關(guān)于柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)的研究與應(yīng)用

張雅婕 張永良 鄒翔 楊小春

摘要：改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟水平的提高，我國工業(yè)化程度也越來越高，對能源的需求也越來越大，天然氣作為主要的工業(yè)能源之一，與我國的經(jīng)濟發(fā)展有著密不可分的關(guān)系，在當代工業(yè)生產(chǎn)乃至社會生活中發(fā)揮著不可替代的作用。相較于燃煤或燃油，天然氣資源為清潔能源，將其應(yīng)用在發(fā)電行業(yè)中，不僅發(fā)電效率高，而且廢物排放量較低，因此天然氣資源逐漸得到了廣泛的關(guān)注。但由于天然氣的開采過程需要利用氣井自身壓力，隨著天然氣開采工作的逐漸進行，井內(nèi)能量不足，常會引起井內(nèi)積液的問題，會嚴重影響開采效率，增加開采成本，而柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)可以解決這一問題。本文對柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)進行綜合地分析探討，為后續(xù)采氣工作中柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)，更好地促進行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：排水采氣;天然氣開采

一、引言

由于我國高速發(fā)展的工業(yè)以及人們的生活水平，對于能源的資源的需求越來越大。天然氣資源目前得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，因其具有多種優(yōu)點，首先其具有較高的安全性，相對空氣較輕，當出現(xiàn)泄露時會向上擴散，不會積聚造成危險，另外天然氣作為能源對于環(huán)境污染的問題可以大大改善，是一種清潔能源，與煤和石油相比，可大大降低二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放量，不僅如此天然氣資源還有單位熱值高、供應(yīng)可靠、價格低等優(yōu)點。但天然氣的生產(chǎn)流程較為復雜首先需要經(jīng)氣并中開采，然后再經(jīng)過一系列的處理工作后，才能輸送給用戶。這其中從氣井中開采天然氣是較為重要的環(huán)節(jié)，直接對天然氣的產(chǎn)量造成影響。但隨著開采時間的增加，并內(nèi)氣壓會逐漸降低，從而使井內(nèi)積液難以及時排出，增大了開采難度，以及開采成本。為了實現(xiàn)對天然氣資源的有效利用，需對這一問題進行解決，從而有效地供應(yīng)天然氣資源，緩解我國目前較為嚴重的能源危機。

二、排水采氣工藝技術(shù)的重要性

根據(jù)前文的分析總結(jié)，可知在所有復雜的天然氣供應(yīng)環(huán)節(jié)中，天然氣的開采是開始的一環(huán)，關(guān)乎著整個系統(tǒng)，有重要的意義，因此需要保證天然氣的開采效率，從而更好地滿足目前的能源需求。天然氣的開采需要要求氣田本身具有足夠的能量，從而實現(xiàn)天然氣開采過程中的自噴生產(chǎn)，只有確保氣井具備足夠的自噴能力，才能保證天然氣的產(chǎn)能。但隨著開采時間的增加特別是近些年來天然氣的開采力度逐漸增大，會造成井內(nèi)氣壓的嚴重下降，從而使氣井的自噴能力下降，這還會使氣井的攜液能力不足從而產(chǎn)生氣井帶水困難的問題，使井內(nèi)積液逐漸增加，而由于氣井中摻雜的大量水分，會增加天然氣的開采難度，降低氣井的產(chǎn)量。并且近年來開采力度的增加使井下積液的現(xiàn)象更加嚴重。為了有效的解決這一問題，目前開發(fā)出了多種排水采氣工藝技術(shù)，主要有泡沫排水采氣工藝技術(shù)、柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)、連續(xù)油管排水采氣工藝技術(shù)、井下的氣液分離，同井回注的工藝技術(shù)以及優(yōu)選管柱的排水采氣工藝。其中柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)有著較為廣闊的應(yīng)用前景。

三、柱塞氣舉排水采氣技術(shù)概述

（一）柱塞氣舉排水采氣工藝特點

柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)屬于間歇氣舉，主要利用了柱塞這一機械結(jié)構(gòu)，在工作過程中通過外部驅(qū)動柱塞不斷運動，將井內(nèi)的積液帶出，從而實現(xiàn)了排水集氣的目的。并且井內(nèi)氣體所具有的能量也可以推動柱塞的運動，相較于傳統(tǒng)的間歇氣舉工藝技術(shù)，最大限度地利用了井內(nèi)氣體的能量，既能大幅提升效率，還能使更多的液體被排出，保證天然氣氣井的產(chǎn)能。并且與其他的排水集氣工藝技術(shù)相比，如泡沫排水工藝，柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)不需要使用起泡劑等化學藥劑。并由于柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)具有便于管理、功耗低等顯著特點，目前在一些發(fā)達國家已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用，在我國柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)應(yīng)用效果也較為明顯，積累了一定的經(jīng)驗。

（二）柱塞氣舉排水采氣工藝原理

柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)通過間歇開關(guān)井方式的應(yīng)用，從而使儲層的能量積攢并作用于油管內(nèi)的柱塞上，使其實現(xiàn)上下的往復運動，在柱塞的運動過程中，將井筒內(nèi)的積液帶出，從而達到了排水集氣的效果。柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)在應(yīng)用過程中，首先利用了柱塞自身的重力，從而自動沉沒直至底部的卡定器上，這時關(guān)井使天然氣聚集增加內(nèi)部壓力，當壓力達到要求時，將閥門打開，從而在壓力的作用下使柱塞逐漸上升，此過程逐漸將柱塞上方積聚液體排出，并產(chǎn)出天然氣。相對于其他工藝安裝維修方便，可以降低運行成本并且易于管理。

（三）柱塞氣舉排水采氣工藝中的關(guān)鍵技術(shù)

為了使柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)更好地發(fā)揮效果，應(yīng)對此技術(shù)的一些關(guān)鍵點格外注意。首先在天然氣開采工作前，應(yīng)進行氣舉動力模型分析工作，建立較為精確的模型，從而可以對生產(chǎn)井的情況進行準確分析，由此可以獲得井筒內(nèi)各項工作的動態(tài)特征。另外還應(yīng)對柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)實施過程中的各個控制參數(shù)進行優(yōu)化計算，從而使采收效率提高，這些需要進行優(yōu)化設(shè)計的參數(shù)包括有井口油壓等可控因素。而此類優(yōu)化計算需要查閱專業(yè)資料從而得到準確優(yōu)化模型，必要時還應(yīng)借鑒國外先進技術(shù)，從而使優(yōu)化效果更明顯。

四、結(jié)束語

綜上所述，近年來我國對于能源的需求逐漸增加，而煤炭石油儲量經(jīng)過多年開采逐漸減少，并且長期使用會對環(huán)境造成嚴重污染，而天然氣作為一種清潔能源，不僅不會對環(huán)境造成污染，還具有較高的安全性，以及單位熱值，因此逐漸受到重視。但由于在天然氣的開采過程中，會產(chǎn)生井內(nèi)積液的現(xiàn)象，會增加開采難度，使開采成本增加，影響企業(yè)效益。為了解決這一問題，目前柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)因其易于操作，功耗較低，在解決井下積液問題中可以發(fā)揮良好的效果。因此柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)有較高的應(yīng)用推廣價值，可以保障天然氣產(chǎn)能，更好地滿足工業(yè)對于能源的需求。

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