排水采氣工藝在天然氣開采中的應用探析

石峰 魏建林 孫進軍 徐潔 何莉紅

摘 要：本文首先分析排水采氣工藝在天然氣開采中的具體應用類型，隨后探討其有效應用策略，以供廣大同行參考與交流。

關鍵詞：天然氣開采;排水采氣;工藝;應用

天然氣是一種重要的能源，在開采天然氣過程中應用排水采氣工藝能夠切實保障氣井中的工作壓力正常，確保工作環境的安全以及實現開采效率的提高。就現階段看來排水采氣工藝主要包括物理化學排水采氣工藝以及機械排水采氣工藝兩大類型。而只有在科學的條件范圍內有效應用這兩類排水采氣工藝方可有效實現天然氣開采效率與質量的提高。

一、排水采氣工藝在天然氣開采中的具體應用

（一）泡沫排水采氣

泡沫排水采氣主要指的是是通過往井底中諸如表面活性劑，讓其能夠和井內積水充分混合，形成泡沫，以實現降低垂直管流動滑脫損失的目的，有利于排出氣水的過程。其原理在于運用分散、洗滌以及減阻效應，利用穩定劑、活性劑等構成配方，由親油與親水基因作為表面活性劑的特性，進而實現利用分子作用來形成一個穩定的泡沫結構。一般情況下該項工藝適合用在氣水比例小，井內壓力不高而出現井底積液的井。相較于其他工藝而言，泡沫排水工藝其操作起來比較簡單，無需使用大型設備便能進行排水，而且成本不高。不過一旦井內氣壓降低到特定程度，就不能單單利用泡沫排水采氣工藝來實施排水采氣。而且該項工藝對采氣井的構造有著較高要求，所以難以普遍應用。

（二）不間斷循環采氣

不間斷循環采氣利用壓縮機來注射天然氣，隨后統一壓縮天然氣并將其注入到井筒當中。在進行天然氣開采過程中應用此項工藝可以有效提升采集天然氣的效率并提升其安全性。不過在實際應用該項工藝過程中，要求工作人員能夠對井底流壓值的變化進行密切觀察，并結合具體情況排除液體到井外。

（三）機油排水采氣

機油排水采氣工藝主要指的是采氣桿深井泵裝置來抽出油管內水分，隨后采出天然氣的過程。一般情況下該種工藝適合用在天然氣開采的忠厚時期，而且適合用在天然氣中硫的含量不高的情況。該項工藝的優點在于能夠直接在井下開展，只要確保設備泵掛足夠深，便能夠在各類深淺程度的井中完成天然氣的排水采氣。并且使用到的裝置較為簡單，能夠進行自動化控制，降低了人力資源的消耗，提升整體天然氣開采的安全性。但是該種工藝的缺點在于天然氣中的硫化氫成分以及采氣井的傾斜度會對其產生影響。并且當前泵掛深度最大值僅為m，如所以要求具有較大的排量。而且需要具有強大的動力裝置配置方可進行連續、長時間的排水采氣，需要耗費大量的能源。

（四）深抽排水采氣

在進行天然氣排水采氣過程中，一項較為常用的工藝就是深抽排水采氣法，其原理在于利用泵來抽水，通常適合用在深度在2000m以內的深井，一旦深井的深度在2000m以上，則會大大影響到泵設備的工作效率，而且會大幅增加排水采氣的成本。所以面對該問題，要求工程人員能夠進行積極創新，總結其他排水采氣工藝的優點，并打破傳統工藝的束縛。不僅如此還需要將設備質量提升，例如對其表面進行鍍鉻，提高其適應性，進而實現提升天然氣開采的有效性的目的。

（五）超聲波排水采氣

超聲波排水采氣工藝是主要通過在井下超聲波的變化來建立波場，逐步提高井下水溫，最后采取霧化的方法將油管由地下排到地面。采取該種工藝能夠實現積水范圍的擴大，提高天然氣排水采氣的質量。而且在實際應用該過程中，該項工藝非常環保，僅需使用電力便能夠完成排水工作，不會污染到環境。該項工藝的優勢在于操作簡單、排水簡便，同時具有較高的轉聲波能量轉化率，生產效率較高。而且該項工藝有利于天然氣井的防水工作開展。但是此項工藝當前仍處在一個研究階段，即便獲得了一定的突破，不過仍需深入實驗。不過毋庸置疑該項技術具有極大的發展前景。

（六）同心毛細管工藝

因為天然氣井下環境具有不確定性、危險性與復雜性，所以在進行天然氣開采時會受到諸多因素的影響，而且低氣壓也會腐蝕到材料設備。而采取同心毛細管工藝則能夠有效解決生產天然氣過程中的本質問題，降低開采天然氣的成本，提高其開采效率。在應用過程中，該項工藝的原理在于往天然氣井的低端放置毛細管的單位管，利用其化學性能來減小井內壓力值，從而實現整體天然氣開采效率的提升。而且同心毛細管能夠循環利用，熟練的工作人員能夠在短時間內完成其拆裝工作，使得同心毛細管的經濟性與實用性得到大幅提升。

（七）組合排水采氣

單項排水工藝均存在自身的優缺點，而組合排水采氣工藝則是通過合理組合數個單項工藝，統一整合單項排水技術來有效彌補單項排水采氣工藝的不足，實現優勢互補，從而能夠大大提升排水采氣的效率。例如，通過有效結合泡沫排水采氣工藝與柱塞舉升模式，不但能夠將高壓注入到天然氣井當中，而且還可增加適量的泡沫劑，讓井底積液變為泡沫，最大限度降低天然氣開采過程中的損失，進而實現天然氣產量的提升。

（八）優選管柱排水采氣

該項工藝主要是指在開采有水氣井的中后期，對自噴管柱進行重新調整來降低氣流的滑脫損失，并有效運用氣井自身能力的一類自力式氣舉排水采取方式。此工藝往往使用在開采中后期，且具有一定能量的弱噴井與間噴井中可以實現氣水井自噴期的延長。

二、排水采氣工藝在天然氣開采中的應用策略

由于在開采天然氣過程中會面臨到各種類型的環境，所以科學合理的選擇與應用排水采取工藝將會在很大程度上影響著整體天然氣生產與研發工作的開展。所以在實際應用排水采氣工藝過程中需要采取以下幾方面措施：第一，工作人員要能夠全面掌握天然氣井周邊的地質地貌情況，歷史開采情況以及當前開采狀態等信息資料。第二，要求能夠對各種類型的天然氣排水采氣工藝的特征進行分析與總結，并且對不同類型排水采氣工藝的實用性進行科學劃分。第三，一些天然氣井中的氣壓較高情況下，需要優先采用氣具排水采氣工藝。第四，在開采天然氣時要求能結合井內水分含量以及其氣壓最大值來進行考慮，對不同井內環境進行詳細分析，進而確定出最佳的工藝方法。第五，如若在開采天然氣過程中，天然氣的儲藏量大增而且有大量水氣存在于天然氣井當中，則不但要確保有效治理積水，而且還要求能夠對天然氣的開采狀態進行改善。第六，如若在選擇排水采氣過程中，工藝的效果相同，則需要能夠綜合考量設備費用、維護費用、工藝費用以及人工費用等問題，優先選用效率高、成本小的工藝。

三、結束語

總而言之，排水采氣工藝是確保天然氣開采高效性與安全性的重要工藝技術，所以在實際應用過程中要求工作人員能夠正確掌握其具體工藝技術類型，并采取有效的應用策略，切實將排水采氣工藝的優點發揮出來，為天然氣的開采提供有力的技術支持。

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