中石化華北局采氣一廠天然氣氣舉+間開(kāi)控制技術(shù)方案

一、 排水采氣綜合治理工藝

1.工藝原理
排水采氣綜合治理工藝技術(shù)，根據(jù)治理井的具體情況，采用本井氣連續(xù)天然氣氣舉、井口負(fù)壓開(kāi)采、自動(dòng)間開(kāi)等技術(shù)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)技術(shù)，充分利用氣井自身能量，實(shí)現(xiàn)氣井持續(xù)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，恢復(fù)該井產(chǎn)能，提高最終采收率。
1.1連續(xù)天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采
天然氣氣舉氣源：
1）本井氣充足，取本井氣為氣源；
2）本井氣不充足，有臨井且氣量充足，取臨井氣為啟動(dòng)氣源，舉通后轉(zhuǎn)本井取氣天然氣氣舉；
3）本井氣不充足，且沒(méi)有臨井，取管道返輸氣為啟動(dòng)氣源，舉通后轉(zhuǎn)本井取氣天然氣氣舉;
4）水淹氣井天然氣氣舉啟動(dòng)氣需量約2000-3000方。
氣源氣經(jīng)過(guò)氣體處理單元分離過(guò)濾，供燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和天然氣壓縮機(jī)。分離液由柱塞泵加壓進(jìn)入外輸管線外排。該設(shè)備采用撬裝移動(dòng)方式，便于轉(zhuǎn)場(chǎng)施工作業(yè)，方便快捷。天然氣氣舉設(shè)備單井作業(yè)用時(shí)短（8-24小時(shí)），能耗較少。本井循環(huán)、負(fù)壓開(kāi)采，可以大幅度降低油壓，提高氣體攜液能力，便于排出積液。

本井氣為氣源的天然氣氣舉和負(fù)壓開(kāi)采

1.2自動(dòng)間開(kāi)
通過(guò)智能的間開(kāi)控制技術(shù)，在氣井關(guān)井復(fù)壓到適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，打開(kāi)閥門生產(chǎn)，讓充足的天然氣在短時(shí)間內(nèi)以較高的流速帶積液，而在氣體流速下降至不能攜液的時(shí)候，自動(dòng)關(guān)閉閥門，進(jìn)入下一個(gè)關(guān)井復(fù)壓和開(kāi)井生產(chǎn)的周期。周而復(fù)始，維持氣井生產(chǎn)的同時(shí)有效攜液，降低井筒壓降，和井底流壓，增加地層生產(chǎn)壓差。

2.工藝要求
排水采氣綜合治理工藝要求氣井的油管套管外輸管線無(wú)異物杜塞、采氣樹(shù)法蘭閥門完好。同時(shí)具有如下特征的氣井比較適合排水采氣綜合治理工藝。
2.1 流壓梯度、靜壓梯度測(cè)試反應(yīng)井筒有積液?jiǎn)栴}；
2.2 見(jiàn)水或水量增加后油壓、產(chǎn)氣量遞減率增加；
2.3 氣液比大于1400，同時(shí)日產(chǎn)氣量小于臨界攜液流量；
2.4 氣液比小于500；
2.5 見(jiàn)水或水量增加后油壓、油套壓差增加（無(wú)封隔器）；
2.6 輔助排水后產(chǎn)氣量提高；
2.7 輔助排水后油壓提高，油套壓差降低。

3.排水采氣綜合治理工藝設(shè)備
3.1 天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采設(shè)備
天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采成套設(shè)備，由氣液分離器、天燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、柱塞泵、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳系統(tǒng)組成。
設(shè)備主要參數(shù)：

• 天然氣壓縮機(jī)排量m³/d: 15000-40000
• 吸氣壓力： 0.8-2.0Mpa
• 額定排氣壓力： 5-35Mpa
• 輸氣溫度： ≤135℃
• 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速： 742r/min
• 冷卻方式： 風(fēng)冷

天然氣氣舉設(shè)備工藝流程

天然氣氣舉系統(tǒng)的氣液分離器和天然氣壓縮機(jī)

3.2 自動(dòng)間開(kāi)設(shè)備
自動(dòng)間開(kāi)系統(tǒng)，由電動(dòng)間開(kāi)閥、電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)傳通訊系統(tǒng)組成。

4. 地面工藝連接技術(shù)要求
4.1 連續(xù)天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采
連續(xù)天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采系統(tǒng)和采氣樹(shù)油管、套管和外輸管線需要連接，并配備和采氣樹(shù)和外輸管線的各種接口，工況下的壓力和采氣樹(shù)、外輸管線原來(lái)的壓力等級(jí)相適應(yīng)。
4.2自動(dòng)間開(kāi)
自動(dòng)間開(kāi)系統(tǒng)僅電動(dòng)間開(kāi)閥替代安裝在原針閥位置，工況下壓力和采氣樹(shù)和外輸管線原壓力等級(jí)相適應(yīng)。

5. 施工參數(shù)設(shè)計(jì)
5.1自動(dòng)間開(kāi)
應(yīng)用間開(kāi)控制系統(tǒng)后，生產(chǎn)呈周期性進(jìn)行，每個(gè)周期可分為3個(gè)階段。
第1階段：為關(guān)井復(fù)壓階段，油壓上升，儲(chǔ)存氣井能量，為開(kāi)井集中排液做準(zhǔn)備。
設(shè)置間開(kāi)定時(shí)模式的關(guān)井時(shí)長(zhǎng)（參考原來(lái)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)）或自動(dòng)模式的最大油壓（比平穩(wěn)生產(chǎn)時(shí)油壓大2Mpa以上），使其值大到足以在第3階段的排液油壓曲線峰值出現(xiàn)。關(guān)井時(shí)長(zhǎng)設(shè)置過(guò)大或最大油壓設(shè)置過(guò)大又損失了開(kāi)井時(shí)間，影響日產(chǎn)氣量。該值應(yīng)在這兩個(gè)因素找到一個(gè)平衡點(diǎn)。
第2階段：為開(kāi)井生產(chǎn)階段，油壓下降較快，產(chǎn)氣來(lái)自井筒液面以上部分，產(chǎn)氣量快速趨于平緩。
第3階段：為排液生產(chǎn)階段，由于井筒和井底積液在此時(shí)集中排出來(lái)，油壓會(huì)有一個(gè)或幾個(gè)上升再趨于平緩或下降的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程后，氣井的氣量不足以排出積液，間開(kāi)系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉閥門，氣井進(jìn)入下一個(gè)周期。 設(shè)置定時(shí)模式的開(kāi)井時(shí)長(zhǎng)或自動(dòng)模式的開(kāi)井時(shí)長(zhǎng)，使其小到在氣量不能攜液前關(guān)閉閥門。這個(gè)開(kāi)井時(shí)長(zhǎng)過(guò)小又會(huì)損失開(kāi)井時(shí)率，影響日產(chǎn)氣量。該值應(yīng)在這兩個(gè)因素之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。
5.2連續(xù)天然氣氣舉+負(fù)壓開(kāi)采
天然氣氣舉在啟動(dòng)時(shí)首先設(shè)置注氣量為800m³/h，在壓縮機(jī)壓力未出現(xiàn)快速上升的情況下，慢慢調(diào)高注氣量，最大注氣量為1660m³/h。

6. 工藝采用原則和治理思路
6.1 工藝采用原則
天然氣氣舉工藝采用原則：
氣井水淹，不能激活；
氣井積液嚴(yán)重，復(fù)壓后生產(chǎn)不能持續(xù)，很快重新水淹；
負(fù)壓開(kāi)采工藝采用原則：
作為天然氣氣舉工藝的輔助工藝；
用于需降低井口壓力來(lái)排出積液或泡沫氣井；
用于需要提高對(duì)外管輸壓力、排出管道里水堵或泡沫；
自動(dòng)間開(kāi)工藝采用原則：
不能連續(xù)自噴，氣量不能持續(xù)攜液，需用間開(kāi)生產(chǎn)方式的氣井；
6.2 氣井目前狀態(tài)
該井曾用套管生產(chǎn)，同時(shí)加注了泡排劑，產(chǎn)氣量不足以完全攜液，油管和套管積液嚴(yán)重，可能還有泡排殘留泡沫堵塞在油管套管中。歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示，2020/6/16站內(nèi)聯(lián)合氣舉和2020/8/15井口氮?dú)鈿馀e都能激活生產(chǎn)，并有分別有23 m³/d和13 m³/d的日產(chǎn)水。生產(chǎn)數(shù)據(jù)顯示該井目前油管套管都嚴(yán)重積液不能激活生產(chǎn)。
6.3 治理思路
根據(jù)工藝采用原則和氣井目前的狀態(tài)，我們首先應(yīng)用天然氣氣舉設(shè)備，以鄰井DPH-5的氣作為氣舉氣源，對(duì)該井套管進(jìn)行注氣，舉出井筒積液和泡排劑殘留泡沫。舉出井筒積液和泡沫并確保油管和套管暢通后，激活氣井轉(zhuǎn)用油管進(jìn)行生產(chǎn)。
若套管有泡沫堵塞不能氣舉激活，或油管或管道有泡沫堵塞難以自噴生產(chǎn)，采用氣舉設(shè)備進(jìn)行負(fù)壓開(kāi)采的方法，降低井口壓力和提高對(duì)管道輸送壓力，排出堵塞的泡沫，激活生產(chǎn)。
氣井經(jīng)氣舉和負(fù)壓開(kāi)采后激活生產(chǎn)，但產(chǎn)氣量可能不足持續(xù)攜液，開(kāi)井生產(chǎn)后不久會(huì)再次積液，應(yīng)用自動(dòng)間開(kāi)設(shè)備對(duì)其間開(kāi)生產(chǎn)方式進(jìn)行控制，在產(chǎn)氣量不足攜液時(shí)及時(shí)控制關(guān)井，待氣井復(fù)壓后再控制開(kāi)井，確保產(chǎn)氣高效地?cái)y液，持續(xù)地排液，使得氣井持續(xù)以間開(kāi)方式生產(chǎn)。
在冬季到來(lái)之前，我們?cè)诰诤凸艿乐g安裝渦旋流調(diào)制器，把管道內(nèi)的流態(tài)調(diào)制成渦流流態(tài)，有助于掃出管道積液，避免管道里的積液造成凍堵。

關(guān)于天然氣氣舉系統(tǒng)信息參考>>>>