的不同點在于油井是油管采油，氣井是油管排水，油套管環(huán)形空間采氣。油管排水的流程是：產(chǎn)層水由井下防氣裝置經(jīng)過分離將天然氣排到油套管環(huán)空，將水排到深井泵。地面抽油機連接抽油桿和柱塞。由于抽油機抽吸使水通過油管、油管頭、高壓三通及油管出口管線到計量站，機抽排水采氣時，為了防止氣體進入泵筒造成〃氣鎖”、使泵效降低，應在泵下安裝內(nèi)罩式防氣裝置。內(nèi)罩式防氣裝置液氣分離原理：該裝置采用內(nèi)罩式結(jié)構(gòu)，使液體流動方向由上向下180°變向流動的流向分離；交換腔構(gòu)造使液體流動速度發(fā)生變化的流速分離；分離空間的長回流效應使氣體從液體中溢出后進行重力分離；裝置形成的旋轉(zhuǎn)液流產(chǎn)生的離心力進行離心分離。排氣原理：利用煙囪原理進行排氣，排氣壓差達到0.1MPa以上，使分離的氣體能夠充分排出。還運用了碰撞破泡、交換腔膨脹破泡等技術(shù)，并能減少較大氣泡形成的斷塞氣阻現(xiàn)象，使氣泡有足夠的空間增大并迅速排出。KZQ—48/89內(nèi)罩式防氣裝置技術(shù)參數(shù)：最大外徑0107mm;中心管048mm;夕卜套管089mm;總長度70~75m。油套環(huán)空采氣的流程：從防氣裝置和地層排出的氣水混合物經(jīng)過油套管環(huán)空、大四通及高壓輸氣管線進入地面氣液分離器，分離出的天然氣通過輸氣管線輸往集氣站，分離出的凝析油、水加熱后輸送至計量站。這樣還解決了氣液混輸過程中由于壓力降低氣體膨脹吸熱而導致凝管和井筒積液、管線堵塞的難題。3效果2012年，針對氣井井筒積液的現(xiàn)狀，對沉沒度小于300m的氣井現(xiàn)場實施氣舉3口井，日增氣量2.0x104m3;對沉沒度大于300m的嚴重水淹的氣井現(xiàn)場實施安裝井下油氣分離裝置，排液采氣3口井，日增氣量1.5x104m3。全年共生產(chǎn)天然氣2509x104m3。這些措施的實施，很好地解決了井底、井筒出液及地面管線堵塞等問題，經(jīng)濟效益亦較好。4結(jié)語氣舉排液采氣工藝適