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摘要:同步回转压缩机排水采气技术通过压缩机的抽吸作用达到降低井口油压以增大生产压差、提升气井携液能力,最终实现气井积液有效排出、产量显著提高的目的。
关键词:压缩机;增压工艺;技术应用
同步回转压缩机作为一种新型容积式增压机械,其技术优势十分明显,从设计理念上革新了传统容积式压缩机的运动机理,解决了往复压缩机惯性力难以平衡、无法气液混输的问题,以及回转压缩机固有的摩擦、泄露两大核心问题;具有压缩机和泵的双重特性,作为泵,无气蚀现象;作为压缩机,不会发生液击现象。
1低产气井增产现状及存在问题
1.1 增产工艺技术
苏11区块目前合计生产井594口,平均套压3.2MPa左右,区块已进入中后期稳产阶段。已实施的排水采气措施有:小油管、柱塞气举、泡沫排水、氮气气举、强排收液等,由于平均套压逐年下降,大多措施也已进入增产疲乏期。措施排水采气虽然都有一定效果,但各项技术措施都存在一定的局限性,普遍推广应用有一定难度。因此,根据气井不同生产阶段生产特点、积液程度来探索或引进相匹配的工艺技术,以适应积液井各时期排水采气的需要,最终形成一套针对气井不同生产阶段的排水采气系列技术措施。
1.2 存在问题
1)低产气井井筒积液严重,导致气井产能无法发挥或停产。由于井筒积液液柱给井底的造成较大的回压,致使气井生产压差降低,导致气体携液能力降低,最终气井产能无法正常发挥,气被液柱“压”在地层中。
2)集输管网输压过高,导致部分井口压力低的气井产能无法。气井生产至中后期,当井口压力低于集输管网压力时,气井进入“停产期”,管网的压力抑制了气井的正常生产,造成有气采不出的困境。
类似以上问题出现,目前区块最好的解决方法是强排收液,将井筒积液排出后恢复气井生产,但强排收液存在缺陷,比如损失气量、措施有效率不高(约60%)等,2020年全年收液360余井次,合计损失气量约40万方。
2同步回转压缩机增压工艺
2.1 压缩机工作原理
同步回转压缩机核心装置为同步回转多相混输泵,其结构主要为转子、滑板和气缸,采取径向吸入、轴向排出的布置方式,转子与气缸偏心布置,分别绕自身轴心旋转;滑板一端通过圆头与转缸连接,另一端嵌入转子滑板槽内。转子与转缸之间形成的月牙形工作腔,通过滑板分割成周期性变化的吸入腔与排出腔,从而实现工作介质的吸入与增压排出。
2.2 增压排液机理
2.2.1 临界携液流量
单井增压工艺通过井口增压装置对气井实施抽吸作业,可降低井口压力,从而使气井最小临界携液流量变小,达到排液增产的目的。在油管尺寸相同的情况下,井口压力越低,最小临界携液量越小,越有利于气井排液,单井增压工艺可将井口压力最低抽吸至0兆帕,相比于目前集输管网系统压力1.2兆帕,气井最小临界携液可降低70%。
2.2.2 排液机理分析(敞放生产井和节流器生产井)
2.2.2.1 敞放生产井
同步回转压缩机作业时,通过混输泵的抽吸作用,油管压力降低至0~0.1MPa范围内,打破原有油管内压力平衡,油管内液位上升,从而引起套管内液位下降。当套管内液体降至油管底部时,由于失去了液封,套管内高压气突然进入油管引起油管内气水喷发而带走大量液体,使油管内液体大量减少,从而使气井产气量大幅度上升。
2.2.2.2 节流器生产井
在混輸泵的抽吸作用下,节流器上方的液以段塞流的形态被带出,当液面降至节流器下方时,由于流体通道突然变小,流速变快,此时流体的形态为雾状流,气体所能携带的液量减少,油管内的液面基本上处于节流器下方附近,液面位置在一定时间内基本上保持动态平衡,气井产气量在一定时间内稳定在某一值连续生产。
3工艺技术实施及可行性分析
3.1 工艺流程
以同步回转压缩机作为井口降压设备,井筒气液混相经过采气树测试阀与压缩机进口间的25MPa高压管线进入压缩机,气液混相经压缩通过压缩机出口与流量计上游三通间8MPa中压管线进入集输管网。
3.2 可行性分析
同步回转压缩机工艺在积液气井的复产、增产上的效果好,并且能够杜绝天然气的流失,能显著的排出井底积液,在一段时间内实现气井的自主生产,使气井获得短暂“新生”,为气田后期稳产工作提供了新的思路,因此可以确定该措施可实行。
4结论及认识
1)同步回转增压工艺具有气水同增的优势,是排水采气技术提供新的思路,具有很好的应用前景。
2)同步回转增压工艺适用于产量低于2万方的气井,具有自喷或者间歇自喷生产能力的气井(非水淹井),气井产能越好,增压效果越好。
3)通过降低井口压力,进而实现降低气井废弃压力,延长气井生产时间,提高气井最终采收率。
参考文献
[1]刘子兵,等.苏里格气田单井排水增产新模式探讨[J]. 石油工程建设.
[2]刘鹏超,等.同步回转混输泵主轴结构形式的研究[J]. 压缩机技术.
作者简介
毛鹏程,男,从事天然气开发业务工作8年。现供职于长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司。
(长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司 内蒙古 乌审旗 017300)
关键词:压缩机;增压工艺;技术应用
同步回转压缩机作为一种新型容积式增压机械,其技术优势十分明显,从设计理念上革新了传统容积式压缩机的运动机理,解决了往复压缩机惯性力难以平衡、无法气液混输的问题,以及回转压缩机固有的摩擦、泄露两大核心问题;具有压缩机和泵的双重特性,作为泵,无气蚀现象;作为压缩机,不会发生液击现象。
1低产气井增产现状及存在问题
1.1 增产工艺技术
苏11区块目前合计生产井594口,平均套压3.2MPa左右,区块已进入中后期稳产阶段。已实施的排水采气措施有:小油管、柱塞气举、泡沫排水、氮气气举、强排收液等,由于平均套压逐年下降,大多措施也已进入增产疲乏期。措施排水采气虽然都有一定效果,但各项技术措施都存在一定的局限性,普遍推广应用有一定难度。因此,根据气井不同生产阶段生产特点、积液程度来探索或引进相匹配的工艺技术,以适应积液井各时期排水采气的需要,最终形成一套针对气井不同生产阶段的排水采气系列技术措施。
1.2 存在问题
1)低产气井井筒积液严重,导致气井产能无法发挥或停产。由于井筒积液液柱给井底的造成较大的回压,致使气井生产压差降低,导致气体携液能力降低,最终气井产能无法正常发挥,气被液柱“压”在地层中。
2)集输管网输压过高,导致部分井口压力低的气井产能无法。气井生产至中后期,当井口压力低于集输管网压力时,气井进入“停产期”,管网的压力抑制了气井的正常生产,造成有气采不出的困境。
类似以上问题出现,目前区块最好的解决方法是强排收液,将井筒积液排出后恢复气井生产,但强排收液存在缺陷,比如损失气量、措施有效率不高(约60%)等,2020年全年收液360余井次,合计损失气量约40万方。
2同步回转压缩机增压工艺
2.1 压缩机工作原理
同步回转压缩机核心装置为同步回转多相混输泵,其结构主要为转子、滑板和气缸,采取径向吸入、轴向排出的布置方式,转子与气缸偏心布置,分别绕自身轴心旋转;滑板一端通过圆头与转缸连接,另一端嵌入转子滑板槽内。转子与转缸之间形成的月牙形工作腔,通过滑板分割成周期性变化的吸入腔与排出腔,从而实现工作介质的吸入与增压排出。
2.2 增压排液机理
2.2.1 临界携液流量
单井增压工艺通过井口增压装置对气井实施抽吸作业,可降低井口压力,从而使气井最小临界携液流量变小,达到排液增产的目的。在油管尺寸相同的情况下,井口压力越低,最小临界携液量越小,越有利于气井排液,单井增压工艺可将井口压力最低抽吸至0兆帕,相比于目前集输管网系统压力1.2兆帕,气井最小临界携液可降低70%。
2.2.2 排液机理分析(敞放生产井和节流器生产井)
2.2.2.1 敞放生产井
同步回转压缩机作业时,通过混输泵的抽吸作用,油管压力降低至0~0.1MPa范围内,打破原有油管内压力平衡,油管内液位上升,从而引起套管内液位下降。当套管内液体降至油管底部时,由于失去了液封,套管内高压气突然进入油管引起油管内气水喷发而带走大量液体,使油管内液体大量减少,从而使气井产气量大幅度上升。
2.2.2.2 节流器生产井
在混輸泵的抽吸作用下,节流器上方的液以段塞流的形态被带出,当液面降至节流器下方时,由于流体通道突然变小,流速变快,此时流体的形态为雾状流,气体所能携带的液量减少,油管内的液面基本上处于节流器下方附近,液面位置在一定时间内基本上保持动态平衡,气井产气量在一定时间内稳定在某一值连续生产。
3工艺技术实施及可行性分析
3.1 工艺流程
以同步回转压缩机作为井口降压设备,井筒气液混相经过采气树测试阀与压缩机进口间的25MPa高压管线进入压缩机,气液混相经压缩通过压缩机出口与流量计上游三通间8MPa中压管线进入集输管网。
3.2 可行性分析
同步回转压缩机工艺在积液气井的复产、增产上的效果好,并且能够杜绝天然气的流失,能显著的排出井底积液,在一段时间内实现气井的自主生产,使气井获得短暂“新生”,为气田后期稳产工作提供了新的思路,因此可以确定该措施可实行。
4结论及认识
1)同步回转增压工艺具有气水同增的优势,是排水采气技术提供新的思路,具有很好的应用前景。
2)同步回转增压工艺适用于产量低于2万方的气井,具有自喷或者间歇自喷生产能力的气井(非水淹井),气井产能越好,增压效果越好。
3)通过降低井口压力,进而实现降低气井废弃压力,延长气井生产时间,提高气井最终采收率。
参考文献
[1]刘子兵,等.苏里格气田单井排水增产新模式探讨[J]. 石油工程建设.
[2]刘鹏超,等.同步回转混输泵主轴结构形式的研究[J]. 压缩机技术.
作者简介
毛鹏程,男,从事天然气开发业务工作8年。现供职于长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司。
(长城钻探工程有限公司苏里格气田分公司 内蒙古 乌审旗 017300)