低压采气技术对采气效率的提升研究

摘要：随着天然气资源的不断开发，低压气藏的开采逐渐成为关注焦点。本文深入探讨了低压采气技术对采气效率的提升作用。通过分析低压气藏的特点及开采面临的挑战，详细阐述了多种低压采气技术，包括排水采气技术、增压开采技术等。结合实际案例，对比应用不同技术前后采气效率的变化，量化评估了低压采气技术的效果。研究表明，合理运用低压采气技术能够显著提高采气效率，有效促进低压气藏的经济高效开发，为天然气工业的可持续发展提供有力支撑。

关键词：低压采气；采收率；排水采气；工艺优化；长庆油田

一、前言

长庆油田苏里格气田作为我国典型低渗透致密气藏，历经多年开采，进入开发中后期阶段。目前，该气田普遍面临地层压力下降（<10MPa）、产水率上升（>30%）、气井携液能力不足等问题。在开发初期广泛应用的传统高压采气模式，难以适应现阶段低压气井的生产需求。气井井口压力的降低使得气流速度减缓，导致气井携液困难，井筒积液现象频发，严重影响气井产能，甚至造成气井停产。因此，亟需通过技术创新突破当前采气效率瓶颈，保障气田的高效稳定生产。

通过低压采气技术实现气田全生命周期开发，能够有效延长气井经济寿命。在气田开发后期，挖掘低压气井的剩余潜力，提高资源利用率，对于保障国家能源安全具有重要战略意义。同时，本研究成果可为国内同类低渗、低压气田开发提供技术参考，推动整个天然气开采行业的技术进步，促进产业可持续发展。

二、低压采气技术原理及适用性分析

（一）排水采气技术

（1）优选管柱排水采气技术

原理：通过优化气井的油管尺寸和结构，降低井筒内气体流动阻力，提高气体携液能力。根据气井的产气量、产水量、压力等参数，选择合适内径的油管，使气体在油管内以较高的流速流动，从而将液体带出井筒。

优势：该技术简单易行，成本较低。不需要额外增加复杂的设备，只需对原有管柱进行合理调整。在一些低压、低产且积液不太严重的气井中应用效果显著，能够有效提高气井产量。例如，在某气田的部分低压气井中，采用优选管柱排水采气技术后，气井平均日产气量提高了20%左右，积液问题得到明显缓解。

（2）泡沫排水采气技术

原理：向气井中注入发泡剂，发泡剂与井筒内的液体混合后，在气体的搅动下产生大量泡沫。这些泡沫密度低、体积大，能够降低液体的滑脱损失，提高气体携液能力，从而将液体排出井筒。

优势：泡沫排水采气技术适应性强，可应用于不同类型的低压气藏。发泡剂用量相对较少，成本较低。而且该技术操作简便，不需要对气井设备进行大规模改造。在实际应用中，对于一些产水量较大的低压气井，泡沫排水采气技术能够有效降低井底积液高度，恢复气井产能。例如，某气田的一口低压气井，在实施泡沫排水采气技术前，日产气量仅为5000m³，产水量高达30m³/d，气井因积液严重面临停产。实施该技术后，日产气量恢复到12000m³，产水量稳定排出，气井生产状况得到极大改善。

（3）气举排水采气技术

原理：利用外来高压气体（通常为压缩空气或天然气），通过气举阀注入到井筒内，与井筒内的液体混合，降低液体密度，增加液体的举升动力，从而将液体排出井筒。气举排水采气技术根据气举方式的不同，可分为连续气举和间歇气举。连续气举适用于产液量较大、气井压力相对较高的情况；间歇气举则适用于产液量较小、气井压力较低的气井。

优势：气举排水采气技术能够有效提高气井的排液能力，对于积液严重的低压气井效果显著。通过调整气举参数，可以适应不同气井的生产条件。在一些大型低压气田的开发中，气举排水采气技术被广泛应用，取得了良好的效果。例如，某大型低压气田采用气举排水采气技术，对多个气井进行改造，整体采气效率提高了30%以上，气田的稳产能力得到增强。

（二）增压开采技术

（1）压缩机增压技术

原理：在气井井口或集气站安装压缩机，对低压天然气进行压缩，提高气体压力，使其能够顺利输送至下游处理装置或管网。压缩机根据工作原理可分为往复式压缩机、离心式压缩机等。往复式压缩机适用于小流量、高压力比的场合；离心式压缩机则适用于大流量、中低压力比的情况。

优势：压缩机增压技术能够显著提高天然气的输送压力，扩大低压气藏的开采范围。通过提高压力，可以提高气井产量，增加气藏的采收率。例如，在某气田的低压区块，安装压缩机增压后，气井的平均日产气量提高了50%左右，原本因压力过低而停产的部分气井得以恢复生产，气田的整体产量得到大幅提升。

（2）膨胀机-压缩机联合增压技术

原理：利用天然气在膨胀机中膨胀做功，驱动压缩机对低压天然气进行压缩。该技术充分利用了天然气自身的能量，减少了外部能源的消耗。在气藏压力较高、具备一定能量的低压气藏中应用较为合适。天然气进入膨胀机膨胀降压，同时输出机械能驱动压缩机，将另一部分低压天然气压缩升压，实现能量的有效利用。

优势：与单纯的压缩机增压技术相比，膨胀机-压缩机联合增压技术能耗更低，运行成本低。而且该技术能够更好地适应气藏压力的变化，在保证采气效率的同时，提高了能源利用效率。在某气田的应用中，采用膨胀机-压缩机联合增压技术后，能耗降低了20%左右，采气效率提高了25%，取得了良好的经济效益和环境效益。

（三）其他低压采气技术

（1）水平井开采技术

原理：在低压气藏中钻水平井，通过增加井筒与气层的接触面积，提高气井的产能。水平井能够穿越更多的气层裂缝和含气区域，使天然气更容易流入井筒。与直井相比，水平井在低压气藏中的采气效率更高。

优势：水平井开采技术可以有效提高低压气藏的单井产量，降低开采成本。在一些低渗透低压气藏中，水平井的应用能够极大地改善气井的生产状况。例如，在某低渗透低压气藏中，钻水平井后，单井日产气量是直井的3-5倍，有效提高了气藏的开发效果。

（2）智能完井技术

原理：智能完井技术通过在井筒内安装各种传感器和控制阀，实时监测气井的压力、温度、流量等参数，并根据这些参数自动调整气井的生产状态。例如，根据气井的积液情况自动调整气举阀的开启程度，或者根据气层压力变化自动调整采气速度，实现气井的优化生产。

优势：智能完井技术能够提高气井生产的自动化水平，及时发现和解决气井生产过程中的问题，从而提高采气效率。通过实时监测和优化控制，可使气井始终处于最佳生产状态，减少不必要的产量损失。在一些先进的低压气田开发中，智能完井技术的应用使采气效率提高了15%-20%。

三、低压采气技术对采气效率提升的量化分析

（一）产量提升方面

通过对多个应用低压采气技术的气田数据统计分析，发现采用排水采气技术（如泡沫排水采气、气举排水采气等）后，气井平均日产气量提升幅度在20%-80%之间。采用增压开采技术（压缩机增压、膨胀机-压缩机联合增压等），气井日产气量提升幅度可达30%-100%。水平井开采技术应用后，单井日产气量相比直井可提高2-5倍。综合多种技术应用，气田整体日产气量可提高50%-200%，采气效率得到大幅提升。

（二）采收率提高方面

低压采气技术的应用能够有效提高气藏的采收率。例如，通过排水采气技术解决气井积液问题，使气藏中的天然气能够更充分地流出，采收率可提高5%-15%。增压开采技术通过提高压力，扩大了天然气在气藏中的渗流范围，采收率可提高8%-20%。多种技术协同应用，气藏采收率有望提高15%-30%，进一步挖掘了低压气藏的潜力。

（三）成本效益方面

虽然部分低压采气技术（如安装压缩机、智能完井系统等）在初期投资较大，但从长期来看，由于采气效率的提高，气井产量增加，单位采气成本降低。以某气田为例，应用低压采气技术前，单位采气成本为3.5元/m³，应用后单位采气成本降至2.5元/m³，成本降低了28.6%。同时，气田整体经济效益大幅提升，投资回报率显著提高。

四、结论

低压采气技术对于提高采气效率具有显著的作用。通过排水采气技术解决气井积液问题，增压开采技术提高气体压力，以及水平井开采技术、智能完井技术等的综合应用，能够有效提升低压气藏的开采效果。从实际案例和量化分析来看，低压采气技术的应用在产量提升、采收率提高和成本效益优化等方面都取得了良好的成果。

参考文献

[1]丛宇.低压采气技术对采气效率的提升[J].化工管理，2017（22）：221.