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摘 要：排水采气是维持低产低压气井高效生产的主要手段，国内外已形成了一系列排水采气技术，并在现场应用中取得了较好的效果。现就国内外排水采气工艺进行简介，描述各排水采气技术的工作原理，并结合油田现场生产实践进行了优缺点分析，为低产低压气井选择合适的排采工艺提供一定的参考。
关键词： 低产低压井；排水采气；技术对策
中图分类号：S276.3
前 言
随着勘探开发天然气的能力和技术水平的不断提高，对天然气的经济目标的要求也在不断增长，力求以较少的投入来获得较多的经济油气产量、经济储量和经济采收率，天然气气藏的地质特点和储层物性的特殊性，给采气施工带来了很大的困难。边水或底水驱气藏在开采过程中，尤其是当进入生产中后期后，往往均程度不同地存在气水同产。气井出水后，如果气流量较大、水量较小，将呈环雾流流态，水以水滴形式由气体携带至地面，此时气体呈连续相而液体呈非连续相；当气相流量、流速降低或产水量增加，气体不能再提供足够的能量使井筒内的水连续流出井口时，部分液体必然沉降、聚集在井底，出现“井底积液”。排水采气是解决“气井积液”的有效方法，也是水驱气田生产中常见的采气工艺。
1 泡沫排水采气
泡沫排水采气工艺是针对自喷能力不足，气流速度低于临界流速的气井的一种较为有效的排水采气方法。其实质就是将表面活性剂（起泡剂）从携液能力不足的生产井井口注入井底，借助于天然气流的搅拌作用，使之与井底积液充分混合，从而减小液体表面张力，产生大量比较稳定的含水泡沫，减少气体滑脱量，使气液混合物密度大为降低，从而降低自喷井油管内的摩阻损失和井内重力梯度，其结果就是能有效地降低井底回压，使得在井底压力和井口压力相同的情况下，井底积液更易被气流从井底携带至地面。该工艺能充分利用地层自身能量实现举升，因而成本低、投资小、见效快、经济效益显著；设备配套简单，其举升流程与自喷生产完全相同；实施操作简便，实施过程中不需特殊的修井作业及关井；现有的起泡剂及泡沫助采剂对不同的生产井有较强的适应能力，能满足不同类型生产井的需要。
2 气举排水采气
气举排水采气工艺是借助外来高压气源或压缩机，通过向井筒内注入高压气体的方法来降低井内注气点至地面的液体密度，是被举升井连续或间歇生产的机械排水采气工艺。该工艺井不受井斜、井深和硫化氢等限制，最大排液量可达1000m3/d，单井增产效果显著；可多次
重复启动，可减少修井作业次数；设备配套简单，管理方便；易测取液面和压力资料，设计可靠。缺点：工艺井受注气压力对井底造成的回压影响，不能把气水井采至枯竭；闭式气举排液能力小，一般在100m3/d以下，工艺应用范围受限；需高压气井或工艺压缩机作高压气源；套管必须能承受注气高压；高压施工对装置的安全可靠性要求高。
3 柱塞举升排水采气工艺
柱塞举升（柱塞气举）就是利用柱塞作为液体和举升气体之间的固体界面，防止气体的窜流和液体的回落。一般地，依靠气井自身的能量推动柱塞运动，称之为柱塞举升，如果需要注入高压气补充气井能量则称之为柱塞气举。柱塞举升排水作为开采液体的一种举升方法，它既可以注气，也可不注气，而利用生产井自身能量，二者转换方便灵活；井下设备可用钢丝绳起下安
装，投捞作业方便；柱塞上下移动可防止结蜡和结垢。
4 涡轮泵排水采气工艺
涡轮泵是一种液力涡轮高速驱动的井下泵装置，利用高速水力涡轮代替昂贵的潜油电机来驱动井下离心泵采油，具有可靠性高、调节容易、重量轻、体积小、耐高温和抗腐蚀等优点，并且涡轮斜井泵排液采气技术适应井深范围大、排量大且可控性好，还可用于斜井的开采，这些都是潜油电泵所无法比拟的。但是凝析油气井的气蚀、气锁问题却是难以解决。
5 机抽排水采气工艺
机抽排水采气工艺的基本原理是将深井泵下入井筒液面以下的适当深度，深井泵柱塞在抽油机的带动下，在泵筒内作上下往返抽汲运动，从而达到在油管内抽汲排水，降低液柱对井底的回压，从套管采出天然气的目的。该工艺装备简单、可靠，可用天然气和电作动力，易于实现自动控制。缺点：需要深井泵、抽油机、抽油杆使初上机抽投资较大，动力装置的配套在目前阶段困难较大；受井斜、井深和硫化氢影响较大，泵挂深度和排液量均受限制；鉴于气水井与油井性质差异较大，如气体干扰使泵效降低，抽油杆和泵易损坏，尚未完全解决。
6 射流泵排水采气工艺
射流泵是一种特殊的水力泵，它在井下工作时没有运动件，泵送是靠动力液与地层流体的能量转换来实现的。它由地面提供的高压动力液通过喷嘴把其压能转换成高速流束，在吸入口形成低压区，井下流体被吸入与动力液混合，在扩散管中动力液动能传递给井下流体使之压力增高而排出地面（地下水和气被同时排出地面）。射流泵井下设备没有运动部件，对于出砂等恶劣工况的井具有较强的适应能力；在井场上通过倒换流程即可更换喷嘴和吸入吼管，维修作业工作量小；下泵深度和排量的变化范围大，可以满足不同井的生产要求；可用于斜井和弯井；耐磨和抗腐蚀，能在高温高气液比条件下工作。局限性：举升效率较低，通常<25%；必须有较高的吸入压力（沉没度）以防止气蚀；地面设备庞大，维护费用较高；地面操作复杂，特别对于边远气井管理难度大。
7 电潜泵排水采气工艺
电潜泵排水采气是采用多级离心泵装置，将气水井中的积液从油管中排除，降低井内液面高度，减少液柱对井底的回压，形成生产压差，使水淹停产井迅速恢复产能。它是一种排量大、自动化程度高、适用于有水气田中后期开采的后续工艺技术。该工艺排量范围大、扬程高，适用于产水量大、地层压力低、剩余储量多的水淹井。电潜泵排水可形成较大的生产压差，理论上可将气井采至枯竭；自动化程度高，具有较强的自我保护能力，操作管理灵活方便，容易实现自我控制。局限性：多级大排量高功率电潜泵机组比较昂贵，使得初期投资大，特别是电缆费用高；由于高温下电缆易损坏，使电潜泵机组的下入深度受到限制；由于气井中地层水腐蚀及结垢等影响，使得井下机组寿命较短，部分设备重复利用率不高，从而使得装备一次性投资较大，采气成本高；选井受套管尺寸限制。
8天然气连续循环采气
天然气连续循环采气技术是针对以往应用柱塞举升或速度管柱实施气井排液采气时存在的缺点而研究推出的。如果气井出砂，那么柱塞举升便不能够正常工作；如果生产管柱口径较小，会对生产作业造成困难。天然气连续循环采气工艺则克服了以上缺陷。天然气连续循环系统要求采用一种非常规的压缩机安装模式。在气井产气的过程中，压缩机连续不断地将产自井筒的天然气沿气井环空注入井中，注入的天然气随后沿油管向上被采出井筒，接着在经过分离器分离处理后再由压缩机压入井筒。如此循环可以提高井筒天然气的流速，从而将液体携带到地面。
参考文献：
[1] 魏纳.排水采气工藝技术新进展[J].新疆石油天然气，2006，2（2）：78～81.
关键词： 低产低压井；排水采气；技术对策
中图分类号：S276.3
前 言
随着勘探开发天然气的能力和技术水平的不断提高，对天然气的经济目标的要求也在不断增长，力求以较少的投入来获得较多的经济油气产量、经济储量和经济采收率，天然气气藏的地质特点和储层物性的特殊性，给采气施工带来了很大的困难。边水或底水驱气藏在开采过程中，尤其是当进入生产中后期后，往往均程度不同地存在气水同产。气井出水后，如果气流量较大、水量较小，将呈环雾流流态，水以水滴形式由气体携带至地面，此时气体呈连续相而液体呈非连续相；当气相流量、流速降低或产水量增加，气体不能再提供足够的能量使井筒内的水连续流出井口时，部分液体必然沉降、聚集在井底，出现“井底积液”。排水采气是解决“气井积液”的有效方法，也是水驱气田生产中常见的采气工艺。
1 泡沫排水采气
泡沫排水采气工艺是针对自喷能力不足，气流速度低于临界流速的气井的一种较为有效的排水采气方法。其实质就是将表面活性剂（起泡剂）从携液能力不足的生产井井口注入井底，借助于天然气流的搅拌作用，使之与井底积液充分混合，从而减小液体表面张力，产生大量比较稳定的含水泡沫，减少气体滑脱量，使气液混合物密度大为降低，从而降低自喷井油管内的摩阻损失和井内重力梯度，其结果就是能有效地降低井底回压，使得在井底压力和井口压力相同的情况下，井底积液更易被气流从井底携带至地面。该工艺能充分利用地层自身能量实现举升，因而成本低、投资小、见效快、经济效益显著；设备配套简单，其举升流程与自喷生产完全相同；实施操作简便，实施过程中不需特殊的修井作业及关井；现有的起泡剂及泡沫助采剂对不同的生产井有较强的适应能力，能满足不同类型生产井的需要。
2 气举排水采气
气举排水采气工艺是借助外来高压气源或压缩机，通过向井筒内注入高压气体的方法来降低井内注气点至地面的液体密度，是被举升井连续或间歇生产的机械排水采气工艺。该工艺井不受井斜、井深和硫化氢等限制，最大排液量可达1000m3/d，单井增产效果显著；可多次
重复启动，可减少修井作业次数；设备配套简单，管理方便；易测取液面和压力资料，设计可靠。缺点：工艺井受注气压力对井底造成的回压影响，不能把气水井采至枯竭；闭式气举排液能力小，一般在100m3/d以下，工艺应用范围受限；需高压气井或工艺压缩机作高压气源；套管必须能承受注气高压；高压施工对装置的安全可靠性要求高。
3 柱塞举升排水采气工艺
柱塞举升（柱塞气举）就是利用柱塞作为液体和举升气体之间的固体界面，防止气体的窜流和液体的回落。一般地，依靠气井自身的能量推动柱塞运动，称之为柱塞举升，如果需要注入高压气补充气井能量则称之为柱塞气举。柱塞举升排水作为开采液体的一种举升方法，它既可以注气，也可不注气，而利用生产井自身能量，二者转换方便灵活；井下设备可用钢丝绳起下安
装，投捞作业方便；柱塞上下移动可防止结蜡和结垢。
4 涡轮泵排水采气工艺
涡轮泵是一种液力涡轮高速驱动的井下泵装置，利用高速水力涡轮代替昂贵的潜油电机来驱动井下离心泵采油，具有可靠性高、调节容易、重量轻、体积小、耐高温和抗腐蚀等优点，并且涡轮斜井泵排液采气技术适应井深范围大、排量大且可控性好，还可用于斜井的开采，这些都是潜油电泵所无法比拟的。但是凝析油气井的气蚀、气锁问题却是难以解决。
5 机抽排水采气工艺
机抽排水采气工艺的基本原理是将深井泵下入井筒液面以下的适当深度，深井泵柱塞在抽油机的带动下，在泵筒内作上下往返抽汲运动，从而达到在油管内抽汲排水，降低液柱对井底的回压，从套管采出天然气的目的。该工艺装备简单、可靠，可用天然气和电作动力，易于实现自动控制。缺点：需要深井泵、抽油机、抽油杆使初上机抽投资较大，动力装置的配套在目前阶段困难较大；受井斜、井深和硫化氢影响较大，泵挂深度和排液量均受限制；鉴于气水井与油井性质差异较大，如气体干扰使泵效降低，抽油杆和泵易损坏，尚未完全解决。
6 射流泵排水采气工艺
射流泵是一种特殊的水力泵，它在井下工作时没有运动件，泵送是靠动力液与地层流体的能量转换来实现的。它由地面提供的高压动力液通过喷嘴把其压能转换成高速流束，在吸入口形成低压区，井下流体被吸入与动力液混合，在扩散管中动力液动能传递给井下流体使之压力增高而排出地面（地下水和气被同时排出地面）。射流泵井下设备没有运动部件，对于出砂等恶劣工况的井具有较强的适应能力；在井场上通过倒换流程即可更换喷嘴和吸入吼管，维修作业工作量小；下泵深度和排量的变化范围大，可以满足不同井的生产要求；可用于斜井和弯井；耐磨和抗腐蚀，能在高温高气液比条件下工作。局限性：举升效率较低，通常<25%；必须有较高的吸入压力（沉没度）以防止气蚀；地面设备庞大，维护费用较高；地面操作复杂，特别对于边远气井管理难度大。
7 电潜泵排水采气工艺
电潜泵排水采气是采用多级离心泵装置，将气水井中的积液从油管中排除，降低井内液面高度，减少液柱对井底的回压，形成生产压差，使水淹停产井迅速恢复产能。它是一种排量大、自动化程度高、适用于有水气田中后期开采的后续工艺技术。该工艺排量范围大、扬程高，适用于产水量大、地层压力低、剩余储量多的水淹井。电潜泵排水可形成较大的生产压差，理论上可将气井采至枯竭；自动化程度高，具有较强的自我保护能力，操作管理灵活方便，容易实现自我控制。局限性：多级大排量高功率电潜泵机组比较昂贵，使得初期投资大，特别是电缆费用高；由于高温下电缆易损坏，使电潜泵机组的下入深度受到限制；由于气井中地层水腐蚀及结垢等影响，使得井下机组寿命较短，部分设备重复利用率不高，从而使得装备一次性投资较大，采气成本高；选井受套管尺寸限制。
8天然气连续循环采气
天然气连续循环采气技术是针对以往应用柱塞举升或速度管柱实施气井排液采气时存在的缺点而研究推出的。如果气井出砂，那么柱塞举升便不能够正常工作；如果生产管柱口径较小，会对生产作业造成困难。天然气连续循环采气工艺则克服了以上缺陷。天然气连续循环系统要求采用一种非常规的压缩机安装模式。在气井产气的过程中，压缩机连续不断地将产自井筒的天然气沿气井环空注入井中，注入的天然气随后沿油管向上被采出井筒，接着在经过分离器分离处理后再由压缩机压入井筒。如此循环可以提高井筒天然气的流速，从而将液体携带到地面。
参考文献：
[1] 魏纳.排水采气工藝技术新进展[J].新疆石油天然气，2006，2（2）：78～81.