气井排水采气技术研究与应用|第一口页岩气井
关键词:气井排水采气技术
中国图书馆分类法。:TE38文件识别代码:A商品编号:1672-3791(2012)05(b)-0080-02随着衰竭式开采的深入，气田压力下降，井筒举升液体的能力不足。低压与携液的矛盾已成为制约气井生产的主要因素。
1研究对象的问题
(1)某气田开发初期，逐步实施了一些排水措施，如优化管柱、泡沫、柱塞气举等。气田开发中后期，弱排水技术已经不能满足生产需求，需要研究强排水措施，在这方面没有成熟的经验参考；(2)目前某采油厂管辖的积液气井井口压力仍然较高，实施机械抽液采气仍存在一定的安全隐患；(3)机械排水采气对井下气液分离要求高，必须配套高效的气液分离器；(4)气井产层埋藏深，难以举升。
2关键技术和创新
2.1?数据调查
常见的排水采气技术有管柱优化、泡沫排水、柱塞气举、连续气举、有杆泵、潜水泵、水力活塞泵、喷射泵等。[1 ~ 2].
泡沫排水在油田最早的应用是1965，在某油田进行了泡沫驱油试验。随后，其他油田也进行了泡沫驱油试验。适用于不同的泻流气藏，但一般都适用于70℃以下的地层。随着环境温度的升高，起泡剂的发泡能力和稳定性会大大降低，特别是在100℃以上的高温地层，许多起泡剂产生的泡沫会在1 min ~ 2 min内消失，甚至不产生泡沫。
机械排水采气适用于中等深度的气井。随着深度和设备规格的增加，机械排水采气成本增加，要求有良好的杆柱设计和操作经验，对抽油杆和泵的要求也很高。避免抽油杆和泵的地层水污染。
目前，连续气举是我国各大油田广泛采用的气举方法。连续气举主要有三种方式:开放式气举、半封闭式气举和封闭式气举。气举排水采气技术适用于弱注、间歇自喷和水淹气井。
20世纪80年代以来，国外采用电潜泵对气藏进行强力排水，以提高水驱气田的最终采收率。1984，某气田开始使用潜水泵对水驱气田进行强排水。电潜泵排水采气实践表明，该工艺参数可调性好，设计、安装、维护方便，适用于水淹井的恢复和气藏的强排水。
喷射泵最早用于油井抽油大约是在1970，此后逐渐推广。某气田于1992开始使用喷射泵排水采气。适用于高出砂率、高H2S和CO2含量、高氯离子含量、高气液比的井。井深6000m以上，产液量小于2385m3/d，井温260℃以上。
螺杆泵是一种新型的采油装置，由法国人勒内·莫伊诺于1929年发明。国外直到20世纪80年代才开始广泛使用，主要用于生产高粘度、高含砂量、高含气量的原油。我国从1986开始引进并应用于石油生产。螺杆泵可用于气井和煤层气井排水采气，但目前国内还没有现场应用。
各种常见排液采气技术的优缺点对比见表1。
2.2?排水工艺的选择
随着开采程度的加深，各区块压力下降严重，2009年初降至12.92MPa(投产初期为26.93MPa)，下降了14.01MPa，下降了52%，平均地层压力系数为0.5，自喷产能严重不足。利用该气井弱排水技术(优化管柱)
气举排水技术需要高压气源，地面流程复杂，投资成本高，实施难度大。
目前，螺杆泵排水采气还没有得到应用。
水力喷射泵排水技术对地面动力和管道要求较高，在一个油田很少使用，所以不选择。
因此，选择机械抽汲和电潜泵排水采气工艺来排出气田的井底液体。
根据理论排量计算，日产液大于25m3的井采用电潜泵排液，日产液小于25m3的井采用机抽排液。
2.3?技术特征
2.3.1?机械泵送
经过2010年的机械排液采气技术试验，排液采气技术基本成熟，具有以下突出特点。
(1)井口防喷。耐压21MPa的抽油杆防喷器用于生产中防止抽油杆井喷；采用新的井口密封器。两级密封装置，更换填料井口不扎不漏，一个人就能完成，内部填料采用目前最好的氯化腈材料，呈螺旋状。(2)恒压安全阀。压差可达10MPa，可防止液体回流到井筒；使用恒压以确保生产过程中泵的浸没。(3)玻璃钢抽油杆深抽技术。φ25mm玻璃钢抽油杆与φ22、φ19mm普通抽油杆柱组合，组合比为5∶6∶5。有效降低负荷，泵悬达到3180m·m .(4)现场不停机取样试验。采用新型功率图和液位测试仪。测量光杆横向变形只需要夹具，改变了传统的光杆垂直张力变量，降低了测试难度。(5)选用弯梁抽油机系列作为机抽排液采气抽油机。ⅱcyjq 14-6-73HP .
根据日排水体积小于25立方米，φ 28 mm、32mm、38mm防砂杆泵可以满足排水要求。
采用改进的35/65井口(去掉小四通)，井口安装了抽油杆防喷器、高压盘根盒和恒压泄压阀，以确保安全。
2.3.2?电泵
(1)井口密封。kyd 35/80-65ⅱ是一种特殊的电泵，用于排水采气井口。井口液压密封试验压力为35MPa，保证了气井生产过程中的井口安全。考虑到气井的特殊性，井口电缆穿越采用国际标准的BIW井口穿越。潜油电机电缆井口穿越不仅在高压下具有良好的导电性和绝缘性，还具有气密性好的特点。(2)地下气闸。过滤后气井排液，气液比高于油井。因此，采用高效分离器和气体处理能力最强的气体处理器组合来进行气液分离。(3)动力传输。在120℃使用三根铅包电缆有利于防止天然气腐蚀。(4)套管为51/2”，电泵机组中电机为114P系列，其余为101系列。一口气井基本是压裂改造，电泵机组需要防砂，电泵机组选择防砂泵。电泵机组设计排量30m3/d，扬程3000m，实际泵悬2800m。
2.4?技术改进
在2010试验实施排液采气工艺的基础上，2011将不再应用电潜泵排液采气工艺，主要是电泵排量大，与某厂气井实际产液量不相适应。间歇法会大大缩短电泵的使用寿命，所以2011将全部使用排液采气机。
技术改进如下。
(1)井下气锁方面，选用带筛管的高效气体分离器替代高效气锚。气体分离过程主要在石油套管的环空中完成，气体分离效率高，适用于高气液比的井。(2)油管防腐保护器安装在泵座上方的管柱上，以延长油管的使用寿命。(3)根据2010的测试结论，选择φ38mm杆式防砂泵进行试用。(4)根据井深，某区块选用14型游梁式抽油机，某区块部分井选用16型游梁式抽油机。
3实施和效果
截至2011年2月底，已有21口井实现机抽，1口井实现电泵抽，生产良好，5口井实现机抽高油压(最高3.0MPa)。
抽油机为14和16型曲梁抽油机，冲程3.6m~4.8m，冲次4.0 ~ 5.0次/min，日产液225.8立方米，日产气25.4万立方米，日产油46.7吨，泵效提高34.7%。
4结论
机械排水采气工程的大规模推广应用，提高了气井的综合利用率，有效降低了气层污染，对井筒积液井经济快速恢复生产，防止边底水冲入气藏，提高含水气田的生产水平和效率，丰富采气工艺具有重要意义。
参考
[1]杨气举阀气举排水技术研究[J].石油矿山机械，2011，40 (7): 18 ~ 21。
李文斌，刘焱龙，叶赛，等.连续油管冲砂作业参数优化[J].油田机械，2011，40 (11): 58 ~ 61。