关于柱塞气举排水采气工艺技术的研究与应用

张雅婕 张永良 邹翔 杨小春

摘要：改革开放以来，随着我国经济水平的提高，我国工业化程度也越来越高，对能源的需求也越来越大，天然气作为主要的工业能源之一，与我国的经济发展有着密不可分的关系，在当代工业生产乃至社会生活中发挥着不可替代的作用。相较于燃煤或燃油，天然气资源为清洁能源，将其应用在发电行业中，不仅发电效率高，而且废物排放量较低，因此天然气资源逐渐得到了广泛的关注。但由于天然气的开采过程需要利用气井自身压力，随着天然气开采工作的逐渐进行，井内能量不足，常会引起井内积液的问题，会严重影响开采效率，增加开采成本，而柱塞气举排水采气工艺技术可以解决这一问题。本文对柱塞气举排水采气工艺技术进行综合地分析探讨，为后续采气工作中柱塞气举排水采氣工艺技术的应用提供一定的理论依据，更好地促进行业的发展。

关键词：排水采气;天然气开采

一、引言

由于我国高速发展的工业以及人们的生活水平，对于能源的资源的需求越来越大。天然气资源目前得到了广泛的关注和应用，因其具有多种优点，首先其具有较高的安全性，相对空气较轻，当出现泄露时会向上扩散，不会积聚造成危险，另外天然气作为能源对于环境污染的问题可以大大改善，是一种清洁能源，与煤和石油相比，可大大降低二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放量，不仅如此天然气资源还有单位热值高、供应可靠、价格低等优点。但天然气的生产流程较为复杂首先需要经气并中开采，然后再经过一系列的处理工作后，才能输送给用户。这其中从气井中开采天然气是较为重要的环节，直接对天然气的产量造成影响。但随着开采时间的增加，并内气压会逐渐降低，从而使井内积液难以及时排出，增大了开采难度，以及开采成本。为了实现对天然气资源的有效利用，需对这一问题进行解决，从而有效地供应天然气资源，缓解我国目前较为严重的能源危机。

二、排水采气工艺技术的重要性

根据前文的分析总结，可知在所有复杂的天然气供应环节中，天然气的开采是开始的一环，关乎着整个系统，有重要的意义，因此需要保证天然气的开采效率，从而更好地满足目前的能源需求。天然气的开采需要要求气田本身具有足够的能量，从而实现天然气开采过程中的自喷生产，只有确保气井具备足够的自喷能力，才能保证天然气的产能。但随着开采时间的增加特别是近些年来天然气的开采力度逐渐增大，会造成井内气压的严重下降，从而使气井的自喷能力下降，这还会使气井的携液能力不足从而产生气井带水困难的问题，使井内积液逐渐增加，而由于气井中掺杂的大量水分，会增加天然气的开采难度，降低气井的产量。并且近年来开采力度的增加使井下积液的现象更加严重。为了有效的解决这一问题，目前开发出了多种排水采气工艺技术，主要有泡沫排水采气工艺技术、柱塞气举排水采气工艺技术、连续油管排水采气工艺技术、井下的气液分离，同井回注的工艺技术以及优选管柱的排水采气工艺。其中柱塞气举排水采气工艺技术有着较为广阔的应用前景。

三、柱塞气举排水采气技术概述

（一）柱塞气举排水采气工艺特点

柱塞气举排水采气工艺技术属于间歇气举，主要利用了柱塞这一机械结构，在工作过程中通过外部驱动柱塞不断运动，将井内的积液带出，从而实现了排水集气的目的。并且井内气体所具有的能量也可以推动柱塞的运动，相较于传统的间歇气举工艺技术，最大限度地利用了井内气体的能量，既能大幅提升效率，还能使更多的液体被排出，保证天然气气井的产能。并且与其他的排水集气工艺技术相比，如泡沫排水工艺，柱塞气举排水采气工艺技术不需要使用起泡剂等化学药剂。并由于柱塞气举排水采气工艺技术具有便于管理、功耗低等显著特点，目前在一些发达国家已经得到了普遍应用，在我国柱塞气举排水采气工艺技术应用效果也较为明显，积累了一定的经验。

（二）柱塞气举排水采气工艺原理

柱塞气举排水采气工艺技术通过间歇开关井方式的应用，从而使储层的能量积攒并作用于油管内的柱塞上，使其实现上下的往复运动，在柱塞的运动过程中，将井筒内的积液带出，从而达到了排水集气的效果。柱塞气举排水采气工艺技术在应用过程中，首先利用了柱塞自身的重力，从而自动沉没直至底部的卡定器上，这时关井使天然气聚集增加内部压力，当压力达到要求时，将阀门打开，从而在压力的作用下使柱塞逐渐上升，此过程逐渐将柱塞上方积聚液体排出，并产出天然气。相对于其他工艺安装维修方便，可以降低运行成本并且易于管理。

（三）柱塞气举排水采气工艺中的关键技术

为了使柱塞气举排水采气工艺技术更好地发挥效果，应对此技术的一些关键点格外注意。首先在天然气开采工作前，应进行气举动力模型分析工作，建立较为精确的模型，从而可以对生产井的情况进行准确分析，由此可以获得井筒内各项工作的动态特征。另外还应对柱塞气举排水采气工艺技术实施过程中的各个控制参数进行优化计算，从而使采收效率提高，这些需要进行优化设计的参数包括有井口油压等可控因素。而此类优化计算需要查阅专业资料从而得到准确优化模型，必要时还应借鉴国外先进技术，从而使优化效果更明显。

四、结束语

综上所述，近年来我国对于能源的需求逐渐增加，而煤炭石油储量经过多年开采逐渐减少，并且长期使用会对环境造成严重污染，而天然气作为一种清洁能源，不仅不会对环境造成污染，还具有较高的安全性，以及单位热值，因此逐渐受到重视。但由于在天然气的开采过程中，会产生井内积液的现象，会增加开采难度，使开采成本增加，影响企业效益。为了解决这一问题，目前柱塞气举排水采气工艺技术因其易于操作，功耗较低，在解决井下积液问题中可以发挥良好的效果。因此柱塞气举排水采气工艺技术有较高的应用推广价值，可以保障天然气产能，更好地满足工业对于能源的需求。

参考文献：

[1]殷庆国，刘方，贺杰新，等.柱塞气举排水采气工艺技术研究与应用[J].石油机械，2018（9）：69-74.

[2]刘丽萍，刘洋，高旺斌，等.柱塞气举排水采气工艺运行优化[J].石油化工应用，2018，37（11）：74-77+81.

[3]牛军强，王攀，薛建，等.气举排水采气工艺技术研究与应用[J].化工管理，2018，No.486（15）：177.