论气井排液采气方式与排液采气井安全评价

2023-01-04

1 国内外排液采气工艺的研究现状

排液采气技术始于20世纪40年代的美国和苏联, 现今已广泛使用于气井生产中, 大大提高了含水气井的产量。国内排液采气的技术研究始于20世纪70年代, 但发展一直很缓慢。直到90年代, 四川普光气田从国外引进了数台高速射流泵并成功应用于采气生产中, 使排液采气技术在国内油田得到了实质性的发展。当前, 国内主要的排液采气方式有泡沫排液、柱塞气举、气举、机抽排液等, 其他的一些新技术、新工艺也有少量应用。

2 南八仙油气田排液采气现状

目前, 南八仙油气田共有气井75口, 其中进低压伴生气28口, 开井生产65口, 日气115万方左右 (其中天然气压缩机回收30.0万方左右) 。由南八仙气藏特殊性质决定, 目前南八仙气井都不同程度在积液和出液问题。根据油田产气井现状的数据统计:日产液小于1.0方的有16口;1.0方至2.0方的有15口;大于2.0方9口。根据产液量大小, 将每日产液大于1.0方的划为出液严重井, 已占南八仙油田开井数的60%。根据气井流压测压梯度显示气井产量与产液量程明显的正相关关系, 说明南八仙气井出液和积液现象已经成为制约南八仙气井发展重要因素。

3 排液采气方式

目前, 南八仙油田采用的排液采气方式主要有四种:增大压差排液采气、泡沫排液采气、下泵排液采气、小油管排液采气。各种方式的特点和原理如下:

增大压差排液采气。该方法原理是零回压放空排液采气, 需要进行周期性放喷, 主要用8.0毫米到10.0毫米气嘴进行放空, 靠排液才能稳定生产的气井占到能持续进中高压气井的52%。适用于有持续生产能力、测压梯度大于0.1MPa/100m、油套压差大于2.0MPa等情况。具有快速、便捷、见效快等优点, 但也有对地层伤害大、缩短气井生产时间、排液不彻底等缺点。

泡沫排液采气。该方法主要是通过向气井内注入化学起泡剂, 使井底积水产生大量含水泡沫, 这些含水泡沫密度低, 滑脱损失小, 容易被气体携带出井筒外。具有稳产时间长、资源浪费少, 对地层伤害小等优点, 但工序较繁琐。南八仙主要使用气井液体泡沫排水剂XHY-4和油气井用有机硅消泡剂XXP-1进行泡排试验, 共试验60余日, 泡排9口井, 都取得了良好的效果。泡排两个月累计增气72.0万方, 效果明显。

下泵排液采气。该方法适用于被水淹没的气井、低压产水气井或间喷井, 要求气井具有一定的产能、邻近无高压。它是通过抽油机带动深井泵做抽吸运动, 最终天然气由套管产出, 而水从油管中排除。该法也具有一定局限性, 对于产水量多大、井深超过2200m的气井不适用。南八仙下泵排液采气共有14口, 其中机采排液采气11口, 管式潜油泵排水采气3口, 其中7口井取得良好的成果。实现日增气5.1万方左右, 效果显著。该法具有维护方便、效果好的优点, 但容易出现进口密封效果不好、井下情况难以分析的缺点、

小油管排液采气。该法适用于新投和措施作业气井。主要是通过对自喷管柱管径的调整使得气流的滑脱损失减少来实现排液采气, 这是一种依靠自身能量的自立式气举排液方式。目前, 南八仙共有小油管生产井3口, 稳定日产气量5.55万方, 累计产气470万方。具有携液能力强、稳产时间长等优点, 但容易出现结蜡等异常情况, 而且测试困难。

4 排液采气井安全评价

气井排液采气过程中, 存在很多危险因素, 例如采气过程中, 各种设备都会承受一定的压力, 容易造成破坏而发生事故。这些安全事故一旦发生, 后果往往不堪设想, 危害波及范围可达数十公里。目前, 由于受实际条件所限, 排液采气井安全评价研究较少。根据排液采气方式的特点, 进行定性和定量的分析具有重要意义。用事故树分析方法可以实现对排液采气井存在的风险进行安全评价。这种方法是通过对可能导致事故的危险因素进行研究, 分析他们之间的逻辑关系, 逐步深入直到找出事故的基本原因和系统的薄弱环节, 最终评价系统的安全性。例如优选管柱排液采气方式合理调整管径是液体在井筒内呈雾状流出。影响该技术的主要安全因素是液下油管柱鼓掌、管柱失效等;泡沫排液采气方式是向井筒注入起泡剂, 利用产生的水泡沫携带液体随天然气排出。影响该技术的安全因素主要表现为采气管线腐蚀、柱塞鼓掌、设备排液效果不佳等;气举排液采气是利用注入进内的高压气体的能举升井内液体, 提高采气率。影响气举安全的主要因素是井口装置损坏、气举阀失灵、压缩机故障等;机抽排液采气的安全问题主要表现在电潜泵故障、电缆损坏、机组失效、水泵排量小等。