关于抽油机排水采气效率提升手段的探讨

2022-09-11

一、抽油机排水采气工艺的发展

中国的排水采气的工艺应当从1979年才正式开始, 排水采气井较油井来说有一些特殊的地方:气液较油井高、气水混合液的黏度低, 所以泵筒处易漏失;还有, 天然气和地层水中往往同时含有腐蚀杂质, 对于排水采气的工艺要求较高。常规的有杆泵排水采气工艺由于存在许多问题, 较大地限制了机抽排水采气的应用;随后在川南等一些老矿区, 在原有工艺的基础上发明了泡沫排水采气工艺, 改变了今后有水气藏的发展方向;随后, 无论是泡沫式、机抽式, 还是管柱、电潜泵、气举, 都已经有了新的发展, 配套成为了一系列的排水采气设施。在进行过治理之后, 都取得了很好的成果。随着科技的发展, 电子计算机的普及, 第一次出现了计算机软件平台优化的想法, 并顺利地成为了现实。现今, 层出不穷的高新科技和发明, 也带动了排水采气工艺的发展, 出现了石炭系深井排泡工艺等等。

机抽排水采气维持了气田中后期生产, 是重要的生产环节, 其具有工艺不受采出程度影响、理论上能够把全部天然气采净、低压井也能够很好的运作等等的优点。

二、未来的排水采气工艺的发展方向和工艺提升空间

随着我国的排水采气工艺的不断发展, 今后的排水采气工艺将会在以下几个方面逐渐的发展:

常规泡沫排水采气虽然有消泡的问题, 但是由于其设备简单、施工容易, 以及投资少见效快、不影响日常生产等优点, 将会被继续地大量使用, 并且在此基础上进一步地研发;优选管柱排水采气工艺施工麻烦, 投资较大, 但是能够保证气井的正常携液生产, 并且非常适用于低压井;组合排水采气工艺将会被不断地优化, 以及被大范围地推广和应用;单井排水工艺将与气藏工程相结合, 成为一项气藏整体防治的高端技术;排水采气的工艺将会变得多样化, 举升采气设备与技术将会变得自动化、智能化, 逐渐取代人工举升采气的工艺技术。通过对机抽排水采气配套的防腐防气整筒式金属柱塞陶瓷泵阀泵、组合式井下高效多相分离器、抽油泵承载阀等配套装备的研发和对整个机抽排水采气系统的优化设计, 使泵效与检泵周期得到了较大提高。

其中, 最具有应用前景的是柱塞气举排水采气工艺, 其原理是将柱塞作为气液之间的机械界面, 利用气井自身的能量来推动柱塞在油管内进行周期地举液, 有效阻止气体上窜和液体回落, 减少液体滑脱效应, 增加间歇气举效率。柱塞可以自动捕捉, 安装、检查、维修简单易行;井下试验设备简单, 不需起出油管;整体装置的自动化程度高, 操作方便, 尤其适用于低压低产气井。

三、国内新型的排水采气工艺

根据抽油泵的组装方式可以将抽油泵分为:组合泵和整筒泵。例如防腐防气整筒式金属柱塞陶瓷泵阀泵, 在抽油泵作为机抽系统的核心和关键, 是三抽设备之一的情况下, 前者有更好的使用效果。为了提高泵的效能、延长检泵的周期, 应当为这些设备配套相应的技术/配件。泵挂深度增加, 以及拥有相应的配套技术情况下, 深抽减载装置能够有效地增加天然气的产量;玻璃钢抽油杆是由玻璃钢 (一种纤维增强型复合材料) 组成地, 具有抗拉强度高、重量轻、弹性好、耐腐蚀、能完成超冲程工作等等优点。其完成超冲程工作的前提是能够通过优化抽油机的工作参数和合理设计组合杆柱来获得超冲程。

由于前述所说的排水采气井较油井有一定的特殊性, 其在应用时, 应当在表面采用镀铬泵筒、喷焊镍基合金柱塞和陶瓷泵阀的防腐防气整筒式金属柱塞泵, 才能满足其需要的较强防腐、防气、耐磨的性能。铬金属有很好的防腐蚀的作用, 陶瓷工艺致密坚硬, 能够有效防止气体交换, 以及能够起到耐磨的作用。才能有效地改善当前常规抽油泵存在的种种问题, 有效提高泵的效能、延长检泵的周期。同样可以延长检泵周期的是承载阀的应用。为了防止出现诸如抽油泵气锁、或者油管内脏物沉降导致的卡泵现象, 承载阀装置应运而生。承载阀的主要功能包括:下冲程时其启动的机械启闭作用能够有效地形成负压环境, 使得泵内地气体能够有效排出, 消除气体影响, 提高泵的效能;其机械启闭作用还有上述防止卡泵的效果, 能够在停泵和下冲程时有效地防止由于油管内脏物过多、回落到泵筒中引起卡泵的现象。

除此以外, 组合式地井下高效多相分离器也是一项新的发展工艺。当排水采气当井气液比比较高的时候, 气体的多少对于泵效的影响非常大。因此, 为了要消除这种气体对机抽排水采气的影响, 组合式新型高效井下多相分离器被开发成为了一项新的设备。组合式地井下高效多相分离器的底部是重力式的分离器, 而顶部是螺旋式的分离器。这样的组合能够有效地提高螺旋式分离器排气开关阀的可靠性, 具有优良的防气、防砂性能。

除了硬件设备的开发和应用, 机抽排水采气工艺参数优化设计软件也被不断地研制和开发, 在收集到排水采气井所在地的地质资料、生产数据、测井资料等等数据之后, “机抽排水采气系统优化设计软件”被各个油气产业公司所开发完成, 其中一般上囊括了机抽井校核、机抽井设计、转抽井设计、机抽井管理、机抽井诊断、实测系统效率计算、软件帮助等等7个子系统, 进行对供排协调条件下机—杆—泵系统的最优化设计与参数、设备优选。

总结:

无论是低压低产产水气井还是高压高产的产水气井, 都需要进行动态的生产分析, 来确定产水井的合理工作方案。针对不同区域、不同井况、不同地质特点、不同环境条件、不同流体性质、不同的出砂和结垢情况、不同的经济投入和产出情况等等, 这时的气井生产都需要找出各种气井不同的最优数据, 合理地选择排水采气的方法, 才能进行独一无二的排水采气过程。

摘要：随着我国的经济、社会不断发展, 对于资源的需求也大大地增加, 有水气藏的开发和利用在此显得非常的重要。而由于现有的技术不够, 所开采出的气会出现产水的状态。越来越多的油田开始组成研究小组, 专门研究如何科学地、合理地排水采气工艺, 尽可能缩小造成的损失。本文首先简单阐述了一下排水采气工艺的发展历史, 其次指出了未来我国排水采气工艺的发展空间和发展方向, 与同行一起参考学习。

关键词：排水采气工艺,效率提升,抽油机,发展方向