天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用

胡新原

摘 要：隨著我國經(jīng)濟建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，能源的消耗量正在不斷地增加。世界性環(huán)境的惡化和能源緊張迫使人們利用和開發(fā)新型的環(huán)保型能源。因此，天然氣的開發(fā)與利用成為世界各國研究和發(fā)展的重點。與傳統(tǒng)的煤炭等資源相比，天然氣具有排放污染氣體少、對環(huán)境的破壞作用小等特點，因而，未來經(jīng)濟建設(shè)和人民生活中天然氣的利用和開發(fā)成為必然。天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用，有效地提升了天然氣開采效率，具有重要的經(jīng)濟意義。

關(guān)鍵詞：增壓開采工藝 天然氣 氣田開發(fā)后期 應(yīng)用

中圖分類號：TE377 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0047-02

天然氣增壓開采工藝技術(shù)在我國氣田開發(fā)后期中的應(yīng)用已初具規(guī)模，該技術(shù)的運用和普及促使我國天然氣開采工程取得了重要的進展，有效地提高了天然氣氣田開采的效率和天然氣的開采質(zhì)量，對于緩解我國天然氣能源緊張的狀況具有重要的現(xiàn)實意義。因此，在我國未來的天然氣開采工作中可以廣泛地推廣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用，提高我國天然氣開發(fā)的經(jīng)濟效益，為我國經(jīng)濟發(fā)展和人民生活提供充足的天然氣能源供應(yīng)。

1 天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國天然氣開采后期中的挖潛工程面臨的主要困難有兩點：首先是天然氣井下的壓力由于長期的開采破壞而嚴(yán)重不足，隨著開采時間的增加和開采規(guī)模的不斷擴大，到開采的后期氣井中的壓力已經(jīng)面臨著衰竭的困境，因此給天然氣的對外輸送工程帶來了巨大的阻礙，同時也極大地增加了天然氣的開采難度；其次是由于氣井中積水的干擾，使得氣井中的水汽過多給氣井中的內(nèi)部環(huán)境觀察和現(xiàn)場勘察帶來了很大的困難，極大地影響著天然氣外輸?shù)男屎唾|(zhì)量，致使天然氣在運輸?shù)倪^程中損耗非常大，給我國的能源資源造成了巨大的損失，也不利于天然氣開采經(jīng)濟效益的提升[1]。

從總體上看，我國天然氣氣田后期開發(fā)中的生產(chǎn)特點主要有3個：第一是天然氣氣井中的壓力過低，不能滿足正常的開采需求。第二是由于長期的開采天然氣，氣井的底部出現(xiàn)了大量的積液，導(dǎo)致氣井中的水汽含量過高，氣井中經(jīng)常發(fā)生積水淹沒的狀況，給氣田的后期開發(fā)工作造成了不利的影響。第三是氣井在開采過程中產(chǎn)生的壓差太小，阻礙了天然氣的挖潛。

2 天然氣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化

在天然氣井田的后期開采中，應(yīng)該不斷地優(yōu)化增壓開采工藝技術(shù)來提升開發(fā)效率。增壓開采工藝主要是利用氣田外部環(huán)境中的壓力作用于氣井的內(nèi)部環(huán)境中，提高氣井內(nèi)部壓力，并使其升高到開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)要求值上，確保氣井中的壓力能夠?qū)崿F(xiàn)有效協(xié)調(diào)，最終實現(xiàn)天然氣資源有效、充分地對外供給[2]。具體應(yīng)用該工藝技術(shù)時，要在科學(xué)原理的指導(dǎo)下通過非線性方程的計算方式來逐層地進行優(yōu)化，最終實現(xiàn)氣田開發(fā)后期所面臨的各種困難。非線性方程中的因變量是全部開采進程中的天然氣產(chǎn)量、增壓機組及其功率消耗，通過優(yōu)化計算達到方程中各個因變量合理協(xié)調(diào)的目標(biāo)，從而實現(xiàn)氣田開發(fā)后期的最優(yōu)開發(fā)。

通過在增壓開采工藝技術(shù)中建立數(shù)學(xué)方程模型能夠有效、真實地模擬整個氣田開采的環(huán)節(jié)，其中包含了天然氣自地表面-氣田的底部-氣井的頂口-氣嘴-天然氣集輸站點-增壓站組-外部收集管道的綜合性流動特點和規(guī)律，所建立的非線性方程為：

目標(biāo)函數(shù)：

后期開發(fā)階段中的氣壓運動規(guī)律為：

其中：

3 增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用方案分析

3.1 氣井或氣田的合理選擇

氣井與氣田的選擇在氣田后期開發(fā)中應(yīng)用增壓開采工藝技術(shù)具有重要的意義和作用。應(yīng)從5個層面對氣井和氣田進行有效論證，減少項目投資的盲目性，提升氣田開采的經(jīng)濟意義[3]。第一個層面是氣井或者氣田內(nèi)部剩余的資源儲量較大，具有開發(fā)的實際意義；第二個層面是氣井或氣田的選取應(yīng)該本著與天然氣的消費市場保持有效距離的基本原則，原因是距離過遠(yuǎn)會影響到天然氣的就地銷售和高低壓分輸；第三個層面是各個氣井之間應(yīng)保持集中，同時確保管網(wǎng)設(shè)施的完善并與氣井相匹配，利于開發(fā)過程中的集中增壓；第四個層面是所選氣田或氣井所需新建和改造的投資項目少，降低開發(fā)成本；最后一個層面是要確保氣井中有良好的增壓，因為有效的增壓能夠保障氣井中天然氣的產(chǎn)量以及增加氣井和氣田的開發(fā)時間。

3.2 增壓站位置的合理設(shè)置

合理選擇增壓站址是增壓開采的重要環(huán)節(jié)。對于產(chǎn)生積水和水汽的氣井要實施單井增壓，因而增壓站更適合建立在該井的井場，保障實現(xiàn)就地分離和低壓氣體的高低壓分層輸送，同時也有利于加強對氣井和增壓站的有效管理，并進一步降低進口的工作負(fù)擔(dān)；對于純氣的氣井要實施單井增壓開采，增壓站址的選擇可靈活選取，能夠建在單井站，也可以建在集氣站[4]，方便對增壓站進行管理并完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；對于采用集中開采形式的增壓站址可選擇在輸氣點位置距離較近的集氣站。

3.3 設(shè)備選型與氣田生產(chǎn)特點相適應(yīng)

針對具體的氣田增壓開采環(huán)境選取適宜的設(shè)備選型，目前普遍使用的壓縮機有DPC系列以及JG系列，兩個系列的壓縮機的發(fā)動機均為燃?xì)鈩恿Γ⑶叶际乔搜b式，能夠有效地適應(yīng)氣田后期的增壓生產(chǎn)。

3.4 壓縮機工況與氣田生產(chǎn)變化相適應(yīng)

首先實施增壓開采應(yīng)該依據(jù)氣井或者氣田的實際天然氣產(chǎn)量、進口所產(chǎn)生和達到的壓力、隨工藝流程的實施而損耗的壓力以及對外輸氣過程中產(chǎn)生的壓力進行綜合分析和考慮，選取適當(dāng)?shù)膲嚎s機，使其在型號、規(guī)格和數(shù)量方面符合相關(guān)要求，對于氣水井中的增壓采氣還應(yīng)該設(shè)置備用機組；在壓縮機工作的過程中，要合理依據(jù)氣田中對于集氣和輸氣的采氣變化靈活地調(diào)節(jié)壓縮機的工況，使其適應(yīng)氣井的開采工藝，具體的可調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)動速度、壓縮缸的余隙以及調(diào)整配氣閥的數(shù)量來實現(xiàn)壓縮機工況的調(diào)節(jié)；如果遇到氣田或者氣井的生產(chǎn)變動劇烈波動時，也可以通過調(diào)節(jié)壓縮機的使用數(shù)量和型號來優(yōu)化生產(chǎn)流程，達到最佳效益的增產(chǎn)效果。

4 結(jié)語

對天然氣增壓開采工藝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析和探究，能夠有效地總結(jié)該技術(shù)工藝在實際開采中的應(yīng)用優(yōu)勢和利用技巧，能夠為我國進一步提升天然氣增壓開采工藝技術(shù)在氣田開發(fā)后期的應(yīng)用效果，為我國的能源開采和經(jīng)濟建設(shè)奠定良好的基礎(chǔ)。天然氣氣田在不斷的大規(guī)模開發(fā)過程中，氣井中的有效壓力會持續(xù)降低，嚴(yán)重阻礙著天然氣資源的有效開發(fā)。因此，確保氣田開發(fā)后期的開采效果必須要對增壓開采工藝技術(shù)進行分析和探究，提高我國天然氣能源的開采效率。

參考文獻

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