第一篇：柱塞氣舉排水采氣工藝在含硫氣井中的應用

柱塞氣舉排水采氣工藝在含硫氣井中的應用

川東北地區各氣田普遍含硫，隨著氣田開發程度的逐步增大，特別是石炭系氣藏，大部分已產地層水。氣水井的出水特征差異較大，井口壓力不斷降低，管理、開發難度不斷增大。特別是針對部分具有井深、小產氣量、小產水量等特點的氣水同產井，傳統的泡排工藝已出現不適應性，需要探索新的排水采氣接替工藝。同時采用中心站的管理模式，取消了單井站，井站無人值守。間歇生產人工開關井受值班時間的制約具有隨意性，由于人工進行間歇開關井，存在諸多不利因素，如開關井時間制度，工作量、人員配置、交通等矛盾。如何延長氣水同產井的自噴生產期、如何將傳統意義的間歇生產人工開關井過渡到自動化間歇生產、如何解決柱塞氣舉工藝所涉及到一系列工具的抗硫性能是要面臨的一大課題。

為了達到理想的開采效果，針對氣水同產井的實際井況，開展了國內首次柱塞氣舉排水采氣工藝在含硫的氣水同產井的先導性試驗。通過對柱塞排水采氣工藝原理、工藝要求等進行研究，優化地面抗硫配套工具，并進行現場試驗，達到經濟有效的開采目的，逐步形成了含硫的氣水同產井的柱塞氣舉排水采氣工藝配套技術。該工藝對延長低壓間歇氣井天然能量生產期，優化地面管理、實現自動化，有效提高經濟效益，并最終提高含硫的氣水同產井的采收率具有十分重要的指導意義。

一、柱塞氣舉工藝原理及參數設計

1、柱塞氣舉排水采氣工藝原理及要求

(1)柱塞氣舉排水采氣工藝原理

柱塞氣舉是將柱塞作為氣液之間的機械界面，利用氣井自身能量推動柱塞在油管內進行周期地舉液，能夠有效地阻止氣體上竄和液體回落，減少液體滑脫效應，增加間歇氣舉效率。柱塞氣舉過程井筒油套壓變化見圖1。

圖1 柱塞舉升過程油壓、套壓變化示意圖

當控制薄膜閥關閉時，柱塞在自身重力作用下在油管內穿過氣液進行下落。在關井瞬時，套壓可能下降也可能不變，套壓下降時由于套管中的氣體繼續向油管膨脹，使油套壓趨近平衡，這時油壓會相應升高，之后套壓由地層供氣能力控制;關井初期，油壓恢復較快，之后油壓由地層供氣能力控制。

柱塞下落到達井下卡定器位置處，撞擊卡定器的緩沖彈簧，液面通過柱塞與油管的間隙上升至柱塞以上聚集。

地面控制器控制薄膜閥打開，生產管線暢通，套管氣和進入井筒內的地層氣向油管膨脹，到達柱塞下面，推動柱塞及上部液體離開卡定器開始上升，直到柱塞到達井口。開井后，氣體從井口產出，油壓迅速降低，柱塞逐漸加速上升;同時套管氣體進入油管舉升柱塞，套壓下降。

環空套壓迫使柱塞及柱塞以上的液體繼續上行，液體到達井口后，由于控制閥節流，油壓又開始增加;當柱塞到達井口后，油壓會繼續增加，套壓降到最小值。

根據設置的關井時間，地面控制器控制薄膜閥關閉生產管線，柱塞再次在自身重力作用下開始下落。(2)工藝要求

① 氣井具有一定的產能，帶液能力較弱的自噴或間噴生產井。② 日排液量小于30 m3。

③ 氣液比大于每千米250 m3/m3。

④ 國內一般井深H≤4 000 m(國外資料可以達5 000 m)。⑤ 井底有一定深度的積液。

⑥ 油管完好暢通、管串上工具內徑和油管統一。⑦ 井底清潔，無泥漿等污物。

2、相關工藝參數設計

在Foss & Gaul圖版技術的基礎上，利用柱塞舉升數值模擬技術，借助現場實測數據，模擬求解柱塞的運動參數。結合氣井產能擬穩定態的IPR，系統設計柱塞舉升的工作參數，使整個生產系統處于最佳，試驗井TS12井及L12井參數設計如下。(1)TS12井柱塞氣舉工藝參數 ① 依靠該井自身能量進行生產。② 卡定器下入深度：3 929 m。③ 運行周期：3~8次/天。

④ 預計產水：10~15 m3/d(初期水量較大)。⑤ 預計產氣：(1~1.5)×100000 m3/d。(2)L12井柱塞氣舉工藝參數 ① 依靠該井自身能量進行生產。② 卡定器下入深度：3 727.6 m。③ 運行周期：3~8次/天。

④ 預計產水：4~10 m3/d(初期水量較大)。⑤ 預計產氣：(1~1.8)×100000m3/d。

二、含硫氣井柱塞氣舉工藝優化

由于柱塞氣舉工藝在國內還沒有在含硫氣水同產井中應用的先例，因此在開展試驗前，充分借鑒四川氣田廣安區塊5口井現場應用的實際情況，結合試驗井的具體井況，對卡定器設計的合理性、氣源連接管線、薄膜閥控制系統動力氣源優化等三個方面進行了深入思考，并進行工藝優化，最終取得現場應用的成功。

1、卡定器、緩沖彈簧設計整體優化

在廣安區塊實施柱塞舉升工藝的5口井中，部分井的卡定器+緩沖彈簧在井下發生位移(圖2)。分析認為是井下工具設計缺陷所致，緩沖彈簧的密封性不好，在柱塞工藝井下工具發生位移后，將對氣井安全生產造成嚴重的影響。

圖2 打撈出井的卡定器、緩沖彈簧

有些卡定器、緩沖彈簧上設計有密封膠皮，用來起密封作用阻止液體回落。這種想法初衷是好的，但是走進了思維誤區。首先，卡定器是安裝在油管接近底部，不是安裝在油管的中部，基本上不存在回落問題;其次，分析生產過程可以知道，不管是開井還是關井恢復過程中，液體主要是從地層流入井筒再進入油管，不然柱塞也就沒有液體可帶;另外，膠筒的存在對鋼絲作業打撈造成一定的困難。針對卡定器、緩沖彈簧設計上存在缺陷，為確保川東北氣礦

含硫氣井的卡定器能卡得住、卡得穩，對卡定器、緩沖彈簧進行了改進(圖3)。借助試驗井修井作業的時機，預先在卡定器位置下入節流器工作筒，將節流器的坐放部件與緩沖彈簧整體結合，確保坐放能更加可靠。

圖3 采用節流器改進卡定器、緩沖彈簧

2、氣源管線優化改進

柱塞氣舉工藝在廣安區塊的部分井中出現了高壓氣源軟管鼓泡的現象，嚴重威脅氣井的安全生產，所有實施井均被迫關閉，改為原生產流程開井生產。針對氣源管線鼓泡問題，分析認為起泡原因是由于管線是由多層材料加工而成，加工過程中最外層和第二層之間留有空氣，導致實際生產過程中氣源軟管出現鼓泡現象。

針對該種情況提出的解決措施：將所有高壓軟管更換成高壓不銹鋼管，確保現場生產安全，不但解決了高壓軟管的安全隱患，而且美化了井場。

3、薄膜閥控制系統動力氣源優化

廣安區塊實施的柱塞氣舉工藝井均為非含硫氣井，因此，采用的是普通材質的工具，直接連接油套環空，將油套環空中的天然氣直接作為薄膜閥控制系統的動力氣源。針對川東北氣礦試驗井的含硫情況，將井口防噴管、捕捉器等關鍵部位的工具改為抗硫材質，同時將井站凈化氣管線來氣作為薄膜閥控制系統的動力氣源(圖4)，以確保設備及人員的安全。

圖4 凈化氣管線來氣作為薄膜閥動力氣源

三、現場試驗及效果評價

1、試驗概況

通過前期論證，決定將柱塞氣舉排水采氣工藝應用于川東北氣礦的TS12井和L12井兩口含硫的氣水同產井，試驗概況如下： TS12井在未使用柱塞氣舉前，采用泡沫排水采氣工藝，每天不間斷連續加注起泡劑、消泡劑。每天加注HRQ-1型起泡劑25 kg，加注HRX-1型消泡劑25 kg，油壓5~6 MPa，套壓10~11.5 MPa，日產氣(1~1.1)×100000 m3，日產水12~13 m3。在完成坐放井下卡定器緩沖彈簧及地面配套流程安裝后，自2011年9月18日開始采用柱塞氣舉工藝生產，從柱塞控制模式入手進行柱塞氣舉制度的摸索，由于TS12井地層能量較為充足，試驗前實測地層靜壓為16.715 MPa，該井立足于“減少關井復壓時間、增加開井次數”，以期達到多產氣的目的。通過TS12井每次柱塞到達井口時間比對、柱塞運行周期分析、開關井時井口油套壓變化的判斷，結合實際生產情況，通過現場30余次的調試，初步摸索出適合TS12井的柱塞氣舉工藝制度，在采用時間控制模式、每天運行9個周期的情況下，完全依靠天然能量生產，油壓2.2~8 MPa，套壓8~11.6 MPa，日產氣(1.2~1.5)×100000m3，日產水11.5~15m3。生產情況見圖5，可以看出柱塞完全可以代替泡排工藝，該井完全依靠天然能量，實現清潔開采，延長氣井自噴生產期，推遲上其他工藝的時間。

圖5 TS12 井柱塞階段生產情況

藝間歇生產，每天加注HRQ-1型起泡劑8 kg，加注HRX-1 型消泡劑8 kg，油壓5~5.5 MPa，套壓7~8MPa，日產氣(1.1~1.4)×100000 m3，日產水4~5.5 m3。在完成坐放井下卡定器緩沖彈簧及地面配套流程安裝后，自2011年9月21日開始采用柱塞氣舉工藝生產，從柱塞控制模式入手進行柱塞氣舉制度的摸索，由于L12 井地層能量較低，試驗前實測地層靜壓為11.732 MPa，該井立足于“增加關井復壓時間、減少開井次數”，以期達到多產氣的目的。

圖6 L12 井柱塞階段生產情況

通過L12井每次柱塞到達井口時間比對、柱塞運行周期分析、開關井時井口油套壓變化的判斷，結合實際生產情況，通過現場20余次的調試，初步摸索出適合L12井的柱塞氣舉工藝制度，在采用時間控制模式、每天運行5個周期的情況下，完全依靠天然能量實現連續生產，油壓5~6.5 MPa，套壓7.6~8.8 MPa，日產氣(1.2~1.5)×100000 m3，日產水3~4 m3。生產情況見圖6，可以看出柱塞完全可以代替泡排工藝，該井完全依靠天然能量，實現清潔開采，延長氣井自噴生產期，推遲上其他工藝的時間。

2、試驗效果分析

現場實驗表明：柱塞氣舉排水采氣工藝在具有井深、小產氣量、小產水量等特點的含硫氣井中的應用取得良好的排水采氣效果和經濟效益，在初期運行調試過程中，試驗了多個工作制度，柱塞基本能夠順利到達井口，從而起到帶液目的，每個制度下運行參數穩定。目前TS12每天9個周期，關1小時52分鐘，開井32分鐘，日產水11~13 m3，日產氣(1~1.1)×100000m3，L12井每天生產5個周期，關井4小時8分，開井40 分鐘，日產水2~3 m3，日產氣(1~1.2)×100000 m3。兩口試驗井均能連續生產，且生產較為平穩。

L12井及TS12井的實踐表明：柱塞氣舉排水采氣工藝能夠起到有效帶液的作用，能夠延長水淹井自然能量生產期，能夠替代泡排工藝。

在未使用柱塞氣舉前，兩口井均采用泡沫排水采氣，每天不間斷連續加注起、消泡劑。計算可得TS12井每月節約成本18 235.5元，L12井每月節約成本6 687.0元，月總節約成本約24 922.5元。

結論及建議：

(1)柱塞氣舉排水采氣工藝在TS12井、L12井的試驗成功，表明柱塞氣舉排水采氣工藝可以在具有井深、小產氣量、小產水量等特點的含硫氣水同產井中應用。

(2)柱塞氣舉排水采氣工藝能夠起到有效帶液的作用，能夠延長水淹井自然能量生產期，能夠替代泡排工藝。

(3)該工藝技術具有工藝簡單、無動力消耗、地面設備的自動化程度高、易于管理等優點。

(4)由于L12井、TS12井采用改進后的井下卡定器，這種卡定器是根據井下節流器卡定原理改進而成，現場試驗效果較好，具有推廣價值。(5)由于針對含硫氣井所采用的柱塞產品均來自國外，且國外公司并未提供柱塞氣舉制度執行的建議。因此，逐步建立試驗井的柱塞氣舉工藝生產管理制度顯得尤為迫切，力爭在試驗初步成功的基礎上，細化生產管理制度，做到“一井一策”，真正實現柱塞氣舉排水采氣工藝的精細化管理。

(6)建議通過分析試驗井柱塞磨損程度，建立柱塞氣舉排水采氣工藝的柱塞維護制度，以確保試驗井柱塞的正常運行。

(7)建議在具備選井條件的含硫氣水同產井中推廣應用柱塞排水采氣工藝，同時開展分體柱塞、自動化控制間歇生產等先導性試驗。

第二篇：排水采氣工藝技術

排水采氣工藝技術

由于在氣井中常有烴類凝析液或地層水流入井底。當氣井產量高、井底氣液速度大而井中流體的數量相對較少時，水將完全被氣流攜帶至地面，否則，井筒中將出現積液。積液的存在將增大對氣層的回壓，并限制其生產能力，有時甚至會將氣層完全壓死以致關井。排除氣井井筒及井底附近地層積液過多或產水，并使氣井恢復正常生產的措施，稱為排水采氣。排水采氣工藝可分為:機械法和物理化學法。機械法即優選管柱排水采氣工藝、氣舉排水采氣工藝、電潛泵排水采氣工藝、機抽等排水采氣工藝，物理化學法即泡沫排水采氣法及化學堵水等方法。這些工藝的選擇取決于氣藏的地質特征、產水氣井的生產狀態和經濟投入的考慮。優選管柱排水采氣技術

在氣水井生產中后期，隨著氣井產氣量和排水量的顯著下降，氣液兩相間的滑脫損失就取代摩阻損失，上升為影響提高氣井最終采收率的主要矛盾。這時氣井往往因舉液速度太低，不能將地層水即使排出地面而水淹。優選管柱排水采氣工藝就是在有水氣井開采到中后期，重新調整自噴管柱，減少氣流的滑脫損失，以充分利用氣井自身能量的一種自力式排水采氣方法。優選管柱排水采氣工藝，其理論成熟，施工容易，管理方便，工作制度可調，免修期長，投資少，除優選與地層流動條件相匹配的油管柱外，無須另外特殊設備和動力裝置，是充分利用氣井自身能量實現連續排水生產，以延長氣井帶水自噴期的一項開采工藝技術。

該技術適用于開采中后期具有一定能量的間噴井、弱噴井，能延長氣水井的自噴期，適用于井深＜3000m，產水量＜100 m3/d。對采用油管公稱直徑≤60mm進行小油管排水采氣的工藝井，最大排水量50m3/d，油管強度制約油管下深。工藝實施后需要配合誘噴工藝使施工井恢復生產。2 泡沫排水采氣技術

泡沫排水采氣技術是通過地面設備向井內注入泡沫助采劑，降低井內積液的表、界面張力，使其呈低表面張力和高表面粘度的狀態，利用井內自生氣體或注入外部氣源（天然氣或液氮）產生泡沫。由于氣體與液體的密度相差很大，故在液體中的氣泡總是很快上升至液面，使液體以泡沫的方式被帶出，達到排出井內積液的目的。該工藝適用于弱噴、間噴的產水氣井，井底溫度≤120℃，抗凝析油的泡排劑要求凝析油量在總液量中的比例不超過30%，其最大排水能力＜100 m3/d，最大井深＜3500m。泡排的投入采出比在1：30以上，經濟效益十分顯著。3 柱塞氣舉排水采氣技術

柱塞氣舉是一種用于氣井見水初期的排水采氣工藝。它是將柱塞作為氣、液之間的機械截面，依靠氣井原有的氣體壓力，以一種循環的方式使柱塞在油管內上、下移動，從而減少液體的回落，消除了氣體穿透液體段塞的可能，提高了間歇氣舉舉升效率。柱塞的具體工作過程是：關井后柱塞在自身重力的作用下沉沒到安裝在生產管柱內的彈簧承接器頂部，關井期間柱塞下方的能量得以恢復，即油氣聚集；開井后，在柱塞上下兩段壓差作用下，柱塞和其上方的液體被一同向上舉升，液體舉出井口后，柱塞下方的天然氣得以釋放，完成一個舉升過程；柱塞到達井口或延時結束后，井口自動關閉，柱塞重新回落到彈簧承接器頂部，再重復上述步驟。如果井筒內結蠟、結晶鹽或垢物，則在柱塞上下往復運行過程中將會得到及時清除。

該工藝設備簡單，全套設備中只有一個運動件——柱塞，柱塞作為設備中唯一的易損件，可在井口自動捕捉或極易手工捕捉，容易從一口井起出轉向另一口井，不需立井架，檢查、維修或更換都很方便。另外，井下所有設備可用鋼絲繩起出，不需起油管，作業比較簡單，運行費用低。

該工藝適用于弱噴或間噴的小產水量氣井，最大排水能力＜50m3/d，氣液比＞700～1000m3/ m3，柱塞可下入深度（卡定器位置）＜3000m，一般應用于深度2500m左右，對斜井或彎曲井受限。

柱塞在運行的同時還可消除蠟、水化物及砂等的沉積堵塞問題，而且柱塞每循環舉升液量可在很大的范圍內進行調整，從而達到了穩定產量和提高舉升效率的目的。氣舉排水采氣技術

氣舉排水采氣技術是通過氣舉閥，從地面將高壓天然氣注入停噴的井中，利用氣體的能量舉升井筒中的液體，使井恢復生產能力。氣舉可分為連續氣舉和間歇氣舉兩種方式。影響氣舉方式選擇的因素有：井的產量、井底壓力、產液指數、舉升高度及注氣壓力等。對井底壓力和產能高的井，通常采用連續氣舉生產；對井底壓力及產能較低的井，則采用間歇氣舉或活塞氣舉。

目前現場普遍采用連續氣舉的方式。所謂連續氣舉，是將產層高壓氣或地面增壓氣連續地注入氣舉管內，給來自產層的井液充氣，使氣、液混相，以降低管柱內液柱的密度，提高舉升能力。當井底壓力降至足以形成生產壓差時，就造成類似于自噴排水的勢頭，在井內液柱被卸載后，井可望達到所需的產量指標。連續氣舉方式主要有三種：開式氣舉、半閉式氣舉和閉式氣舉。

該工藝適用于水淹井的復產和大產水量井的助噴及氣藏連續強排，工藝井不受井斜、井深和硫化氫限制及氣液比影響，排水量大，最大排水能力可達到600m3/d，單井增產效果顯著。可多次重復啟動。設備配套簡單，管理方便，投資少，經濟效益高。目前現場最大舉升高度可達到4000m。

其缺點是工藝井受注氣壓力對井底造成的回壓影響，不能把氣藏采至枯竭；需要高壓氣井或壓縮機作高壓氣源；套管必須能承受注氣高壓；高壓施工，對裝置的安全可靠興要求高。5 機抽排水采氣技術

機抽排水采氣工藝是針對有一定產能，動液面較高，鄰近無高壓氣源或采取氣舉法已不經濟的水淹井，采用井下分離器、深井泵、抽油桿、脫節器、抽油機等配套機械設備，進行排水采氣的生產工藝。目前，井口密封和大氣液比井的機抽排水還需進一步深入研究。該工藝設計、安裝和管理較方便，經濟成本較低，不受氣井采出程度影響，并能把氣井采至枯竭。

該工藝適用于水淹井復產、間噴井和開發后期低壓氣水井的開采，由于受井斜、井深、硫化氫和氣液比（泵易造成氣鎖）影響較大，目前最大泵掛深度3000m，最大排水能力＜100 m3/d，最大允許氣液比為800 m3/ m3。由于氣水井與油井性質差異較大，尚未完全解決配套問題。

以上各種工藝適合于不同的氣藏開發階段，其中適合于氣藏自噴末期，氣井具有自噴或間噴能力產水氣井的工藝有優選管柱、泡排、柱塞氣舉排水采氣工藝，適合于氣井強排水或水淹氣井復產的工藝有氣舉、機抽排水采氣工藝。在選擇排水采氣工藝時，要遵循以下原則：所選氣井必須具有一定的產能，具有一定的可采儲量；在工藝類型的選擇上，優先選擇不用動管柱的排水采氣工藝，然后再選擇動管柱的排水采氣工藝；優選出的排水采氣工藝要能盡快排出氣井井底積液，恢復氣井產能；所選的排水采氣工藝要從長遠考慮，工藝的應用期要相對較長，盡量避免氣井在短期內再次水淹；排水采氣工藝的選擇要從經濟投入出發，盡量選用投資較低，作業較簡單，易于管理的排水采氣工藝。

排水采氣工藝選擇流程：

氣井生產能力弱噴≤3000m＞3000m≥800是新井否凝析油含量≥30%否優選管柱泡沫排水是柱塞氣舉是泡沫排水井口增壓溫度＜120℃凝析油含量＜30%自噴≤3000m水淹＞3000m井深井深＜800氣液比＞30m3凝析油含量≥30%否氣舉＋泡排是連續氣舉產液量≤30m3機抽連續氣舉否

給定的一口產水氣井，究竟選擇何種排水采氣方法，需要進行不同排水采氣方式的比較。排水采氣方法對井的開采條件有一定的要求，如果不注意地質、開采和環境因素的敏感性，就會降低排水采氣裝置的效率和壽命。因此，除了井的動態參數外，其他開采條件如產出流體性質、出砂、結垢等也是考慮的重要因素。此外，設計排水采氣裝置時，還需要考慮電力供給、高壓氣源、井場環境等。而最終考慮因素是經濟投入。

排水采氣的方法很多，各自存在其自身的優點與局限性。在生產中要利用其優點，避免其缺點，針對不同的氣井條件采用合適的排水采氣方法。組合排水采氣工藝可以優勢互補，擴大應用范圍，是今后排水采氣發展的一個方向。目前的排水采氣技術具有廣闊的使用空間，潛力巨大，將在含水氣田排水采氣生產中大有作為。但是這些工藝還遠遠不夠，不能滿足實際工作的需要，隨著工藝及技術水平的提高，不斷發展新的人工舉升采氣設備與技術，使得人工舉升好、技術逐步向自動化、智能化發展。

第三篇：自立式調壓閥在采氣工藝中的應用

自立式調壓閥在采氣工藝中的應用

前言

天然氣在集輸過程中，面對環境中地層壓力、溫度管線彎曲度等的變化，壓力會忽高忽低。在以前的生產中，固定管線壓力主要利用水套爐后節流調壓閥，這種方法調壓不穩定，當遇見產水井、產氣不穩定井時，節流調壓閥穩定壓力作用較差，而且存在很大安全隱患。最近我站在采氣工藝中充分發揮其創新思想，在原來的工藝基礎上大膽改造，引進國外先進的完全自力式高壓調節器，取得了良好效果。

KIMRAY完全自力式高壓調節器

當壓力調節器所要求滿足的關閉壓力超過300psi時，需要選擇一套由高壓馬達閥和指揮器組合而成的高壓調節器組合。供氣壓力調節器的裝臵被加入以減小上游壓力，直至到操作控制閥致動器的額定壓力上。

組成：氣動薄膜閥；指揮器；供氣壓力調節器；凝結水罐；儀表風管及接頭。實圖見圖一

性能： 進口壓力：Max.400PSI 出口壓力：5-300PSI可調

圖一KIMRAY完全自力式高壓調節器

在一個減壓調節的配臵里控制線路連接下游的，而閥則在壓力開的模式操作。減壓調節器是一個整裝的裝臵。當控制線路連接下游時，供應壓力來源于上游。供氣系統或配氣系統

工作原理：在調節器內，只有指揮器和氣動閥部分零件（剖面線部分）是活動部件。指揮器閥芯由兩個緊緊連在一起的不銹鋼小球組成。上游壓力（紅色）是指揮器的供氣壓力，同時，它也是氣動薄膜上面的作用力。氣動薄膜閥的面積是其閥座面積的2倍，這保證其正確的關閉。

指揮器的下閥口是氣動閥薄膜下部作用力的入口（紅色到黃色），指揮器的上閥口是氣體排放口（黃色到藍色）。指揮器彈簧作用在其活動部分的上部，同時，它與下游壓力（藍色）相平衡。

圖二 內部結構

假設旋緊指揮器調整螺釘，壓縮其彈簧，達到一個頂定壓力。當下游壓力（藍色）太低時，指揮器彈簧壓迫其活動部分向下移動，首先，關閉指揮器上部閥口（黃色到藍色），接著打開其下部閥口（紅色到黃色）。這允許上游壓力（紅色）進入氣動閥薄膜下部（黃色）與上部壓力平衡。此時，作用在其底部的上游壓力的推動下，氣動閥的閥座打開，下游壓力逐漸升高。當達到設定值時，指揮氣閥芯會同時關閉上，下兩個閥口。

當下游壓力超過其彈簧設定值時，指揮器活動部分會往上移動，打開其閥芯的上閥口，這允許從氣動閥薄膜底部排放氣體（黃色到藍色）。當其薄膜底部壓力減小后，氣動閥口會向下移動，關小閥口，以保持下游壓力與設定值相等。

這個無外排的，三通的指揮器閥芯，調整了氣動閥膜底部的壓力

（黃色）重新定位了氣動閥的閥座位臵，以適應流量的變化。這種快速但穩定的反應，產生了真正的節流式調節作用。

供氣壓力調節器 為需要持續低壓起源的氣動元件和指揮器提供所需壓力，其特點容易調整，內部泄放；其工作溫度-18到93攝氏度

可移動式薄膜依靠對所需流量快速的反應提供恒定的下游壓力。薄膜閥座組件可以上下移動以回應出口微小的所需流量的變化，薄膜閥座的移動改變噴嘴和尼龍閥座組件的間隙，從而補償所需流量的變化。

結論

采氣站在原來水套爐出口的針型調壓閥之后，高低壓緊急切斷閥之前安裝了完全自立式調壓閥，同時也在進站總機關撬的放空管線上安裝了該閥。這樣連同各設備上的安全閥、井口人員的定時查巡就形成了在生產運行中的五大安全保障。生產工藝中管線壓力穩定，即便是面對突然斷電等突發事故，自立式調壓閥也能自動泄壓，安全放空節約繁重的人工調壓成本，加強了安全保障，初步實現遠程控制壓力，為將來實現全面的遠程控制，自動化采氣工藝積累經驗。

該閥在使用的過程中，隨著天氣的變冷，指揮器引壓管偶有堵塞等問題出現，這將是我們下一步的工作。但總的來說，完全自立式調壓閥在采氣站工藝改造中使用效果良好。

第四篇：排水采氣工藝技術及其發展趨勢

國內外排水采氣工藝技術及其發展趨勢

一、國內排水采氣技術

1、泡沫排水采氣工藝

泡沫排水采氣工藝是將表面活性劑注入井內，與氣水混合產生泡沫，減少氣水兩相垂直管流動的滑脫損失，增加帶水量，起到助排的作用。由于沒有人工給垂直管舉升補充能量，該工藝用于尚有一定自噴能力的井。

泡沫排水采氣機理 a.泡沫效應 在氣層水中添加一定量的起泡劑，就能使油管中氣水兩相管流流動狀態發生顯著變化。氣水兩相介質在流動過程中高度泡沫化，密度顯著降低，從而減少了管流的壓力損失和攜帶積液所需要的氣流速度。

b.分散效應

氣水同產井中，存在液滴分散在氣流中的現象，這種分散能力取決于氣流對液相的攪動、沖擊程度。攪動愈激烈，分散程度愈高，液滴愈小，就愈易被氣流帶至地面。氣流對液相的分散作用是一個克服表面張力作功的過程，分散得越小，作的功就越多。起泡劑的分散效應：起泡劑是一種表面活性劑，可以使液相表面張力大幅度下降，達到同一分散程度所作的功將大大減小。

c.減阻效應

減阻的概念起源于“在流體中加少量添加劑，流體可輸性增加”。減阻劑是一些不溶的固體纖維、可溶的長鏈高分子聚合物及締合膠體。減阻劑能不同程度地降低氣水混合物管流流動阻力，提高液相的可輸性。

d.洗滌效應

起泡劑通常也是洗滌劑，它對井筒附近地層孔隙和井壁的清洗，包含著酸化、吸附、潤濕、乳化、滲透等作用，特別是大量泡沫的生成，有利于不溶性污垢包裹在泡沫中被帶出井口，這將解除堵塞，疏通孔道，改善氣井的生產能力。

1.1）起泡劑的組成及消泡原理

起泡劑由表面活性劑、穩定劑、防腐劑、緩蝕劑等復配而成。其主要成分是表面活性劑，一般含量為30%～40%。

表面活性劑是一種線性分子，由兩種不同基團組成，一種是親水基團，與水分子的作用力強，另一種是親油基團，與水分子不易接近。當表面活性劑溶于水中后，根據相似相溶原理，親水基團傾向于留在水中，而親油基團傾向于分子在液體表面上整齊地取向排列形成吸附層，此時溶液表面張力大幅降低，當有氣體進入表面活性劑溶液時，親水基團定向排列在液膜內，親油基團則定向排列在液膜內外兩面，靠分子作用力形成穩定的泡沫。

1.2）起泡劑的注入方式

起泡劑一般從油套環空注入，水呈泡沫段塞狀態從油管與氣一同排出后，在地面進行分離。注起泡劑的方式有便攜式投藥筒、泡沫排水專用車、井場平衡罐及電動柱塞計量泵等多種，需根據井場條件選擇。

1.3）性能要求 除具備表面活性劑一般性能外，還要求具有起泡能力強、泡沫攜液量大及泡沫穩定性適中等特殊性能。常用的表面活性劑有離子型、非離子型、兩性表面活性劑及高分子聚合物表面活性劑。

1.4）適用井的特點：

（1）自噴井中因氣水比低，井底壓力低，垂管流動帶水不好，形成了井底積液的井，表現為產氣量下降，油壓下降（油管生產），套油壓差值上升，產出水不均勻或呈股狀，出水間歇周期延長，井口壓力波動等。（2）因積液而停噴和間噴的井，經過關井放噴，氣舉或其它措施排出了井內積液，在注入了起泡劑的作用下改善垂管流動狀態后就可自噴或延長自噴周期的井。這類井在開井排積液前就可注入起泡劑，開井時即可起助排作用。

1.5）目前使用范圍 液體起泡劑

井的產水量≤300m3/d，井底溫度≤130℃。固體起泡劑：由于采用人工從油管投放，每日投入量有限，只適用于產水量低于30 m3/d的井和間歇排出井底積液的井。

1.6）工藝評價

（1）該工藝技術不復雜，使用的設備、工具較簡單，易于操作管理，礦場推廣實施快，費用低，氣水同產井自噴生產后可普遍采用，提高日產氣量和延長自噴期。統計數據表明，此項工藝每增產1m3天然氣費用低于0.01元，是經濟效益最高，最易于礦場推廣的排水工藝。（2）泡沫排水只是一種人工助排工藝，當井的產水量上升，氣層壓力下降和氣水比下降到一定程度時，僅靠注入起泡劑，就不可能在維持自噴生產，需代之以其它人工舉升的排水工藝。（3）需定時定量向井筒添加起泡劑。工藝的排液能力不高，一般在100m3/d左右，氣液比較小。（4）井身結構要求嚴格。（5）工藝參數的確定難度較大。

2、優選管柱排水采氣工藝

小油管排水采氣工藝技術適用于有水氣藏的中、后期。此時井已不能建立“三穩定”的排水采氣制度，轉入間歇生產，有的氣井已瀕臨水淹停產的危險。對這樣的氣井及時調整管柱，改換成較小管徑的油管生產，任可以恢復穩定的連續自噴。

2.1）技術原理

1）油管直徑過小，雖可以提高氣流速度，有利于將井底的液體排出，但在油管中的摩阻損失大，一定井口壓力下所要求的井底流壓高，從而限制了氣井產量。2）油管直徑過大，雖可以降低氣流速度及摩阻損失，從而降低流壓，提高氣井產量，但過低的氣流速度無法將井底液體攜至地面，最終造成井底積液、流壓升高而限制產氣量。

必須根據氣井的產能狀況優選合理的管徑，充分利用氣藏的能量，盡可能多地使井底的液體能及時被氣流攜帶到地面，以獲得最大產氣量。

2.2）工藝評價

優點：（1）屬自力式氣舉，能充分利用其藏自身能量，不需人為施加外部能源助噴。（2）變工藝井由間歇生產為較長時期的連續生產，經濟效益顯著。（3）設計成熟、工藝可靠，成功率高。（4）設備配套簡單，施工管理方便，易于推廣。

缺點：（1）工藝井必須有一定的生產能力，無自噴能力的井必須輔以其他誘噴措施復產或采用不壓井修井工藝作業。（2）工藝的排液能力較小，一般在120m3/d左右。（3）對11/2‘’小油管常受井深影響。一般在2600m左右。

3、氣舉排水采氣工藝

氣舉排水采氣工藝類似于氣舉采油，即將高壓天然氣注入氣井內，以改善產層的兩相滲流狀態，減小垂直管流的壓力損失，建立足夠的生產壓差將井底的積液排出。此工藝在四川威遠氣田獲得了較成功的應用。由于氣舉排水工藝的推廣，一些不產氣井變成了高產井，氣藏產氣量自1985年開始實現了連續3年年產氣量保持在3×10m以上，取得了較好的經濟效益。

3.1）工藝評價

優點：（1）可適應的排液量和舉升高度變化范圍大，為各項人工舉升排水工藝之首。（2）對特殊和復雜條件適應力強，對井下的高溫、腐蝕環境、出砂、井斜、井彎曲、小井眼和含氣量高等適應力強，氣水比越高越有利；對間歇生產井，產水量變化的井，或交替產出大股水、大股氣的井均能適應，這是機械泵排水所不能的。（3）井下工具簡單、工作可靠，檢修周期長，工藝推廣實施快；因井下工具簡單，無運轉部件，故工作時間長、可靠；井下氣舉閥的更換和維修技術簡單，檢修周期在一年以上。（3）操作管理方便，易為現場掌握。只需按要求注入一定氣量或一定壓力的高壓氣，井口無需住人管理、操作、資料錄取和井的分析，與氣水同產的自噴井相類似，不涉及機電等專門知識和技能。（4）費用低，不用電。投資與抽油機排水相近，若鄰近有高壓氣井，可直接作為動力，則費用更低。

缺點：（1）工藝井受注氣壓力對井底造成的回壓影響，不能把氣采至枯竭。（2）封閉式氣舉排液能力小，一般在100 m3/d左右，使工藝的應用范圍受到一定限制。（3）在無高壓氣井時，需用天然氣壓縮機提供高壓氣，增加了

83施工及管理工作量，增大了費用。（4）套管必須能承受注氣高壓。（5）高壓施工，對裝置的安全可靠性要求高。

4、機抽排水采氣工藝

抽油機排水采氣就是將有桿深井泵裝置用于油管抽水，套管采氣。這種方法適用于氣藏中、后期，低壓間歇井或水淹氣井，且天然氣不含或低含硫。

4.1）工藝評價

優點：（1）直接將泵置于井下，只要有足夠的泵掛深度，就可以在很低的回壓下排水采氣。（2）裝置簡單，工作可靠，可用天然氣和電作動力，易于實現自動控制，其安裝使用和維護技術易于為礦場掌握。（3）投資少，并可使裝備多井運轉。（4）對于排水量不超過80 m/d，要求泵掛深度不超過1250m的井是一種可行的排水采氣工藝。（5）工藝井不受采出程度影響，并能把氣采至枯竭。

缺點：（1）需要深井泵、抽油機，由于井深，排量要求大，動力裝置的配套在目前階段苦難較大。（2）受井斜、井深和硫化氫影響較大，目前泵掛深度僅能達到1500m，排量100m3/d左右。（3）鑒于氣水井與油井性質差異較大，尚未完全解決配套問題。（4）該項工藝需長期連續供電對分散較遠的井，需有單井連續發電能力，增加了推廣此工藝的難度。

35、電潛泵排水采氣工藝

電潛泵排水采氣是將油井采液用的電潛泵下入氣水井井底，啟泵后將井底積液迅速排出井口，使水淹井的井底回壓得以降低，氣水井能恢復穩定生產。

5.1）工藝評價

優點：（1）電潛泵因泵掛深度大，排量高，適用于壓力低、產水量大的排水采氣井。若以井深3000m，泵掛深度2650m計算，井底的回壓可降到5~6個Mpa，比氣舉排水對井底的回壓更低。（2）采用了可調速的變頻機組，可在低速下啟動，故能多次重復啟動而不損壞電機；可人工調整井下機組轉速，達到調整井下泵的排量和揚程，因而對井的產液量變化有一定的適應能力，這對氣水井很重要。（3）易于安裝井下溫度、壓力傳感器，在地面通過控制屏，隨時直觀測出泵吸入口處溫度、運行電流、壓力等參數。（4）自動化程度較高，安裝、操作、管理方便。（5）不受井斜限制。

缺點：（1）需安裝高壓電源。（2）主要裝備在井下，對于單井裂縫系統，氣井復活后，難于取出多井多次運用，使裝備的一次性投資較大。（3）電機、電纜壽命受井溫影響。由于高溫下電纜易損壞，使井深受限制，目前僅能應用于3000m左右井深。

6、柱塞氣舉排水采氣工藝 柱塞泵井下排水采氣法。該方法是采用普通桿式柱塞泵將分離出來的水 壓人下面的地層。井的上部是產氣層,下面是出水層,而注人水層在封隔器的下邊。與常規水驅氣方法相比,它可減少水的損失量,增加氣產量。由于水氣在井底分離,并直接注人井下,采氣效率非常可觀。更大的益處是改善了采出氣的質量,減少氣含水。

在美國，柱塞氣舉被認為是最佳的排水采氣工藝。由于柱塞氣舉所需的氣體由自身的套管氣提供，勿需其它動力設備，生產成本低。國內應加強研究，繼續消化和完善這一工藝。

6.1）工藝評價

（1）柱塞舉升基本上消除了液體回落（滑脫），提高了垂管舉升效率，對產水量不大，而氣水比較高的井采用柱塞氣舉可延長自噴期。（2）柱塞舉升僅適用于產液量低的井，一般不超過40m3/d。（3）工藝設備簡單，一次性購置和安裝費用低。（4）薄膜閥由氮氣驅動，每周消耗一瓶氮氣外無其它消耗。（5）由電子控制器程序控制薄膜閥的開關和柱塞的上升下落，日常管理工作很少。

二、國外排水采氣工藝技術

2.1）成熟工藝技術的發展

近年來,氣井排水采氣工藝技術方面的發展主要是新裝備的配制。如機抽工藝在抽油機方面發展了多種變形產品,如膠帶傳動游梁式、旋轉驢頭式、雙驢頭式、數控液壓式等抽油機開發了可調速驅動電機、自潤滑井下泵柱塞、油管旋轉器、陶瓷泵閥等抽油機配套設備及部件在抽油桿方面,研制了鋁合金抽油桿、不銹鋼抽油桿、玻璃鋼抽油桿等多種新型高強度、耐腐蝕、耐磨損的抽油桿同時,在光桿密封、井下氣液分離、砂控、砂洗方面也做了大量工作,提高了光桿密封效果和防氣、防砂效果。

在氣舉采氣技術方面,主要是在氣舉優化設計軟件和氣舉井下工具等方面發展較快。氣舉優化設計軟件將多相流理論研究、井筒內溫度分布研究、套管壓力不穩定性研究的多項新成果應用于軟件之中,使得模型更精確。氣舉配套工具已基本形成系列,產品主要有氣舉閥、偏心筒、封隔器、間歇氣舉裝置、柱塞氣舉裝置、洗井裝置等。

電潛泵以其揚程高、排量大等優點而得到迅速發展。近幾年來,研制成功了高效多級電潛泵、新型大排量多級電潛泵、三種雙電潛泵完井系統、大功率電機等新設備新工具。同時在電壓保護裝置、電纜、氣體處理器等方面的研究也有了很大進展,實現了電潛泵用于高氣液比井的排水采氣,使電潛泵的泵效和使用壽命得到提高。在螺桿泵技術方面,為滿足油氣田開采工藝的需要,近十年來,各國有關制造廠和公司相繼推出了井下單螺桿抽油泵系列產品,主要以地面驅動、抽油桿傳動為主,同時也生產無桿螺桿泵等產品,在螺桿泵的元件和配套設備方面也推陳出新。

2.2）國外新工藝、新技術的應用

近年來,國外又開發出了一些以降低成本為主要目標的井下排水采氣新技術、聚合物控水采氣技術,重點研究了單井排水技術與氣藏工程相結的多學科氣藏整體治水技術。同時進行了排水采氣工藝技術與裝備、井下作業、修井技術的系列配套研究研究應用了能提高氣井產量、降低操作和處理費用的井下氣水分離、回注系統,及噴射氣舉、腔式氣舉、射流泵和氣舉組合開采等新工藝、新技術以及智能人工舉升配套裝備,使排水采氣工藝技術逐步向遙控、集中、高度自動化、智能化舉升方向發展。

1、井下氣液分離同井回注技術

自90 年代以來,國外注意到傳統工藝在開采高含水氣田所存在的問題,研究采用低污染、低投人、高產出的采氣新工藝,在改進分離設備上取得了長足的進步,成功地研究出井下氣液分離與產出水直接回注技術。加拿大C一FER公司對井下氣、液分離技術進行了研究,艾伯塔省PanCanadian 公司在加拿大某氣田現場進行了試驗。該技術是把水力旋流器與常規井下采氣系統相結合,實現采氣、氣液分離和采出水同時注人同井地層。其原理是在井下利用某種分離裝置將地層產出的氣水進行分離,然后將富氣流氣多水少舉升到地面,而將富水流水中氣很少在井下直接回注到某個選定的含水層或報廢地層中。

2、阻水開采法。

這種工藝適用于氣藏早期整體排水,也適用于中、后期阻水。其阻水機理是在邊水驅氣藏氣水界。面含水一側或底水驅氣藏的含水層布置排水井或在局部水驅氣藏,水沿高滲透帶或裂縫發育帶進人。氣藏的通道上建立高分子聚合物粘稠液阻水屏障。其目的是拖住邊水推進,降低底水上升的速度,避免或減少氣水接觸,邊水驅為“彈性氣驅”的開采方式

3、電潛泵倒置排水采氣法

這是美國 Centrilift公司開發出的一種新的井下排水法。該技術取決于氣井中必須有一排水層位于產氣層下方,將電潛泵倒置安裝,使它能向下泵送水并進人下面的排水層。這種排液方法比將水泵送到地面所需的路程短得多,從而所需的功率也就少,只要注人壓力小于液柱壓力即可。該技術的優點是可減少水處理的費用、所需功率小、可監測井下壓力和提高氣產量。

4、天然氣連續循環技術 天然氣連續循環技術是針對以往應用柱塞舉升或速度管柱實施氣井排液采氣時存在的缺點而推出的,可適用于柱塞氣舉不能正常工作的出砂氣井。

5、同心毛細管技術。

同心毛細管是針對低壓氣井積液、油氣井防蠟、清除鹽垢和清蠟等實際生產問題而研制出的一種新型工具,能夠經濟有效地解決上述生產問題,降低生產作業費用,提高作業井產量。

同心毛細管工藝技術。在同心毛細管的底部裝有一套井下注入單向閥組件。同心毛細管柱通常在積液氣井生產射孔段的底部，通過連續不斷地向井下注入化學發泡劑，降低井底液柱壓力，使泡沫化的液體隨天然氣氣流攜帶 出井筒，消除了氣井井底的液體滯留現象，從而提高排液效率。采用同心毛細管技術可以持續穩定提高氣井產量。油田的實踐已經證明[1。毛細管管柱的成功率大約為75，利用間歇試驗可以很容易證明毛細管管柱是經濟、有效的。但是，當用毛細管管柱防止結垢、結蠟或結鹽時，如果不能連續地投入化學劑，就有可能發生化學劑粘連毛細管管柱的問題。

6、深抽排水采氣工藝技術。

深抽排水采氣工藝-泛指泵掛深度超過 2000m機抽排水采氣工藝。我國科技人員通過深抽排水采氣工藝優化設計 和采用玻璃鋼與鋼混合桿柱設計[1O2，成功地將泵下到了2000m以下，并且研制出了適合于深抽生產的長沖程整體泵筒深井泵。針對出砂和腐蝕較嚴重的井，采用了鍍鉻工藝，從而提高了泵筒防腐、耐磨性能。為排除氣體對深井泵的影響，采用了多相井下氣液分離器，實現了氣、液、砂三相分離，有效地增加了深井泵充滿系數，從而提高了泵效、延長了檢泵周期。

7、聚合物控水采氣

聚合物控水采氣新技術利用聚合物控制氣井出水是一種新的思路,該方法與排水采氣不同,它不是通過排出井筒中的水來采氣,而是通過向井筒周圍的地層水注入聚合物,以減小井筒周圍地層水的滲透率,從而控制地層水流人井筒,并使氣順利采出。控制生產井產水的方法大致分為兩類第一,如果氣層與水層能明顯分開,可在水層選擇性的放置一種非滲透性的永久性阻擋物,包括水泥漿、固體顆粒、樹脂、高強度有機或無機凝膠。近十年來,英、美許多控水專家研究表明,封堵均質砂巖氣層下部地層水工藝己基本過關,但對中上部地層水的封堵效果還不能令人滿意。第二類,如果氣層與水層不易分開,用水溶性聚合物,不需要隔離氣和水。這種情況下,聚合物分子吸附在氣藏巖石表面,形成選擇性的阻擋層,只阻止水的流動。

8、超聲波排水采氣工藝技術 超聲波排水采氣是在研究超聲空化作用物理原理的基礎上，提出的一種排水采氣的新方法。該方法[幻的核心是在井下建立人工功率超聲波場，通過功率超聲對地層積水的空化作用，使地層積水的局部產生高溫高壓、并快速霧化，高效率霧化后的地層積水伴隨著天然氣生產氣流沿采氣油管排至地面，從而能有效地提高采氣油管的帶水能力，達到降低和排除井筒中積水、開放地層產氣微細裂縫、提高單井產能的目的。

三、今后排水采氣系的發展趨勢

隨著氣井完井技術的發展而發展。智能完井促使人工舉升采氣系統隨著定向井、水平井及多分支井的增多而向最優化生產力方向發展,成為人工舉升智能采氣系統隨著對水驅氣機理的的實驗和研究,發展系列排水采氣工藝技術,重點研究單井排水與氣藏工程相結合的氣藏整體治水技術隨著氣藏生產條件的變化,從單一排水采氣系統向聯合排水采氣系統發展隨著連續油管的研究與發展,不斷擴大連續油管在排水采氣方面的應用范圍隨著管材、工藝以及技術水平的提高,不斷發展新的人工舉升采氣設備與技術,以及智能人工舉升配套裝備,使人工舉升生產操作逐步向遙控、集中、高度自動化、智能化舉升方向發展。研究、優化設計、最佳工藝措施優選和各種工藝技術的技術、經濟界限。研制出現有工藝優化設計及診斷技術軟件。進行氣舉、電潛泵、機抽、水力射流泵效率影響因素研究,提高使用效果,擴大使用范圍。進行組合排水采氣工藝研究,發展組合類型,擴大適用范圍,特別要加強井口增壓和排水采氣工藝組合的技術經濟評價研究。進行延長工藝免修期的配套技術研究。

總體上來看今后排水采氣工藝的發展趨勢可以歸結為以下幾點：(1)組合排水采氣工藝可以優勢互補，擴大應用范圍，是今后排水采氣發展的一個方向。

(2)隨著人們對水驅氣藏機理的研究，發展系列排水采氣工藝技術，重點研究單井排水與氣藏工程相結合的氣藏整體防治技術。

(3)隨著工藝及技術水平的提高，不斷發展新的人工舉升采氣設備與技術，使得人工舉升技術逐步向自動化、智能化發展。

四、認識及結論

(1)排液采氣的方法很多，各自存在其自身的優點與局限性。在生產中要利用其優點，避免其缺點，針對不同的氣井條件采用合適的排液采氣方法。

(2)目前新的排水采氣技術具有廣闊的使用空間，潛力巨大，將在含水氣田排水采氣生產中大有作為。但是，這些工藝還遠遠不夠，不能滿足實際工作的需要，急需探索新的排水采氣機理和技術，最終提高氣藏的采收率。(3)排水采氣工藝研究是一項系統的科學研究和技術發展工程。針對不同條件的含水氣井應采取不同的開發方式，在優選排水采氣方式方法上還有待人們更進一步去研究探討。

[參考文獻] [1]曾慶恒，廖銳全，楊玲.采氣工程.北京：石油工業出版社，2012.[2] 李士倫，天然氣工程[M]．北京：石油工業出版社，2001．

[3]杜堅，周潔玲．深井低壓底水超聲排水采氣方法研究[J]．天然氣工業，2004，24(6)．

[4] http://wenku.baidu.com/view/865aaa6e25c52cc58bd6be2b.html [5] http://wenku.baidu.com/view/c6245849f7ec4afe04a1dfe3.hml [6]http://wenku.baidu.com/view/2cc9f1e1524de518964b7d12.html [7]http://wenku.baidu.com/view/7a03d412a216***8.html

第五篇：地下儲氣井在天然氣加氣站的應用

地下儲氣井在天然氣加氣站的應用

1　概述

CNG技術在各地被廣泛應用，由此帶動CNG加氣站大量建設和運營。加氣站的高壓儲氣系統，早期國內外一般采取地面儲氣瓶或儲氣罐的方式儲存壓縮天然氣，由于儲存壓力高(達25MPa)，且安放在地面上，安全問題引起人們的普遍擔憂。

CNG地下高壓儲氣井是近年來迅速發展起來的一種全新的儲氣方式，是我國幾十年石油天然氣工業開采技術的成功經驗與新興技術的完美結合。目前，該技術已列入石油天然氣行業標準《高壓氣地下儲氣井》(SY／T6535--2021)中。經過逾10年的開發研究和應用，目前已基本趨于成熟完善，其安全性高等顯著優點受到CNG汽車加氣站建設單位和消防安全管理部門的廣泛關注和認可。目前，全國已有逾300座CNG加氣站應用此方法，地下儲氣井的保有量已逾l000口。

2　高壓氣地下儲氣井的特點及技術指標

通過鉆井工藝建造的地下儲氣井，將CNG在地下100-250m深處，徹底杜絕了地面的隱患，具有安全性高、占地面積小、設備布局美觀等特點，現已成為國內CNG加氣站首選儲氣方式

①特點

泄漏隱患點大為減少，加氣站安全可靠性提高，便于操作，使用方便，免維護；不受環境影響，抗靜電，抗雷電；每口井占地面積≤1m。，運行成本低；排水徹底，消除積水造成的設備腐蝕因素，杜絕惡性事故發生，事故影響范圍小。

②主要技術指標

井管(TP8OCQJ儲氣井專用套管)外徑：177．8～244．5mm；單井容積：l一10m3；井深：100～250m；額定壓力：25MPa；儲存介質：符合國標《車用壓縮天然氣》(GB18047--2021)規定的天然氣。

③常見地F儲氣井型號與參數

國內常見地下儲氣井型號與參數見表1。

表1

常見地下儲氣井型號與參數

加氣站規模

／(m·d1)

儲氣井型號

儲氣井數

／口

額定壓力

／MPa

平深井深

/M

井管外徑

/MM

井管鋼級

單井容積

儲氣井

總容積

ooo

CQJ3—25

150

177

TPSOCQJ

3.0

12.0

000

CQj3—25

160

177

TPSOCQJ

16.0

ooo

CQJ6—25

150

244.5

TP80CQJ

0

0

3　地下儲氣井關鍵技術

地下儲氣井關鍵技術在于井筒的固定技術。儲氣井建造過程包括鉆井、下井筒及其套管、上套管封頭、下水泥漿小管至井底、配水泥漿并通過泥漿泵和水泥漿小管將水泥漿自井底注入至溢出地面，凝固。

目前較為先進的固井技術采用的是水泥漿自下而上灌注工藝，水泥漿將整個井筒外壁包覆并與井壁緊固成一體，以使井筒固定穩定、可靠，提高井筒的強度、耐腐蝕性和儲氣的安全性，延長其使用壽命，降低維護工作量。該技術具有如下特點：固井工藝先進、可靠；水泥緊固層密度高，井筒與井壁一體性好；固定性和防腐性均佳，可有效提高井筒的強度和壽命；高壓氣儲存安全、可靠，日常維護保養工作量小。它克服了傳統固井方式井筒穩定性差、易腐蝕、使用壽命短且儲氣安全性差、維護保養工作量大等缺陷。