天然氣井口增壓開采工藝研究

何宇 曾偉 何天寶 段雨安

1. 中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田公司蜀南氣礦 四川 瀘州 646099

2. 西安杰源石油工程有限公司 陜西 西安 710000

天然氣井口增壓開采工藝，有效地解決了氣井攜液能力差、開采效率低等一系列問題[1]，保障了天然氣資源順利開采、穩定供應。結合實際研究結果來看，天然氣井口增壓開采工藝能有效改善某天然氣田A、B、C、D等4口氣井的單井井口增壓生產效果，具有十分可觀的應用價值。

1 天然氣井口增壓開采工藝研究

1.1 天然氣井口增壓開采工藝介紹

天然氣井口增壓開采工藝是天然氣開采過程中常用的技術手段，其主要是利用壓縮機對井口位置進行抽吸，達到降低井內壓力、克服采氣管線輸送壓差的目標，能夠在一定程度上控制天然氣井口生產壓力，從而提升天然氣氣井生產瞬時流量，使氣井的攜液能力得到優化，保證天然氣開采效果。在天然氣井口增壓開采過程中，井口增壓壓縮機扮演著極為重要的角色，CM型單井增壓壓縮機機組是目前比較常見的天然氣井口增壓壓縮機之一，屬于整機撬裝式設備，其主機和電機固定在底座上，其他配件則安裝在底座適當位置，在氣管路、水管路、儀表管路、注油管路等管路的作用下連接并形成整體[2]。在實際應用過程中，該設備的運行效率非常高，能夠在短時間內完成抽吸降壓的任務，因此得到了越來越多的認可和關注。為確保天然氣井口增壓開采工藝能夠發揮應有的作用，要根據集氣站系統運行壓力和單井產能等數據，對壓縮機組的參數進行了設計和調整，確定其進氣壓力為0.1～0.5 MPa、排氣壓力6.5MPa、最大處理氣量5.28×104m3/d。同時，對天然氣井口增壓開采工藝的具體流程進行了設計，根據井口氣液分離的相關技術流程，將井口來氣通入分離器，在氣液分離的基礎上使之進入壓縮機增壓并輸送至采氣管線，而分離出來的液體則需要按照排污處理流程進行處理，完成整個天然氣井口增壓開采流程。

1.2 生產制度對比

天然氣井口增壓開采工藝的應用效果受多方面因素的共同影響，除了技術參數和技術流程之外，生產制度也是不容忽視的影響因素之一，天然氣井口增壓開采工藝的工作制度包括連續增壓及間歇增壓，應根據天然氣的具體產能等確定工作制度，從而確定天然氣井口增壓開采工藝的最佳工作制度。為保證研究結果的準確度，分別對A、B、C、D等4口氣井進行單井井口增壓生產試驗。（1）A井增壓情況。在正常生產條件下，其油套壓為4.21/6.32 MPa，日均產氣量0.8×104m3，基本不產水。在進行增壓處理以后，其單井動儲量采氣速度得到了明顯提升，連續增壓的應用效果優于間歇增壓的應用效果。（2）B井增壓情況[3]。在正常開采的情況下，B井油套壓4.42/7.42 MPa，日均產氣量0.5×104m3，基本不產水。在進行增壓處理后，井筒積液順利排出、井口附近含水飽和度提升，整體開采效果更加優越。（3）D井增壓情況。根據天然氣井口增壓開采工藝評價的實際需求，確定C、D井采取連續增壓生產制度的方案，結合其實際生產情況，二者在增壓處理后，生產能力都得到提升，C井還實現了不間斷連續生產，這保證了天然氣氣井開采的有效性，具體開采參數見表1。

表1 C、D 井井口增壓生產前后數據

根據上述實踐情況來看，連續增壓生產制度和間歇增壓生產制度的應用效果確有差異，連續增壓生產制度能夠更好地提升天然氣氣井開采效果和排液效果，而間歇增壓生產制度能夠有效提升天然氣氣井的穩定開采時間，二者的優勢截然不同，可分階段、分情況進行選用。比如，在天然氣開采初期可以利用連續增壓生產制度，達到排空積液、降低近井地帶含水飽和度的目標，而在生產進入穩定期以后，可以根據天然氣氣井生產的實際情況和壓力變化選用間歇增壓制度，從而保證天然氣氣井開采的整體效率。

1.3 設備性能評價

為更好地了解天然氣井口增壓開采工藝，還需要對增壓設備進行性能分析，從實際開采情況來看，在持續15～20h的高壓比工作條件下，該天然氣井口增壓機組能夠妥善適應夏季高溫及冬季低溫環境并保證穩定運行[4]。特別需要提到的，為了提升天然氣井口增壓開采效果，用安裝井口配套三相分離器的方式，解決了增壓初期排液量，降低了天然氣井口增壓開采的問題。

1.4 評價結果

（1）從天然氣氣井開采試驗的實際情況來看，合理應用天然氣井口增壓開采工藝，確實能在一定程度上解決井口壓力問題，使天然氣井的單井產量得到提升，避免生產不穩定等問題。根據現場實際生產情況，在充分分析氣井產能、臨界攜液流量等數據的基礎上，選擇適當的增壓生產制度，從而確保天然氣井口增壓開采順利進行。（2）在天然氣井口增壓開采過程中，高壓比、小型撬裝式壓縮機組有一定的應用價值，具有運行穩定、運輸、安裝較為方便等一系列優勢，能夠滿足不同天然氣開采增壓需求，這對進一步優化我國天然氣氣井開采工作的綜合效益有一定的積極作用。

2 天然氣井口增壓開采工藝應用要點

2.1 科學選擇氣井區

為進一步提升天然氣井口增壓開采工藝的應用價值，應結合油氣田的實際開采情況合理選擇氣井區，比如根據天然氣資源的儲量進行選擇，就是行之有效的方法之一。這主要是因為，隨著開采時間的延長，井下儲藏的天然氣資源越來越少，利用天然氣井口增壓開采工藝雖然能進行開采，但是開采工作的性價比和綜合效益可能會大打折扣[5]。而在天然氣資源儲備比較多的情況下，天然氣井口增壓開采工藝的應用成本不變，能開采出來的天然氣資源將會更多，這符合天然氣井口增壓開采工藝的應用標準。因此在利用天然氣井口增壓開采工藝進行開采之前，必須要根據該區域的天然氣資源儲量選擇氣井區。更重要的是，在天然氣資源儲備量比較大的情況下，開采天然氣的難度比較低，利用天然氣井口增壓開采工藝進行處理，不容易出現成本增高、開采效率低下等問題，也不需要投入大量資源，這對于優化天然氣井口增壓開采工藝的整體效益有一定的積極作用。因此在今后的發展中，應結合天然氣井口增壓開采工藝實際應用要點，在確定開采工藝方案之前，對待開采區域進行資源的全面勘查和評估，保證氣井區選擇合理性。另外，還需要對不同氣井之間的距離進行控制，在考慮天然氣資源與消費市場間的有效距離、天然氣與其他配套設施相互連接的投入等因素的基礎上，確保氣井之間距離的科學性，提升天然氣井口增壓開采效益。

2.2 運用合適的設備

天然氣井口增壓開采工藝是否能夠在實踐過程中發揮應有的作用，還取決于增壓設備等是否合理。因此，應結合開采具體需求選用恰當的設備。目前市面上常見的天然氣井口增壓開采設備具有種類多、成體系的特點，能夠滿足不同天然氣氣井開采需求，要結合現場的具體開采情況，在對油氣田的氣井區進行分析的基礎上，根據天然氣品質、增壓氣量、井場等，對增壓設備進行選擇[6]。換而言之，就是要首先確定氣井生產能力評估結果，并在此基礎上挑選合適的增壓設備，并使之成為保證氣井增壓后達到預期產量的有力保障。在正式選擇天然氣井口增壓設備之前，還需要明確天然氣的品質，針對部分天然氣可能攜帶腐蝕性物質的問題，對其中的腐蝕性物質進行研究，根據其類型、特性等，選擇合適的開采設備。同時，環境因素不同的情況下，天然氣井口增壓開采設備也會有所差異，比如在環境溫度不同時，天然氣井口增壓開采設備的運行效果可能會發生一定的變化，需要根據溫度條件選擇增壓設備，使之能夠在復雜條件下穩定運行。更重要的是，要考慮到天然氣開采地點的特殊性，根據距離因素選擇適當的天然氣井口增壓開采設備，避免氣井位置不合理而導致的開采成本問題，如開采距離不合理，設備連接水源、電源等都十分困難，避免出現設備故障、損壞等問題，這顯然不符合天然氣井口增壓開采的要求，因此要根據現場情況評估氣井地理位置，并盡可能選擇對電源、水源依賴度較低的增壓設備，為提升天然氣井口增壓開采工藝應用效果做出努力。

2.3 提高工況協調性

提升工況協調性也是十分重要的一項內容，其能夠讓天然氣井口增壓開采工藝發揮更大作用，提升天然氣開采的總采氣量[7]?？紤]到天然氣井口增壓開采工藝的復雜性，應充分考慮氣井的生產能力、生產過程等，根據現場實際情況進行分析，調整天然氣井口增壓開采方案，確保天然氣資源得到順利開采。除此之外，還需要考慮到天然氣氣井的產量變化情況，在分析天然氣開采各個步驟的基礎上，根據井內和井口的壓力變化、輸氣時的積液情況等，對天然氣井口增壓開采方案進行優化。另外，還需要根據實際情況確保壓縮機組的工況協調性，使之與氣井生產環節相匹配，對壓縮機組的型號進行選擇、對壓縮機組的參數進行調整，保證天然氣井口增壓開采質量。特別是要注意天然氣氣井是否存在水汽，在其含水率比較高、容易產生積水的情況下，需要提前增加備用壓縮機組，避免因積水問題影響到天然氣井口增壓開采效率。同時，要充分考慮到天然氣井口增壓開采條件的復雜性，對所有參與開采任務的工作人員進行培訓考核，將壓縮機的組成結構、傳感技術、數據通信技術等納入培訓內容，提高對天然氣井口增壓開采工藝的認識。最后，要充分考慮壓縮機工況和開采工作的關系，結合現場的實際開采條件以及天然氣氣井現有資源儲量等，及時調整壓縮機組的配置方案。

3 結語

我國的現代化建設取得了突破性成果，天然氣井口增壓開采工藝的出現，讓傳統開采模式下天然氣后期開采問題得到了解決。在今后的發展中，應結合天然氣氣井開采難度大、攜液能力差等問題，加強對天然氣井口增壓開采工藝進行分析和研究，尋求新的、行之有效的增壓開采技術方案。