延长气田排水采气工艺适用效果探究

杨保海 吴健 李宝 刘利维

【摘 要】气田的开发属于我国能源事业发展的主要部分之一，随着采气时间的延长，气田内的气压不断下降，这会直接造成气田内存积一定的气积液，对整体开采过程造成影响的同时，使气田内的环境变得复杂。本文主要以延长气田为例，简要分析目前主要的排水采气工艺，对延长气田的排水采气工艺进行研究探讨。

【关键词】气田排水;采气工艺;工艺优化

引言：

我国的气田大多是封闭式的，在这样的情况下地下环境问题对整体气田的采气率就起到了至关重要的作用。其中封闭式气田最大化的特点是容易形成地下井筒或者井周边的积水。地下积水一方面对地下环境的探查造成了不便，直接影响到对气田的储存量预估。另一方面，一旦积水超过一定标准之后，很可能造成整体气田的封闭。因此，如何优化采气工艺、提高排水采气效率是提高我国整体采气率的关键点。

1 延长气田的特点

油气田往往是一体的，一般情况下气田主要由地层水、油田、气田等组成。这三种组成之间相互联系，在地下经过日积月累的变化形成一定的储备量。目前，随着新能源的投入使用，燃气的使用率有显著提升。为了适应社会的发展，提高能源采收率和利用率，不仅要开发新的燃气资源矿区，还要在现有基础中提高采气效率。延长气田是我国的主要油气田之一，该气田的主要特征是气压低、产能低以及压力低。在延长气田包括的一百多个矿井中均发现积水现象，其与地势环境、土壤环境、水气环境等有直接的关系。据现状来看，延长气田如今的积液问题，直接对地下勘探，以及地下采气造成了严重影响。

2 各类排水采气工艺的優缺点

2.1 泡沫排水采气工艺

泡沫排水采气工艺主要利用起泡剂使气水表面形成联系，继而在排水的过程中起到采气的作用。该工艺的主要优势在于工艺简单，需要的设备也相对简单。因此，综合经济效益来看，泡沫排水采气工艺可以节省购买设备的耗费。但是，泡沫排水采气工艺在某些情况下需要人工推动。如果在矿井中存在一定的大气压力能够将泡沫排除时，这个方法是一种省时省力的办法。一旦矿井中的压力降低，就需要人工推动其排水采气，因为井下环境复杂的原因，并不是任何矿井都适用该办法。另外，泡沫排水采气的效率不高，相较于其他形式的采气工艺其排水将为较低，因此该办法并不是可持续使用的办法。

2.2 叠加设备进行排水采气的工艺

利用设备排水采气的工艺主要分为以下几种，即气举工艺、机抽工艺、电泵工艺、管柱工艺等。其中气举工艺的主要原理是在矿井内加入一定的天然气，使内部气压增大导致排水。该工艺的工艺和设备并不复杂，在人工可选择的排水采气方式中占据重要地位，且比起其他对环境要求高的工艺来讲，该工艺适应性强。但是，在井内制造高压首先会对井内设备提出要求，其次高压情况下，井内作业的危险程度就会提高。机抽排水采气工艺主要依靠设备进行排水采气。从原理上来讲，只要在井内架设机械泵和相关的管件就可以实施排水采气。但是该工艺对井的要求较高，对设备的要求相对较高，且对于位置较为偏僻的矿井来讲，也要架设相应的电线为泵提供电力，这在无形中提高了成本。管柱排水采气工艺主要依靠井矿内因为积水或者气压等产生的能量进行排水采气。应用该工艺进行排水采气需要井内的积水达到一定位置，即这个阶段已经达到矿井采气的后半段，井内即将面临积水过剩而停产的情况。除了上述集中方式进行排水采气之外，还有一些工艺主要是基于上述工艺的原理进行优化之后产生的工艺。在实际的生产中，矿井内的情况会发生变化，因此单一的工艺并不能满足需要，需要多种工艺结合进行排水采气。另外，每个矿井的情况可能不同，在设定方案时，需要有针对性。

3 延长气田排水采气工艺探讨

3.1 延长气田地下水层分布及规律

据探查发现，延长气田的矿井内均有积水存在，大致将其积水的分布分为三类。其分类标准与生物体内水的分类标准相一致，即自由水、毛细管水、束缚水等。自由水即在重力作用下可移动的水，主要分布于井内一些物性好的岩石表面。在延长气田中，自由水含量较少。束缚水指与矿岩或者地下结合紧密的水，在重力的作用下不会移动。对矿井积水造成的影响不大。最后，毛细管水是延长气田中主要出水位置，这样的水虽然不会在重力的作用下移动，但是经过外加压力或者其他驱动力的作用，就会导致其变成地下积液。另外，对整体气田的水分布起主要作用的影响因素，还在于整体矿井内部的岩石。延长气田中的岩石主要是物性好的烃源岩，而针对积水问题影响最大的也是该岩石本身，而非岩石构造对水分布诶吸附作用。针对这样的地理环境，需要更进一步探究其主要原因进行工艺选择。

3.2 延长气田排水采气工艺

延长排水采气工艺主要根据其周围环境探究出一种以最小排水采气量为指导，通过高通量的压力差提高排水量的方式，并且该形式并不是一成不变地会根据排水量的多少以及内部积水量的多少，采用泡沫排水采气和间歇采气的方式进行辅助。目前，该工艺在一定程度上解决了一些问题。因为延长气田的积水层较高，所以前期采用的排水方式主要是提倡排水采气的方式，利用高水位产生的压力差，解决一定程度的积水问题。这样的方式是节能环保的，对人力物力的消耗也较少。针对延长气田来讲，持续性的采气并不能得到很高的产量，反而会浪费一定的资源。因此，延长气田的采气方式主要选择间歇性采气的办法，这能在保证在采气期间达到最高效率的同时，避免浪费。最后，泡沫排水采气的办法在延长气田中应用并不是采用传统单一的模式，而是通过投泡排棒和加入表面活性协同的形式进行。单一的排棒效率并不高，且在未接触井底或者油桶的时候泡沫容易消除，所以采用多排和随时注入起泡剂的形式在积水井内部产生可持续的循环。针对延长气田的排水采气工艺，也可以运用到同样气田矿中。

结束语：

提高延长气田采气效率的主要方式就是通过多种手段协同的形式进行排水采气。在目前可利用的技术中，考虑到经济环保的目的，采用间歇式采气形式和多种排水方式并行的形式是最佳的。目前已经研究出一系列对应的排水采气工艺，在未来针对现有问题会得到更加优化的工艺。

参考文献：

[1]何庆鹰;朱魁;试论排水采气工艺研究现状及发展趋势[J];中国新技术新产品;2013年09期

[2]白祺琪;技术集成创新 气田有效开发[N];中国石油报;2013年

[3]史祥明;刘旭征;崔文文;王卫利;伏龙泉气田含水气井排水采气工艺研究及应用[J];天然气勘探与开发;2012年02期

（作者单位：陕西延长石油（集团）有限责任公司油气勘探公司）