數字化排水采氣系統的研究與應用

李娜

摘要：排水采氣主要應用于儲層壓力低、單井產氣量低、小水量、攜液能力較差、井筒積液嚴重甚至被水淹造成停產的產氣井，隨著氣田的長時間開發，產氣井的井筒積液不斷增多，傳統的排水技術手段不僅工作量十分繁重，增加了生產成本;而且排水速度較慢，嚴重的影響了氣田的正常生產和經濟效益。在信息技術條件下，數字化排水采氣系統在氣田得到了應用，實踐證明，數字化排水采氣不僅降低了生產成本，減輕了工程技術人員的勞動強度，提高了采氣效率，而且有效提高了氣田產量和經濟效益。本文對此進行研究，以供借鑒。

關鍵詞：數字化;排水采氣;研究應用

1 數字化排水采氣系統的建設路徑

氣田數字化排水產氣系統的建設路徑應滿足：數據集成管理、積液氣井排查管理、積液井分布控制管理、氣井積液量的自動測量與計算、措施優選及對措施井眼進行跟蹤管理等數字化管理措施。

2 數字化排水采氣系統的關鍵技術

2.1 單井電子巡井技術

單井電子巡警技術主要包括集氣站和產氣井構成，集氣站設備主要包括無線通訊設備及站控計算機系統;單井設備包括壓力變送器、智能氣體超聲波流量計、緊急開閉閥門、無線通訊終端設備、攝像設備及太陽能供電系統等。單井至集氣站的數據傳輸依據具體環境可分別采用無線電臺、無線網橋或4G無線寬帶技術。由集氣站至作業工區、采氣廠、調度指揮中心的線路傳輸采用光纜;單井數字系統的主要功能是通過數字化巡井技術，采集產氣井的產量、壓力、流量、積液等實時數據，按照遠程指令，定時對井場的安全狀況拍攝照片及緊急關閉和開啟氣井等。

2.2 積液井排查技術

對積液井進行排查是數字化排水采氣系統建設的重點，只有查明氣井積液集聚情況，才能采取正確的排水措施。對氣井積液的判斷可采取理論計算與生產實踐相結合的方法進行。

（1）根據臨界攜液量作判斷。當氣井正常生產時，氣體呈現出連續相，液體狀態為分散的顆粒并被氣體攜帶出井。當氣體流速降低時，攜液量也會有所降低，并逐步在井底淤積形成積液。積液形成后氣井產量會大幅下降甚至被水淹停產，因此在生產中，氣井的產氣量必須大于臨界攜液量。因此臨界攜液量是判斷井底是否積液的關鍵數據。

（2）根據采氣動態曲線作出判斷。氣井在生產過程中，可根據采氣曲線的變化狀態對井底積液進行情況做判斷，因為井底積液增加就會造成產氣量下降，采氣動態曲線就會隨之發生變化。

（3）根據油套壓差分析進行判斷。有節流器氣井連續關井超過48小時以上，或無節流器氣井連續生產72天以上，套壓與油壓之間的壓力差大于4MPa，表明井底存在積液。

2.3 積液量計量技術

積液量計量技術主要是對井底積液量進行計量：

（1）關井油套及采氣動態曲線計量法。無節流器氣井，當油套壓差設定為P差時，積液計算公式為：

Q = P差V/d水

（2）流壓梯度測試計量法。

對無節流器氣井積液的計量，公式如下：

對有節流器氣井，節流器上方積液量的計量，公式如下：

（3）回聲儀測試計量法，公式如下：

上述各公式中：

Q—積液量m3;P差 —油套壓差MPa;d水 —靜態液柱梯度1MPa/100m;V—油管容積m3/100m;D套內 —套管內經mm;d油內 —油管內徑mm;d油外—油管外徑mm;h油 —油管下深m;h油界 —油管內部氣液界面深度m;h環界 —油套管之間環空內氣液界面深度m;h節流器 —節流器塵封深度m;H —完井深度m;l —壓力梯度系數0.1—1.0之間。

2.4 排水采氣優選技術

對于排水技術的選用，應重點根據氣井的產氣量、氣水之間構成比例，油管與套管之間的壓力差等因素對積液狀態進行分類，對排水技術進行優化選擇，對于氣井不同生產時期的不同狀態應選擇不同的排水方法，當前氣井主要排水方法包括：壓縮機氣舉排水、速度管柱排水、泡沫排水以及柱塞氣舉排水等方法。

2.5 效果評價技術

對采氣井生產情況進行跟蹤評價。將數字排水采氣系統措施實施前后的天然氣產量對比分析。在分析過程中，要充分考慮氣田的衰減因素，分別計算出實施數字排水采氣措施前后的產氣量，對所采取的排水措施進行進行評價。生產實踐證明，采用數字排水采氣系統后，產氣量比人工排水提高了18.5%，技術效果比較明顯。

3 系統應用

（1）對積液井排查分析。實踐證明，依托數字化系統，對積液井排查的準確率與人工排查相比較，排查的準確率提高了24.6%，排查速度更是人工所無法比擬的，基本實現了氣田積液井排查有人工向數字化的轉變。

（2）對積液井的分布規律進行分析。通過采用數字化系統對氣井積液井進行排查，并能夠依據系統模塊，對積液井的含水量及分布狀態在單井拓撲圖中予以標示，通過對單井拓撲圖進行分析，可以發現氣田區塊的積液狀態及分布規律，為氣井實施科學管理和科學開采提供技術支撐。

（3）對產氣量進行統計分析。基于數字化排水產氣系統的設計，在生產中系統模塊能夠自動記錄單井產氣量，并對區塊日產氣量進行匯總計算，與數字化排水產氣系統實施前后進行對比分析，增產效果一目了然。

總之，數字化排水采氣系統不僅可以提高氣井產量，同時可以降低工程技術人員及一線生產工人的勞動強度，全面提高工作質量和工作效率，具有推廣價值。

參考文獻：

[1]朱慶杰，畢巍，郭文敏.數字化排水采氣技術在氣田的應用[J].油氣田地面工程，2015（12）：83-84.