油气田开发后期中天然气增压开采工艺技术的应用

王金平，耿雪丽

(1.中国石油冀东油田公司唐山北田油气开发有限公司，河北 唐山 063200； 2.中国石油冀东油田公司陆上油田作业区，河北 唐山 063200)

1 天然气增压开采工艺技术的应用条件

天然气是油气田中的重要资源，也是除石油外备受青睐的清洁能源之一。然而，随着市场需求量持续加大，油气田的开发环境变得愈加恶劣，促使天然气开采难度也在持续加大，具体表现在企业针对油气田进行大肆开采后，促使油气田开发后期不得不面临许多问题。例如，大量开采气藏后，不仅需要在更深的气井中作业，也会促使气藏开采压力变得逐渐降低，此时，想要达到获取更多天然气资源的目的，必须通过增压开采工艺技术来解决[1]。该技术能够借助外部压力改变气井下的压力，为持续开采创造良好环境，同时油气田开发后期也需要利用增压开采工艺技术解决积水问题。因为油气田开发后期的开采深度会不断增加，地下环境中的积水量也会持续加大，若未能做到及时清理，既会因含水量过高影响天然气开采力度，降低天然气质量，也无法为资源探测的准确性提供保证。由此可见，想要确保油气田开发后期仍然能够获得充足的气藏资源，必须重视应用天然气增压开采工艺技术。

2 油气田开发后期中天然气增压开采工艺技术应用的相关内容

2.1 科学选择气井区

想要确保天然气增压开采工艺技术能够在油气田开发后期得到充分运用，科学选择气井区是应当率先重视的内容。气井区能够为天然气开采提供便利，科学选择气井区应从多个角度入手，比如资源储量。因油气田开发后期很多气井中的气藏资源越来越少，若已经达到极少的情况下，虽然运用增压开采工艺技术能够开采到天然气资源，但可获得的总量和经济效益却相对较少。而且，运用增压开采工艺技术时也需要投入相应成本，资源储量较少的情况下极易对企业的经济效益造成影响。反之，如果区域内包含丰富的天然气，气井区的作用和价值便能够在开采过程中得以充分体现，也就是区域内资源丰富时，通过气井开采的资源总量也比较多，能够满足预期目标。而且气井区资源总量较高的情况下，也可以确保增压开采工艺能够取得实际效果，保证在深层开采天然气时同样能够拥有正常压力，提升开采效率的同时，还能避免造成资源浪费问题[2]。由此可见，在油气田开发后期运用天然气增压开采工艺技术前，应当针对气井区资源进行全面勘查和评估。并且需要保证气井距离的合理性，主要从总体和局部两个方面来考虑。从总体来看，选择气井区前必须要将与消费市场间的有效距离作为影响因素，即气井区与消费市场间的距离合理时，能够为天然气销售、输送提供充足便利，避免长距离输气引发严重资源损耗，无法满足更多需求。从局部来看，气井区距离合理能够为集中管理气井提供便利，减少与其他配套设施相互连接的投入。例如，合理的气井区既能够与其他管线、增压设施或新建项目快速连接，也能为实现集中管理创造便利，大幅降低气井区建设成本。

另外，科学选择气井区时，具体增压效果也是必须关注的方面，也就是气井经过增压后的实际效果。主要原因是具体增压效果会对多方面产生影响，比如运用增压开采工艺技术后气井状态良好，井下开采时也未产生压力变化，此时既完成预期开采目标，也不会在延长开采时间过程中出现异常。同时，增压后气井状态稳定也能保证增压设备运行状态正常，也能保持长时间运行的状态，确保能在开采时间内充分发挥作用，保证开采总量和效率。

2.2 重视增压站选址

天然气增压开采工艺技术在油气田开发后期的运用离不开对增压站的依赖，合理设置增压站能够充分发挥增压开采工艺技术作用的同时，也能减少开采气藏过程中距离问题带来的影响。重视增压站选址应当从距离和位置两个方面入手。其中距离是将增压站设置在与气井较近的区域，比如可设置在井口周边，能够避免距离太远影响增压效果和天然气输送中产生的损耗。位置方面需要根据气井的类型进行设置，例如为单气井时，增压站位置可根据实际情况进行适当调整，能够保证与管道等设施连接距离最优，也能为提高增压站管理力度打下良好基础。也可将增压站设置在气井下，促进天然气高低层就地分离，避免输送时引起进口压力过大，降低天然气输送效率的同时，提高增压站管理压力。如果为纯气气井时，增压站选址不受限制，可根据不同情况随意设置，灵活性较强。一般情况下，将增压站设置在相距井口较近处，保证增压效果和输气效率。为了能够增强管理环节，还可以将增压站设置在集气站，形成更加全面、完善的设施管理体系。为高产水气井时，因产生积水概率较高，积水量大，将增压站设置于井场中是最佳选择，能够有效控制天然气产量，也能保证增压开采工艺技术可以充分发挥作用，保证井下作业条件良好。

与此同时，铺设输气管网过程中，增压站选址也是不容忽视的方面，主要原因是集气站、气井位置较远时，输气过程极易因管道长度、地势坡度等产生积液，可以在井场距离气井较近的区域设置增压站，保证可以充分发挥增压开采工艺技术作用的基础上，也能减少非必要的输气距离，大幅降低产生积液的概率。即便利用上述方法可以达到预期目标，但由于输气管网铺设距离并非固定，实际输气过程中难免会产生积液问题，可在合理设置增压站的基础上，适当提高输气量，便于在输气过程中快速处理积液，避免对气井生产带来阻碍。

2.3 运用合适的设备

运用合适的设备主要是通过选择合适的增压设备发挥增压开采工艺技术的作用，需要从多个方面进行思考，才能选择更为合适的增压设施。通常情况下，DPC系列、JG系列是应用最多的高压设备，也能够满足不同需要。然而，气井所处环境不同，应当在选择增压设备时注重科学性、合理性，减少非必要的成本投入，提高管理力度。首先，注重结合现场情况。每个油气田的气井区都存在较大差异，具体表现在天然气品质、增压气量、井场等方面的差异极为明显，应当根据具体情况进行选择，以气井的产量为例，气井增压后产量不低于5万立方米时，增压设备的天然气容量可选择10万立方米。如果增压后天然气产量不低于10万立方米，增压设备天然气容量能够达到20万立方米为首选对象。由此可见，想要保证气井增压后可以达到预期产量，必须要先开展气井生产能力评估工作，再以此为基础选择增压设备，确保能够以增压开采工艺技术为基础，保证天然气预期产量和品质[3]。或选择增压设备前，需要对天然气品质进行评估，掌握是否存在腐蚀性物质，若存在此类情况，必须先了解腐蚀性物质类型、特性等多个方面，再针对性选择。也可以将环境因素作为选择增压设备的重要条件，比如在运用增压开采工艺技术过程中，环境温度也会带来较大影响，即不仅增压时温度会升高，天然气开采过程中也会出现此类情况，极易降低增压设备运行稳定性。根据该方面带来的影响，选择增压设备时应当能够具备应对高温影响的能力，例如可利用含有分离器的增压设备，主要作用为利用分离器可处理开采天然气过程中产生的热量，降低温度产生的影响。同时，由于油气田所处环境的气候条件也存在明显差异，也需要将气候变化的适应能力作为选择增压设备时的必要因素。

距离因素也是选择增压设备时应当考虑的因素之一，主要原因是气井所处位置会因地理环境限制产生变化，增压开采工艺技术的应用距离也会增加。这种情况下，连接水源、电源等将会受到较大阻碍，而且开采过程中出现设备故障、损坏等问题时，将会因资源不足降低维护效率，甚至因开采中断造成严重资源浪费。结合这些因素，应当先评估气井地理位置，再选择对电源、水源依赖度较低的增压设备，必要时，功能相同且结构简单的增压设备也是应当考虑对象。

2.4 提高工况协调性

提高工况协调性的目的是便于更好地发挥增压开采工艺技术的作用，提高油气田中天然气的开采总量。然而，增压开采工艺技术在应用时并非固定不变，应当以气井的生产能力、生产过程为核心进行实时调整，也就是增压开采工艺技术的运用既要依照气井的产量变化，也要对开采过程中的每个环节变化进行充分掌控，包括井内和井口的压力，输气时的积液情况。因为这些环节均存在较强的不确定性，一旦产生问题，增压开采工艺技术的作用便会发生改变，促使气井的天然气产量不断变化。在这种情况下，提高压缩机工况的协调性显得尤为重要，能够确保根据气井生产环节与压缩机运行状态相一致，比如，选择压缩机时，具体型号应当结合气井的生产能力和实时开采量进行调整，可确保不同型号的压缩机能够在天然气开采过程中充分发挥作用，避免降低产量的同时，也能减少出现资源浪费问题的概率。压缩机的运行工况也需要根据气井生产进行调整，例如，天然气生产过程存在明显变化时，可以调整压缩机缸内余隙或提升转速。也可根据气井类型调整压缩机工况，即为纯气气井时，压缩机可长时间处于正常工况中。若是含有水汽的气井时，因产生积水的概率较高，应当根据实际情况增加备用压缩机组，能够将积水问题产生的影响降到最低[4]。

与此同时，也可根据压缩机的工作原理，合理调整组成结构和流程，并结合先进技术提高对压缩机的管理能力，比如优化压缩机的组成结构，加入传感技术、数据通信技术等，不仅能够及时掌握压缩机的运行工况，也能对气井内的变化予以进一步掌控，发现存在严重振动等情况，便于依照实际情况调动压缩机组运行或减少流量来达到提升控制力度的目的。由此可见，只有压缩机工况能够与天然气生产环节相协调，才能充分发挥增压开采工艺技术价值，持续提升天然气开采总量，从而为企业创造更多经济效益。

2.5 结合多元化方法

尽管上述内容均能为天然气增压开采工艺技术在油气田开发后期中的应用创造充足便利，但是，我国幅员辽阔，油气田分布较广且地理差异较大，天然气增压开采工艺技术的应用条件也各不相同，在这种情况下，对天然气增压开采工艺技术进行充分优化显得尤为重要，才能以提升增压开采工艺技术水平为基础，增强在油气田开发后期的天然气开采能力。想要实现该目标，可以天然气增压开采工艺技术为核心，结合多元化的方法进行合理优化。比如油气田中含有页岩气时，因此类天然气资源在我国不仅分布较广，资源储备量高，也在厚度方面具有明显特征。然而，企业在实际开采过程中也面临许多问题，包括因非均质性与各项异性比砂岩高且藏物性较差，渗透率也偏低，进行测试试验和评价方面需要结合多方面技术，拥有较高的开发成本。或开采页岩气时不仅需要大量消耗淡水资源，也会产生严重噪声和含有化学成分的废物、废水和废气等，对自然环境和人们的生命健康安全均产生威胁。

因此，在运用增压开采工艺技术时，可以结合多种方法进行多角度优化，例如将非线性方程的数值解法与增压开采工艺技术相结合，针对包含的目标值进行合理计算并予以充分完善，确保能够从结果中选取最优值作为运用增压开采工艺技术开采页岩气的有效方案，减少企业的研发成本，提高页岩气的开采效率和总量。

3 结语

油气田开发环境变得愈加恶劣，为了能够更好地满足市场需要，不仅要提高对天然气增压开采工艺技术应用条件的关注，还应能够对科学选择气井区、重视增压站选址、运用合适的设备、提高工况协调性、结合多元化方法等内容拥有深刻认知，才能确保可以在油气田开发后期将天然气增压开采工艺技术的价值运用充分展现出来，为不断增加能源开采总量提供更多便利。