天然氣壓縮機氣舉工藝在蘇里格氣田的應(yīng)用

摘要

針討蘇里格氣田部分氣井井底積液嚴(yán)重導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)的現(xiàn)狀，研發(fā)了排量達(dá)6X10⁴/d的車載式天然氣壓縮機，設(shè)計了全封閉式的增壓氣舉工藝流程、現(xiàn)場應(yīng)用表明：該設(shè)備操作方便、安全環(huán)保、施工費用低，有效實現(xiàn)了7口水淹井復(fù)產(chǎn)為低壓低產(chǎn)氣井提高采收率探索了一條新途徑。

蘇里格氣田單井產(chǎn)量低，平均單井日產(chǎn)氣量少。隨著生產(chǎn)時間的累積，地層產(chǎn)能不斷下降，井筒積液導(dǎo)致產(chǎn)氣量逐漸降低。氣田整體產(chǎn)水特征為小水量，含凝析油，蘇里格西區(qū)中部存在富水區(qū)，部分井產(chǎn)水量較大。目前主要采用泡排'、優(yōu)選管柱、柱塞囚等工藝進行排水采氣作業(yè)，對于積液嚴(yán)重的停產(chǎn)氣井，開展了氮氣增壓氣舉實驗，但單井施工費用較高，為此提出利用天然氣壓縮機將干管氣增壓回注，從而達(dá)到水淹井復(fù)產(chǎn)的目的。

1. 天然氣壓縮機參數(shù)設(shè)計

1.1 進氣壓力
蘇里格氣田管線服力等級為4.6MPa，日前井口平均生產(chǎn)油壓0.9-2.0MPa，隨生產(chǎn)時間延續(xù)，井口油壓將進一步降低，壓縮機進氣壓力不宜過高，應(yīng)盡可能接近設(shè)備理論最小值。同時，由于排氣壓力要求較高，當(dāng)進氣壓力低于一定界限時，需額外配備增壓設(shè)備，為了便于設(shè)備撬裝集成，確定壓縮機設(shè)計進氣壓力為0.5-2.0MPa。

1.2 排氣壓力
水淹井氣舉復(fù)產(chǎn)要經(jīng)歷“氣舉誘噴一自噴排液一恢復(fù)生產(chǎn)”的過程，整個生產(chǎn)過程需要持續(xù)較高壓力和排氣量。目前蘇里格氣田水淹氣井套壓在5-20MPa之間，氣層中深平均3500m，經(jīng)過液面測試，井筒內(nèi)靜液柱高度約500-2000m，由于井筒內(nèi)為氣、液不均勻兩相混合流體，當(dāng)氣液比大于0.30時忽略井筒摩阻，所需注氣壓力為24.5MPa。且蘇里格氣田井口采氣樹壓力等級為25MPa，因此確定壓縮機最高排氣壓力為25MPa。

1.3 排氣量
蘇里格氣田多采用N80油管，管柱內(nèi)徑62mm，當(dāng)流量大于1.0x10⁴/d時，單井可以實現(xiàn)長期穩(wěn)產(chǎn)，參考靖邊氣田氮氣氣舉復(fù)產(chǎn)情況，較高單位注氣量對應(yīng)較高施工效率，特別是井筒出液后，大氣量排水采氣效果更好。同時，對于某一額定壓力等級的壓縮機，排氣量與進氣量、進氣壓力、施工現(xiàn)場海拔相關(guān)聯(lián)，對于一臺排氣壓力25MPa、排氣量5.0x10⁴/d的壓縮機，當(dāng)進氣壓力為2.0MPa時，壓縮機理論排氣量5.0x10⁴/d，當(dāng)進氣壓力為0.5MPa時，壓縮機理論排氣量2.0x10⁴/d。由于蘇里格氣田管線氣壓力低、氣體量不足、海拔高等因素，將使最終實際排氣量小于理論值。最終確定壓縮機的最高排氣量為6.0x10⁴/d。

1.4 壓縮級數(shù)及壓力
比依據(jù)排氣量及工作壓力，按照“壓縮機運轉(zhuǎn)可靠，功率消耗最小，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修以及質(zhì)量小”的設(shè)計原則，確定壓縮級數(shù)為四級，各級壓力比及進、排氣壓力、缸徑計算結(jié)果見表。

2. 壓縮機組設(shè)備配套

壓縮機機組采用車載式撬裝結(jié)構(gòu)，主要由動力部分、壓縮部分、分離器，空冷器總成和儀表控制部分組成。動力部分由卡特C15柴油發(fā)動機提供，四沖程、直立6缸、功率330kw、轉(zhuǎn)速范圍750-1500r/min；
壓縮機為臥式對稱平衡型往復(fù)活塞式壓縮機，最大功率400kw，轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍750-1500r/min；機組壓縮機一級壓縮缸配置有可調(diào)余隙裝置，用于對機組運行工況進行調(diào)節(jié)，以滿足工況變化。
兩相高壓耐酸降壓分離器：LRC10/100，日處理天然氣10X10⁴，日處理水100m³，進氣壓力最高2.5MPa，工作壓力6MPa。

3. 氣舉工藝流程設(shè)計

蘇里格氣田目前氣井井口生產(chǎn)工藝流程為：井口天然氣經(jīng)生產(chǎn)針閥、緊急截斷閥、流量計、外輸閘閥進人集氣干管。在氣舉作業(yè)前對井口流程進行改造：
（1）在流量計與外輸閘閥間安裝三通及控制閥門；
（2）在井口生產(chǎn)針閥與截斷閥間連接井口分離器。
干管天然氣作為氣源氣通過穩(wěn)壓器控制在0.5-2.0MPa，經(jīng)壓縮機增壓后通過套管閥門注人氣井油套環(huán)空，將井筒積液從油管中舉出，通過井口生產(chǎn)針閥控制氣井放噴壓力和氣量，從油管舉出的天然氣經(jīng)撬裝式分離器進行氣液分離后與干管來氣混合作為氣源氣，液體分離后經(jīng)排污閥進人污水罐。其工藝流程示意（見 圖1）

4. 現(xiàn)場試驗

2010年在蘇1井區(qū)開展現(xiàn)場試驗7口井，全部成功復(fù)產(chǎn)。氣井平均油套壓差由復(fù)產(chǎn)前的7.98MPa，降低至1.54MPa，具體效果見表2。

5. 結(jié)論

（1）針對蘇里格氣井生產(chǎn)實際，研發(fā)了最高排量6x10⁴、最高壓力25MPa的車載式天然氣壓縮機；
（2）設(shè)計了全封閉式增壓氣舉工藝，井口不放空、不排污，安全環(huán)保。
（3）實現(xiàn)了口水淹井的成功復(fù)產(chǎn)，與較氮氣氣舉相比，成本降低超過50%。

參考文獻
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摘自《石油化工應(yīng)用》2011年9月
中圖分類號：TE964文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673-5285(2011)09-0094-03
作者：賈友亮，田偉，陳德見，白曉弘（長慶油田公司油氣工藝研究院，陜西西安低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安）
作者簡介：賈友亮，男，工程師，碩士，年畢業(yè)于中國石油大學(xué)北京油氣田開發(fā)專業(yè)，現(xiàn)在長慶油田油氣工藝研究院從事采氣工藝研完工作。

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