趙一心 孟遙 李洋 李澤

陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司氣田公司 陜西 延安 717300

低壓低產(chǎn)氣井是指井底流體壓力較低、產(chǎn)氣量相對較小的天然氣井。這類氣井通常由于氣井底部壓力不足以使天然氣上升到地面，導(dǎo)致產(chǎn)氣困難。排水采氣工藝是一種用于低壓低產(chǎn)氣井的技術(shù)方法，旨在提高井底壓力，促進(jìn)天然氣的上升和分離。通過選擇合適的工藝和設(shè)備，例如機(jī)抽排水工藝、柱塞舉升排水工藝、泡沫排水工藝、螺旋泵排水工藝和超聲波排水工藝等，來改善低壓低產(chǎn)氣井的采氣效果。這些工藝可以提高井底壓力、增加氣體上升力、減小液柱對產(chǎn)氣的抑制等，從而提高采氣效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1 低壓低產(chǎn)氣井排水采氣的工藝特點(diǎn)

1.1 井底流體壓力較低

低壓低產(chǎn)氣井的井底流體壓力通常較低，一般處于較低的范圍內(nèi)，可能小于地面大氣壓。在氣井中，井底的氣體壓力相對較低，壓力差較小。這種低壓狀態(tài)會(huì)對氣井的產(chǎn)氣量和采氣效率產(chǎn)生影響。在低壓情況下，氣體的壓力差較小，導(dǎo)致氣體無法充分驅(qū)動(dòng)流體的上升速度，從而影響采氣的效果。因此，針對這種情況，需要采用合適的排水采氣工藝，以克服低壓帶來的困難，并提高氣井的產(chǎn)氣量和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 產(chǎn)氣量相對較小

低壓低產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣量通常相對較小，即每天產(chǎn)出的天然氣量較少。這是由于井底的氣體壓力較低，導(dǎo)致氣體的流動(dòng)能力和推動(dòng)力受限，難以將更多的氣體從地下儲(chǔ)層中抽采至地面。這種情況下，需要采取合適的排水采氣工藝，通過調(diào)節(jié)井底壓力和控制氣液流動(dòng)狀態(tài)，使得氣井產(chǎn)氣量得以提高。常見的工藝包括氣液兩相排水法和氣氣兩相排水法等，通過優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備設(shè)計(jì)，可以最大限度地提高低壓低產(chǎn)氣井的產(chǎn)氣量，提高資源利用效率。

1.3 氣液兩相流動(dòng)復(fù)雜

低壓低產(chǎn)氣井中，氣液兩相的流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜。由于井底流體壓力低，產(chǎn)氣量小，氣液兩相在井筒中的分布和流動(dòng)方式會(huì)受到多種因素的影響，包括氣體泡沫、液滴和氣液混合相等。這導(dǎo)致了氣液兩相之間存在不均勻分布，不同深度和孔隙度的地層含氣飽和度和氣液比例也會(huì)不同。這種復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)狀態(tài)給排水采氣工藝帶來了一定的挑戰(zhàn)，需要采取合適的措施來優(yōu)化氣液分離和排出氣井的過程，以保證排水采氣工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。常見的措施包括設(shè)置檢流器或者選流器來控制氣液兩相的分層和流動(dòng)狀態(tài)，保證含氣水能夠優(yōu)先排出，提高氣井的采氣效率和產(chǎn)能[1]。

2 排水采氣的基本原理和工藝流程

2.1 排水采氣的基本原理

排水采氣是一種采用液柱排水的方法，其基本原理是通過在低壓低產(chǎn)氣井中注入液體，形成液柱，并利用液柱的壓力差，將地下的天然氣從井底推至地面。液柱可以增加井底的壓力，提高氣液流動(dòng)的推動(dòng)力，從而增加氣井的產(chǎn)氣量。在排水采氣過程中，通過調(diào)節(jié)液柱的高度和密度，控制液體的流動(dòng)速度和壓力，以及合理選擇液柱體系，實(shí)現(xiàn)氣體和液體的分離和排出。排水采氣工藝還可以通過調(diào)整液柱上升速度和液柱與氣流的接觸面積，提高氣液分離效果和采氣效率?；谝褐潘幕驹恚ㄟ^合適的工藝和裝置設(shè)計(jì)，可以克服低壓低產(chǎn)氣井的困難，提高氣井的產(chǎn)氣量和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 排水采氣的工藝流程

一般情況下，在低壓低產(chǎn)氣井中注入一定量的液體（通常是水），形成液柱。液柱的高度和密度需要根據(jù)井底流體壓力和地層情況進(jìn)行調(diào)整。液柱下降至井底，增加井底的壓力。液柱的下降速度需要適當(dāng)控制，以避免液體濺出井口或形成氣液混合相。通過調(diào)節(jié)排水泵的速度，液柱開始上升。液柱的上升可以形成氣液兩相的流動(dòng)，將地下的天然氣推至地面。上升的氣液兩相進(jìn)入分離器，通過重力分離或其他分離裝置，將氣體和液體進(jìn)行有效分離。分離后的天然氣從分離器中排出，進(jìn)入氣體收集系統(tǒng)，供應(yīng)給管道或其他用途。分離后的液體經(jīng)過處理，包括除氣、過濾等工藝，以去除其中的氣體和雜質(zhì)，使其可以回收利用或排放[2]。

3 低壓低產(chǎn)氣井排水采氣工藝

3.1 機(jī)抽排水工藝

機(jī)抽排水工藝?yán)脵C(jī)械力抽取液體，形成液柱，從而增加井底壓力，推動(dòng)天然氣上升到地面。具體步驟包括注液、液柱下降、液柱上升、氣液分離和氣體排放等。通過控制液柱高度和抽水速度，可以調(diào)節(jié)排出液體和采氣量。機(jī)抽排水工藝操作簡單、容易控制，適用于低產(chǎn)氣井。但是，機(jī)抽排水存在一些局限性，如對井口壓力要求較高、容易產(chǎn)生堵塞等問題。因此，在應(yīng)用機(jī)抽排水工藝時(shí)，需要根據(jù)氣井實(shí)際情況和需求，綜合考慮工藝優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的操作方式和裝置，以提高采氣效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 柱塞舉升排水工藝

柱塞舉升排水工藝通過在氣井中使用柱塞抽取液體，形成液柱，然后通過柱塞的舉升運(yùn)動(dòng)將液柱送至井底。液柱的增壓作用可以推動(dòng)天然氣上升到地面。柱塞舉升排水工藝簡單、易于操作，適用于低產(chǎn)量氣井。該工藝的關(guān)鍵是控制柱塞的升降速度和液柱的高度，以調(diào)節(jié)排出液體和采氣量。

3.3 泡沫排水工藝

泡沫排水工藝通過在氣井中注入泡沫液體，利用氣泡的浮力和泡沫的黏性，在井中形成較輕的液柱，從而增加井底壓力，推動(dòng)天然氣上升到地面。泡沫排水工藝適用于低產(chǎn)量氣井，具有較好的排水效果。使用泡沫液體可以有效降低液柱密度，減輕液柱對井底產(chǎn)氣的抑制作用。該工藝的關(guān)鍵是控制注入泡沫液體的濃度和量，以達(dá)到最佳的排水效果[3]。

3.4 螺旋泵排水工藝

螺旋泵排水工藝是通過螺旋泵的旋轉(zhuǎn)，將液體從井底抽出形成液柱，并推動(dòng)天然氣上升到地面。螺旋泵排水工藝適用于液體中含有較多的雜質(zhì)和顆粒物的情況，具有較好的排水和清淤效果。該工藝的關(guān)鍵是選擇合適的螺旋泵型號(hào)和轉(zhuǎn)速，以及控制抽水速度和液柱高度。通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)，可以達(dá)到最佳的排水效果。螺旋泵排水工藝操作簡單、可靠，并且對井底產(chǎn)氣的影響較小。

3.5 超聲波排水工藝

超聲波排水工藝通過在井筒中傳輸超聲波，產(chǎn)生振動(dòng)效應(yīng)，從而改變液體的黏度和表面張力，增加液體與氣體之間的接觸面積，促進(jìn)氣體的上升和分離。超聲波排水工藝具有高效排水、清除堵塞、提高采氣效率的優(yōu)點(diǎn)。該工藝的關(guān)鍵是選擇合適的超聲波頻率和功率，以及控制超聲波的傳輸和振動(dòng)效果。通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)，可以達(dá)到最佳的排水效果。超聲波排水工藝操作簡單、無需添加化學(xué)藥劑，并且對井底產(chǎn)氣的影響較小。但超聲波排水也存在一些局限性，如傳輸距離受限、對井筒材料要求高等問題。因此，在應(yīng)用超聲波排水工藝時(shí)，需要綜合考慮氣井實(shí)際情況和需求，選擇適合的超聲波設(shè)備和參數(shù)，以提高排水采氣效率和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語

綜上所述，低壓低產(chǎn)氣井是天然氣開發(fā)領(lǐng)域的重要問題，解決這類氣井的排水采氣難題對于提高天然氣產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。根據(jù)氣井的特點(diǎn)和產(chǎn)能需求，進(jìn)行排水采氣工藝的優(yōu)化和調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約和產(chǎn)量提升，提高天然氣企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展。