气井井下节流排水采气工艺技术研究

气井井下节流排水采气工艺技术研究

安,靖

长庆油田公司第六采气厂，陕西 西安 710000

摘要：中国天然气储量丰富，同时开采量也很大。目前有大大小小近千个气田，分布在全国各个地区，可以满足各个地区人民对天然气的需求。气田的开采给人们的生活带来了很多便利，但是由于其特殊性，易燃易爆，所以一旦使用不慎，就会发生事故。在这方面，为了确保用户的安全，通常在地下采气设施上安装节流阀，以确保流体管道出口压力的恒定。虽然总的目的是节流，但也影响地下采气效率。为了保证安全和提高采气效率，有必要对节流排水采气技术的相关内容进行探讨。

关键词：气井；井下节流；排水采气；工艺技术

气井环境是天然气能否顺利开采的重要因素之一。要想确保天然气的开采效果，必须要结合实际情况选择合理的开采工艺，在对各种开采工艺进行全面分析的基础上，提出了改进节流器的具体措施，以达到提高气井携液能力的目的，从而为优化采气工艺提供可靠的理论依据。

一、 井下节流排水采气工艺叙述

井下节流排水采气工艺多应用于低产、低渗的油气区，这项工艺是在井下某一深度安装一定规格的节流器，通过节流器实现井筒内的节流降压，提高流体的流速，稳定井口压力，并充分利用地热能量，改善水合物的生成条件，防止水合物的生成，减少井筒积液的形成，进而防止积液对井底的影响。这项技术有效地解决了气井水合物生成堵塞井筒的问题，大幅降低了井口及管线压力。

二、气井井下节流排水采气工艺难点

为了对井下节流排水采气工艺进行深入研究，研究人员在我国某气田的四口气井中进行了实验，在气井的2 780m深度位置处安装节流器，节流器的深度最大不超过2 850m，为了提高实验效果，实验过程中采用的节流器为卡瓦式节流器，四口气井都根据自身的实际情况进行了节流器安装，气嘴的直径也进行了合理的选择。在实验中发现，该种类型的节流器在气井深度1 900~2850m处都取得了较好的应用效果，使用一段时间以后可以为气田企业创造较大的经济效益。但是在长时间运行以后，仍然出现了以下三大问题：1）气井在进行泡排作业以后，气井的携液能力得到了一定的提升，此时油管内的液体可能会处于临界状态，节流器内的压力有所减低，但是并不会对油管内的液体产生影响，由此可见，进行泡排作业的过程中，无法对井底的液体产生影响，最终节流排水采气的效果会严重下降；2）在向气井中注入起泡剂的过程中，如果起泡剂的注入量达到1 000L，此时将无法继续向气井内增加起泡剂，持续增加泵压将无法起到应有的作用。如果气井内已经进行泡排作业，受到桥堵作用的影响，进入气井内的起泡剂数量相对较多，而排出的起泡剂数量相对较少，在运行一定的时间以后，套管内会充满起泡剂，进而使得起泡剂无法继续注入，此时会使得节流排水采气的效果严重下降，在另一方面，在气嘴位置处也非常容易出现间断泡沫段，间断泡沫段的出现也会使得天然气的携液能力严重下降；3）在现场实验中发现，尽管部分气井内也安装了节流器，但是气井内也出现了严重的积液问题，这主要是因为井底由于液体的存在，使得井底的压力增加，井口位置处的套管压力增加，气井内产生了一个相对较大的压差，天然气将无法将液体携带出地面，同时，也会使得天然气的开采效率严重下降，天然气开采的耗能增加。

二、应用合适的排水采气工艺技术

在选取该工艺的过程中往往需要对其进行比较，确定好之后在使用之前还应该要充分认识开采的前提条件，防止环境当中的一些敏感因素带来不良影响，降低采气效益。一般开采的时候需要重点考虑气井动态参数，流体性质、出砂以及结垢等情况也是考虑重点。在这方面的研究我们国家起步较晚，但经过多年的研究改进之后渐渐形成了几套基本的工艺技术：管柱优选、泡沫、气举、柱塞气举、井间互联激动排水复产、同心毛细管以及电潜泵等。

1.泡沫。这种工艺技术就是给气井最底层应用表面活性剂，使井中的积水能够和这种活性剂相互反应之后产生大量泡沫，以此使积液表面张力能够降低，同时在气压的作用下这些泡沫还会自然地离开气井。其优势主要在于排水成本较低，效果比较明显。但是却经常会出现无法连续生产的现象。

2.气举。这种工艺技术就是应用压强非常高的气体通入气井之中，使其中的积水能够排出来。一般主要分为三种，即气闭式、敞开式以及半气闭式。在具体应用的时候，气体会从油管环形空间进入油管之中，因此被称为正举；但如果是气体被引入油管之后再通过环形空间排出，则被称为反举。其主要优势在于不会受到气井深度的影响，相关设备操作起来也都非常方便，最终产生的经济效益也比较高。然而在注入气体的过程中却经常会产生回流的问题，导致积水无法完全排空。

3.电潜泵。这种工艺技术就是通过离心机把积水排空，能够确保气井迅速恢复生产。但因为电潜泵种类非常多，所以对于采集技术来说往往空间非常大，同时自动化程度以及排水效果都非常显著。但是该设备成本较高，同时其线缆在气井之中也极易被侵蚀，因此实际使用时间并不能过长，所以整体成本消耗比较大。

4.柱塞式。该工艺技术就是通过气井地层促进柱塞活动将其中的积水排空，如果气井地层不高，就可以把强度比较高的气体通过环形空间注入井底，以此促进柱塞活动，实现排水采气。其优势就在于柱塞可以一直活动，所以可以最大程度上防止发生井底结垢问题。

5.优选管柱。通常气井产量和油管内径是正相关关系，管径越大，产量就会越高。但是在开采的中期和后期，却经常发生气层压力不断降低的现象，这样就会导致油管喷发力缺乏，出现井内气流滑脱的问题，从而产生积液的问题。因此有效缩小油管内径就能够进一步提升井内气体的流动速度，提升举液的能力，解决积液问题。其优势在于极易操作、管理便捷，且免修周期比较长，但是却存在油管下入深度局限性较大以及排液量不能超过相关标准的问题。

6.井间互联激动排水复产。该工艺技术和常规的工艺技术工作机理是完全相反的，它运用相邻的互联气井当中的天然气把已经停产气井之中的积液排出去，使该气井井筒之中的液柱回压，并在开井激动之下，将气井自喷力和携带液体的能力提升上去，进而实现停产气井复产。其优势在于应用灵活，同时投入较低，可以实现高速复产，有效降低成本。

7.同心毛细管。该工艺技术是给存在积液的气井射孔底部注入化学发泡剂，从而使其内部压力降低，降低积水密度，使其能够随着气体通过管道排出。其优势在于能够同时达到清洁气体结构、清除积液以及防腐的目的，并提升气体采收率，降低污染和成本投入。需要注意的是，在使用一段时间之后应该要及时解决内部结垢问题，避免化学试剂堵塞管道，给开采工作带来影响。实际在选择的过程中应该要通过深入分析每种方式的特点去选择最适合的工艺。例如如果积水矿化程度比较高，同时气井产量比较低，就可以通过节流器合理下深提升气井携液的能力以及泡沫采气工艺技术。

总之。作为一种有效的采气工艺技术，气井井下节流排水采气工艺对于提高采气质量和效率发挥着重要的作用。在实际应用的过程中，该工艺技术也存在限制性和局限性。因此，要将该工艺技术的有效价值充分发挥出来，技术人员可以对节流器进行优化改造的同时，与不同的排水采气工艺相结合，通过上述措施提高采气效率，同时减少采气、输气管线内部的积液，争取在提高气田产量的同时，也能确保各设备的正常运行，从而获得巨大的经济效益。

参考文献：

[1]艾婷婷,气井井下节流技术研究及应用.2020.

[2]魏海英.气井井下节流排水采气工艺难点及优化.2022.