排水采气工艺技术研究

张伟，刘智锋

（陕西延长石油（集团）有限责任公司延长气田采气三厂,陕西 延安 717500）

气井生产过程中常常伴随着地层水流入井底，当气井产量高，天然气流速快时，可将水携带至地面；但随着地层能量的下降，天然气的产量降低，气体的流速下降，不足以携带水至地面，此时井底逐渐产生积液，在井筒中形成液柱，造成气井减产甚至无产出。通过排水采气技术排出井筒中液体，可恢复气井产能，保证天然气高效开采[1-3]。经过多年发展，目前排水采气工艺体系已经较为完善，富含多种工艺技术，但不同工艺技术具备各自的技术特征及适用性，不同气井的生产特征也不相同。对积液气井需选用合适的排水采气工艺，以取得最好的经济效益及采收率。本文对目前常用的排水采气工艺技术进行对比分析，为工艺优选提供依据。

1 排水采气技术

在国内外含水气田多年开采实践中，逐步建立了丰富多样的排水采气工艺技术。目前矿场常用的排水采气工艺技术主要有气举排水采气、泡沫排水采气技术、优选管柱排水采气技术以及柱塞排水采气技术等。

1.1 优选管柱排水采气技术

优选管柱排水采气技术是通过更换自喷管柱，利用气井自身能量进行的一种排水采气技术。当油管直径过大时，可以降低天然气的摩阻损失，但气体流速、井底流压均会下降，天然气的携液能力快速下降，无法将地层水等液体携带至地面，井底产生积液，造成气井生产异常；当油管直径过小时，虽可以提高天然气携液能力，但天然气与油管的摩阻损失大，造成气井产量下降[4-6]。优选合理大小的油管对利用气井自身排水采气是十分必要的。

在气井生产后期，天然气产量较低，井底能量相对不足，通过更换小直径油管可以很好地排出井底积液，恢复气井生产。

优选管柱排水采气技术工艺简单，方便施工、管理，在小投入的情况下可以取得很好的经济效益。

1.2 气举排水采气技术

气举排水采气技术是向井筒注入高压气体，通过降低液体密度，减少液柱压力，将井底液体举升至地面的一种排水采气工艺技术。就气举方式而言，主要分为间歇式气举与连续性气举两类；从气举流程上又分为正举与反举。正举是从油套环控中注入高压气体，积液从油管中反排出，反举则是相反的流程[7-9]。

图1 气举排水采气工艺技术示意图

气举排水采气工艺技术所需的设备简单、易操作，但对设备安全性要求高，另外由于高压气的注入，对气井回压造成影响，无法将天然气采至枯竭，降低了天然气的采收率。

1.3 电潜泵排水采气技术

电潜泵排水采气技术是采用离心泵设备将井底积液排出至地面，降低井底回压，提高生产压差，恢复水淹气井产能的一种排水采气工艺技术。该技术主要适用于气井生产的中后期，且底井积液量大的气井[10-11]。

电潜泵排量大，扬程高，自动化成本高，操作极其简单，易于控制，且适用范围广。但成本较高，初期投入大，尤其是对于腐蚀性大气井，电潜泵的寿命回大大降低，增加生产成本。另外电潜泵置于井底，对套管尺寸也有一定要求。对于气举或优选管柱无法复产的气井，可考虑采用电潜泵排水采气工艺。

1.4 泡沫排水采气技术

泡沫排水采气技术是在气井中加入起泡剂，天然气生产时在井底充分搅动后，产生稳定的气泡，将液体转变为气泡，降低管流密度、重力，减少举升所需的能量，利用气井自身能量，将积液排至地面的一种工艺技术[12-15]。

泡沫排水采气技术只需筛选合适的气泡剂，成本较低，经济效益好，且易操作。该技术已经成熟的应用于矿场生产，且经过多年的实践，起泡剂的类型也越来越丰富。

1.5 柱塞排水采气技术

柱塞排水采气技术一种间歇采气方式，在井筒中投入柱塞装置，柱塞将气、液分离，天然气主要位于柱塞下方，液体处于柱塞上方。将柱塞安装于管柱底部卡定器上，并关井。天然气在柱塞下部不断聚集，能量不断增大，待能量聚集到一定程度时，打开井口，天然气将柱塞与上方液体举升至地面，同时产出天然气，并且天然气会持续生产一段时间，直至井底积液重新聚集，再次关井[16-18]。

柱塞排水采气技术主要利用气井天然能量进行排水采气，利用柱塞将天然气能量聚集，并且柱塞在往复举升过程中可以清除管壁的结垢、结晶体。该工艺技术简单，成本较低，主要适用气井开采的后期。

图2 气液界面示意图

2 排水采气技术对比

对目前常用的排水采气工艺技术，主要包括优选管柱排水采气技术、气举排水采气技术、电潜泵排水采气技术、泡沫排水采气技术、柱塞排水采气技术进行对比分析。各类排水采气技术具备各自优缺点及适用范围，在矿场应用，需依据实际条件，选择合适的排水采气技术，以达到高收益、高采出的目的。

表1 几种排水采气工艺技术对比

3 结束语

1）天然气开采过程中普遍存在积液的影响，排水采气是解决气井井底积液，减少气井回压，提高气井生产压差，实现天然气高效开采开发的有效方式。

2）优选管柱排水采气技术适用于气井生产后期；气举排水采气工艺技术所需的设备简单、易操作，但无法将天然气采至枯竭，降低了天然气的采收率；电潜泵排水采气技术自动化成本高，操作极其简单，易于控制，且适用范围广，但成本较高；泡沫排水采气技术只需筛选合适的气泡剂，成本较低，经济效益好，且易操作；柱塞排水采气技术主要利用气井天然能量进行排水采气，工艺技术简单，主要适用气井开采的后期。在矿场应用，需依据实际条件，选择合适的排水采气技术。