天然氣氣舉系統(tǒng)

1. 水淹氣井與天然氣氣舉和氮氣氣舉

氣井在開發(fā)生產(chǎn)的中后期，由于地層能量衰減、產(chǎn)水量增加、邊底水錐進、近井地層含水飽和度升高和氣相滲透率降低等原因，導(dǎo)致產(chǎn)氣量下降、井筒積液甚至水淹停產(chǎn)。為了恢復(fù)積液氣井和水淹井的生產(chǎn)，必須采取排水采氣措施，排出井筒積液。對于產(chǎn)水量比較大的氣井，一般的排水采氣措施如泡排、間歇性生產(chǎn)、柱塞氣舉排水等難以有效地排水。而氮氣氣舉和天然氣氣舉是地層含水飽和度高、邊底水錐進、產(chǎn)水量大的積液氣井特別是水淹井有效的排水采氣措施，氮氣氣舉和天然氣氣舉還具有排水快速徹底，無污染等優(yōu)點。氮氣氣舉是水淹井排水采氣傳統(tǒng)工藝方法，而天然氣氣舉是近六年來發(fā)展起來的新技術(shù)新工藝。

我公司研究了氮氣氣舉在各種氣井工況中的應(yīng)用所存在的缺憾，對天然氣氣舉設(shè)備、系統(tǒng)集成、工藝參數(shù)進行多年探究，設(shè)計和制造了一系列天然氣氣舉系統(tǒng)設(shè)備。在多年的地層含水飽和度高、邊底水錐進、產(chǎn)水量大的水淹井的天然氣氣舉施工中，總結(jié)了豐富的經(jīng)驗和天然氣氣舉工況參數(shù)。我公司為天然氣氣舉系統(tǒng)申請了發(fā)明專利。發(fā)明專利號：CN108019190A。

2. 天然氣氣舉系統(tǒng)的工作原理

天然氣氣舉系統(tǒng)把積液氣井油管（套管）的產(chǎn)出的天然氣，輸送到氣液分離過濾器進行分離過濾后，一路輸送給天然氣發(fā)電機進行發(fā)電，另一路輸送給天然氣壓縮機。發(fā)電機給天然氣壓縮機供電，天然氣壓縮機把天然氣加壓后輸送到積液氣井套管（油管），加壓后的天然氣進入套管（油管）到達油管底部，和氣井產(chǎn)出氣一起沿油管把井筒積液舉升到地面。這是個反舉（正舉）過程。

圖1. 天然氣氣舉反舉

3. 天然氣氣舉系統(tǒng)的組成

天然氣氣舉系統(tǒng)由氣液分離過濾器、天然氣發(fā)電機(天然氣發(fā)動機）、天然氣壓縮機和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。由于設(shè)備體積龐大，設(shè)備分別設(shè)計成撬裝，分別用三輛車來承載，以便在積液氣井間移動作業(yè)。

（1） 氣液分離過濾器

氣液分離過濾器由緩沖罐、分離器、過濾器、穩(wěn)壓器及排液泵組成。本井氣經(jīng)氣液分離過濾器處理后，供壓縮機增壓、燃氣發(fā)電機發(fā)電（天然氣發(fā)動機），從本井氣中分離出來的液由排液泵加壓打入外輸管線。

圖2. 氣液分離器

（2） 天然氣壓縮機

井口氣經(jīng)氣液分離過濾器處理后，送到天然氣壓縮機增壓后注氣氣舉，天然氣壓縮機最高增壓可達35MPa，排量最高可達4.4X10⁴m³/d。

圖3. 天然氣壓縮機

（3）天然氣發(fā)電機（天然氣發(fā)動機）

以本井氣為燃料發(fā)電，為壓縮機、輸液泵提供動力。功率最大可達350KW，最大耗氣量110m³/h平均耗氣量70m³/h。（在有些系統(tǒng)集成方案中，采用天然氣發(fā)動機直接驅(qū)動天然氣壓縮機。）

圖3. 天然氣發(fā)電機

（4） 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

采集氣液分離撬、發(fā)電機和天然氣壓縮機的入口和出口壓力等數(shù)據(jù)，遠傳到服務(wù)器，可用電腦終端監(jiān)測數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的大部分設(shè)備都安裝在氣液分離過濾器上。

4. 天然氣氣舉系統(tǒng)的功能特點

1. 以井口氣為氣源和燃料氣，運行成本低；
2. 分離液密閉集輸，安全環(huán)保施工，配備混輸泵主動排液，分離液增壓排入外輸管線；
3. 本井循環(huán)氣舉，最大限度降低井口壓力，降低施工油壓，提高氣體攜液率，工藝效果好；
4. 具有段塞流、泡沫處理能力，工況適應(yīng)性強；
5. 撬裝結(jié)構(gòu)，便于轉(zhuǎn)場運輸。

5. 天然氣氣舉系統(tǒng)的應(yīng)用

由于天然氣氣舉系統(tǒng)配備有天然氣分離過濾器和天然氣壓縮機，除了可以對積液氣井和水淹井進行氣舉，還可應(yīng)用在天然氣井多種應(yīng)用場合。

（1）井口天然氣氣舉正舉

天然氣氣舉系統(tǒng)從套管取氣，天然氣經(jīng)過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管，井筒積液從環(huán)空被舉出。該種氣舉方式還可以降低井口壓力，促進排液和增產(chǎn)，適用于水淹井或積液氣井。

（2）井口天然氣氣舉反舉

天然氣氣舉系統(tǒng)從油管取氣，天然氣經(jīng)過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入套管，井筒積液從油管被舉出。該種氣舉方式還可以降低井口壓力，促進排液和增產(chǎn)，適用于水淹井或積液氣井。

（3）井口降壓

天然氣氣舉系統(tǒng)從油管或套管取氣，天然氣經(jīng)過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入外輸管。該種方式可降低井口壓力，提高向外輸管線外輸壓力，促進排液和增產(chǎn)，適用于井口壓力降低至接近外輸回壓的工況。

（4）注汽吞吐

天然氣氣舉系統(tǒng)從外輸管取氣，天然氣經(jīng)過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管或套管。持續(xù)保壓后再開井生產(chǎn)。適用于邊底水錐進、含水飽和度高的水淹井。

（5）鄰井氣氣舉

天然氣氣舉系統(tǒng)從鄰井取氣，天然氣經(jīng)過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管或套管，舉出井筒積液。該方法適用于有鄰井氣的工況。

6. 天然氣氣舉系統(tǒng)和氮氣氣舉的區(qū)別

天然氣氣舉系統(tǒng)和氮氣氣舉都是大水量氣井排水采氣的重要措施，兩種措施各有優(yōu)缺點如下：

1. 氮氣氣舉的制氮和壓縮機要消耗較多的柴油。而天然氣氣舉不需要制氮，壓縮機消耗的電能由井口天然氣發(fā)電而來，成本比較低。
2. 氮氣氣舉的氮氣是從空氣經(jīng)分子篩過濾而來，分子篩是易耗品，成本較高。
3. 天然氣氣舉可完成井口增壓和注汽吞吐作業(yè)，而氮氣氣舉不能。
4. 天然氣氣舉作業(yè)成本比氮氣氣舉低得多。
5. 對于已經(jīng)完全水淹，幾乎不能產(chǎn)氣，管輸也沒有氣的氣井，氮氣氣舉還可以進行排水作業(yè)，而天然氣氣舉不能。

7. 天然氣氣舉系統(tǒng)設(shè)備的租賃和購買

我公司生產(chǎn)天然氣氣舉系統(tǒng)的分離過濾設(shè)備和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，并根據(jù)各種工況，系統(tǒng)集成了與之性能參數(shù)相適應(yīng)的天然氣壓縮機、天然氣發(fā)電機，組成了成套的天然氣氣舉系統(tǒng)設(shè)備。該天然氣氣舉設(shè)備可以對外銷售和租賃，同時也可以單獨出租天然氣壓縮機。歡迎各個油服公司前來洽談購買和租賃天然氣氣舉系統(tǒng)設(shè)備和單獨租賃天然氣壓縮機。

天然氣發(fā)動機直接驅(qū)動天然氣壓縮機的氣舉系統(tǒng)設(shè)備
天然氣發(fā)電機驅(qū)動天然氣壓縮機的氣舉系統(tǒng)設(shè)備

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