排水采气工艺在天然气开采中的应用探析

石峰 魏建林 孙进军 徐洁 何莉红

摘 要：本文首先分析排水采气工艺在天然气开采中的具体应用类型，随后探讨其有效应用策略，以供广大同行参考与交流。

关键词：天然气开采;排水采气;工艺;应用

天然气是一种重要的能源，在开采天然气过程中应用排水采气工艺能够切实保障气井中的工作压力正常，确保工作环境的安全以及实现开采效率的提高。就现阶段看来排水采气工艺主要包括物理化学排水采气工艺以及机械排水采气工艺两大类型。而只有在科学的条件范围内有效应用这两类排水采气工艺方可有效实现天然气开采效率与质量的提高。

一、排水采气工艺在天然气开采中的具体应用

（一）泡沫排水采气

泡沫排水采气主要指的是是通过往井底中诸如表面活性剂，让其能够和井内积水充分混合，形成泡沫，以实现降低垂直管流动滑脱损失的目的，有利于排出气水的过程。其原理在于运用分散、洗涤以及减阻效应，利用稳定剂、活性剂等构成配方，由亲油与亲水基因作为表面活性剂的特性，进而实现利用分子作用来形成一个稳定的泡沫结构。一般情况下该项工艺适合用在气水比例小，井内压力不高而出现井底积液的井。相较于其他工艺而言，泡沫排水工艺其操作起来比较简单，无需使用大型设备便能进行排水，而且成本不高。不过一旦井内气压降低到特定程度，就不能单单利用泡沫排水采气工艺来实施排水采气。而且该项工艺对采气井的构造有着较高要求，所以难以普遍应用。

（二）不间断循环采气

不间断循环采气利用压缩机来注射天然气，随后统一压缩天然气并将其注入到井筒当中。在进行天然气开采过程中应用此项工艺可以有效提升采集天然气的效率并提升其安全性。不过在实际应用该项工艺过程中，要求工作人员能够对井底流压值的变化进行密切观察，并结合具体情况排除液体到井外。

（三）机油排水采气

机油排水采气工艺主要指的是采气杆深井泵装置来抽出油管内水分，随后采出天然气的过程。一般情况下该种工艺适合用在天然气开采的忠厚时期，而且适合用在天然气中硫的含量不高的情况。该项工艺的优点在于能够直接在井下开展，只要确保设备泵挂足够深，便能够在各类深浅程度的井中完成天然气的排水采气。并且使用到的装置较为简单，能够进行自动化控制，降低了人力资源的消耗，提升整体天然气开采的安全性。但是该种工艺的缺点在于天然气中的硫化氢成分以及采气井的倾斜度会对其产生影响。并且当前泵挂深度最大值仅为m，如所以要求具有较大的排量。而且需要具有强大的动力装置配置方可进行连续、长时间的排水采气，需要耗费大量的能源。

（四）深抽排水采气

在进行天然气排水采气过程中，一项较为常用的工艺就是深抽排水采气法，其原理在于利用泵来抽水，通常适合用在深度在2000m以内的深井，一旦深井的深度在2000m以上，则会大大影响到泵设备的工作效率，而且会大幅增加排水采气的成本。所以面对该问题，要求工程人员能够进行积极创新，总结其他排水采气工艺的优点，并打破传统工艺的束缚。不仅如此还需要将设备质量提升，例如对其表面进行镀铬，提高其适应性，进而实现提升天然气开采的有效性的目的。

（五）超声波排水采气

超声波排水采气工艺是主要通过在井下超声波的变化来建立波场，逐步提高井下水温，最后采取雾化的方法将油管由地下排到地面。采取该种工艺能够实现积水范围的扩大，提高天然气排水采气的质量。而且在实际应用该过程中，该项工艺非常环保，仅需使用电力便能够完成排水工作，不会污染到环境。该项工艺的优势在于操作简单、排水简便，同时具有较高的转声波能量转化率，生产效率较高。而且该项工艺有利于天然气井的防水工作开展。但是此项工艺当前仍处在一个研究阶段，即便获得了一定的突破，不过仍需深入實验。不过毋庸置疑该项技术具有极大的发展前景。

（六）同心毛细管工艺

因为天然气井下环境具有不确定性、危险性与复杂性，所以在进行天然气开采时会受到诸多因素的影响，而且低气压也会腐蚀到材料设备。而采取同心毛细管工艺则能够有效解决生产天然气过程中的本质问题，降低开采天然气的成本，提高其开采效率。在应用过程中，该项工艺的原理在于往天然气井的低端放置毛细管的单位管，利用其化学性能来减小井内压力值，从而实现整体天然气开采效率的提升。而且同心毛细管能够循环利用，熟练的工作人员能够在短时间内完成其拆装工作，使得同心毛细管的经济性与实用性得到大幅提升。

（七）组合排水采气

单项排水工艺均存在自身的优缺点，而组合排水采气工艺则是通过合理组合数个单项工艺，统一整合单项排水技术来有效弥补单项排水采气工艺的不足，实现优势互补，从而能够大大提升排水采气的效率。例如，通过有效结合泡沫排水采气工艺与柱塞举升模式，不但能够将高压注入到天然气井当中，而且还可增加适量的泡沫剂，让井底积液变为泡沫，最大限度降低天然气开采过程中的损失，进而实现天然气产量的提升。

（八）优选管柱排水采气

该项工艺主要是指在开采有水气井的中后期，对自喷管柱进行重新调整来降低气流的滑脱损失，并有效运用气井自身能力的一类自力式气举排水采取方式。此工艺往往使用在开采中后期，且具有一定能量的弱喷井与间喷井中可以实现气水井自喷期的延长。

二、排水采气工艺在天然气开采中的应用策略

由于在开采天然气过程中会面临到各种类型的环境，所以科学合理的选择与应用排水采取工艺将会在很大程度上影响着整体天然气生产与研发工作的开展。所以在实际应用排水采气工艺过程中需要采取以下几方面措施：第一，工作人员要能够全面掌握天然气井周边的地质地貌情况，历史开采情况以及当前开采状态等信息资料。第二，要求能够对各种类型的天然气排水采气工艺的特征进行分析与总结，并且对不同类型排水采气工艺的实用性进行科学划分。第三，一些天然气井中的气压较高情况下，需要优先采用气具排水采气工艺。第四，在开采天然气时要求能结合井内水分含量以及其气压最大值来进行考虑，对不同井内环境进行详细分析，进而确定出最佳的工艺方法。第五，如若在开采天然气过程中，天然气的储藏量大增而且有大量水气存在于天然气井当中，则不但要确保有效治理积水，而且还要求能够对天然气的开采状态进行改善。第六，如若在选择排水采气过程中，工艺的效果相同，则需要能够综合考量设备费用、维护费用、工艺费用以及人工费用等问题，优先选用效率高、成本小的工艺。

三、结束语

总而言之，排水采气工艺是确保天然气开采高效性与安全性的重要工艺技术，所以在实际应用过程中要求工作人员能够正确掌握其具体工艺技术类型，并采取有效的应用策略，切实将排水采气工艺的优点发挥出来，为天然气的开采提供有力的技术支持。

参考文献：

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