排水采气工艺技术

排水采气工艺技术
排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力，提高气藏采收率的重要措施之一。

自五十年代美国首次将抽油机用于中小水量气井排水以来，到目前国外已发展了优选管柱、机抽、泡排、气举、柱塞举升、电潜泵、射流泵、气体射流泵和螺杆泵等多套成熟的单井排水采气工艺技术。

近年来，在这些应用已较为成熟的工艺技术方面的发展主要是新装备的配套研制。

国外还研究应用一些新的排水采气技术，如同心毛细管技术、天然气连续循环技术、井下气液分离同井回注技术、井下排水采气工艺、带压缩机的排水采气技术。

我国排水采气工艺以四川、西南油气田分公司为代表完善配套了泡排、气举、机抽、优选管柱、电潜泵、射流泵等六套排水采气工艺技术，并在此基础上研究应用了气举/泡排、机抽/喷射复合排水采气工艺。

1.泡沫排水采气工艺技术
药剂由单一品种的起泡剂发展到了适合一般气井的8001—8003、含硫气井的84—S，凝析气井800（b）发泡剂，以及泡棒、酸棒和滑棒等固体发泡剂。

该工艺排液能力达100m3/d，井深可达3500m左右。

在泡沫排水采气工艺中国外还应用了同心毛细管加药工艺，它是针对低压气井积液、油气井防蜡等实际生产问题而研制出的一种新型工具，通常用316型不锈钢不锈钢制成，盘绕在一个同心毛细管滚筒上。

整套装置包括一个同心毛细管滚筒、一台吊车和一套不压井装置。

在同心毛细管底部装一套井下注入/单向阀组件。

化学发泡剂通过同心毛细管注入后经过单向阀被注入到井底。

这种同心毛细管柱可以在同一口井中重复多次使用，也可以起出用于别的气井，具有经济、安全和高效的特点，其最大下入深度可达7315m。

2.优选管柱排水采气工艺技术
开发了多相垂直管流动的数学模型、求解软件和诺模图，建立了气井井眼连续排液合理管柱，从而优化了设计和生产方式。

适用于井深小于3000m，产水量小于100m3/d，有一定自喷能力的气井。

3.气举排水采气工艺技术
在气举排水采气工艺技术方面,主要是在气举优化设计软件和气举井下工具等方面发展最快。

在连续气举基础上，发展了半闭式气举、投捞式和柱塞气举以及气体射流泵排水采气技术。

研制了偏心筒、投捞气举阀、投捞工具的气举设备，扩大了气举工艺的应用范围。

气举调试车的应用简化了气举准备工作，还进行了一井两层层间气举工艺研究试验。

气体射流泵排水采气其原理同射流泵工艺原理一样，核心部件是喷嘴、喉道和扩散管（图）。

高压气通过喷嘴将其位能（压力能）转换成高速流束的动能，在吸入口形成低压区，井下流体被吸入与高压气混合，在扩散段中高压气动能传递给井下流体使之压力增高而排出地面。

该系统即可用于有水气井排水采气，也可用于油井抽油。

气体射流泵排水采气工艺是将井下气体射流泵与半闭式气举举升排水结合起来，其应用条件与半闭式气举相同。

气体射流泵工艺产生3种作用：
①提高举升压力降低井底回压；
②降低垂管流压力损失，提高举生效果；
③有利于启动初期大排量排液及井底污物排出。

该工艺优点主要有：
①比半闭式气举效率更高，可以建立更高的井底流压、获得更大的排液量；
②射流泵无运动部件，结构简单，工作耐久可靠，适应于排液量范围大；
③可同时注入起泡剂，构成“半闭式气举+井底气体射流泵+泡排”复合工艺。

其局限性就是需要较高的注气压力，射流泵加工制造精度要求高，否则效果明显下降。

美国无论是在煤层甲烷气井上还是在普通天然气井上都应用了这一排水采气技术,并已开发了钢丝起下气体射流泵工艺，降低了作业成本。

我国西南石油局也成功地试验应用了这一技术。

4.机抽排水采气工艺技术
主要解决了机抽排水采气工艺优化设计，研制了整筒深井泵，铝合金抽油杆、不锈钢抽油杆、玻璃钢抽油杆等多种新型高强度、耐腐蚀、耐磨损和连续性结构的抽油杆应用到排水采气工艺中。

Ф44泵可下深2500m，排量可达100 m3/d。

5.螺杆泵排水采气
近几年来，随着新材料和新工艺技术的采用以及应用技术的发展进步，螺杆泵举升技术得到了不断的完善和很大的提升。

在使用寿命、泵效、可靠性和经济性等方面重大突破的同时，螺杆泵的适应性大大加强，应用范围进一步扩大，已基本覆盖了其它人工举升所具有的能力。

可以说螺杆泵举升技术已经面目一新。

由于其气液混输的优势，在排水采气中的应用已显示出越来越好前景。

螺杆泵具有排量大（最大排量1050m3/d）、排量易调、扬程高(最高扬程3000米)、气液混输、适合出砂井、耐腐蚀、效率高、一次投资小、运行费用低等优点。

美国仅在煤层甲烷排水采气就有1000多口井应用螺杆泵。

国内也开始试验应用螺杆泵排水采气。

6.电潜泵排水采气工艺技术
电潜泵工艺的主要特点及优势一是排水量范围大（排水量可达400 m3/d，扬程可达400 0m），且排量可调（变频机组），二是电潜泵工艺不受井底压力限制，可将气井采至枯竭。

目前井下动力电缆不适应气井以及气体对泵干扰严重这两个制约电潜泵应用的主要问题已
基本上得到了解决。

动力电缆目前已有专门用于气井的铅封电缆，同时双级旋转式气液分离器与气体处理器的出现，使气体对泵的干扰问题基本得到了解决，这样使电潜泵的泵效和使用寿命大大的得到提高。

电潜泵的技术优势以及现场应用技术的日趋提高，加上与其它工艺相比并不高昂的投资，在地层能量逐日衰减、产水量日益增大的气藏，电潜泵排水采气工艺必将得到更广泛应用。

7.射流泵排水采气工艺技术
国内主要是引进了射流泵装置，完成了地面系统、井口控制系统、井下射流泵工具的配套，编制了射流泵排水采气的优化设计软件，试制了国产化地面系统。

下泵深度可达3500m，排液能力可达300m3/d。

8.组合排水采气工艺技术
在对气举及泡排两项单项工艺技术进行评价研究的基础上优选了同心双管的排水采气管柱，设计研究了双管井口装置及井下小油管捕集器，对最佳注气量和注泡量进行优化设计。

该工艺适宜已开展气举或泡排的工艺井，能够降低注气量，保持气水同产井实现连续带水生产。

9.利用超声波排水采气
该方法是由动力电源供应电力给超声波发生器，传输电缆将该发生器产生的电功率信号传至井下的超声波换能器。

换能器将电能转化成超声能发射，使井底积液雾化，雾化后的积液随天然气排出地面。

克服了目前排水采气技术的不足，对气藏无污染，对设备无化学腐蚀，并显著提高采气量，延长气井采气周期，特别适用于深井小底水天然气井的排水采气工艺。