天然气开采技术及未来发展建议

摘要：天然气是一种洁净、高效、污染程度非常低的绿色能源。长期以来，中国的能源消费主要是煤炭，而石油以及天然气为辅。现在对于环保要求的不断提高，中国的能源消费逐渐是向优质化来发展，天然气在能源消费当中的所占的比例以及地位是越来越重。基于此，本文主要对天然气开采技术进行了分析，并对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：天然气;开采技术；排水采气；发展趋势

1天然气开采技术

1.1优选管柱排水采气技术

在气水井生产中后期，随着气井产气量和排水量的显著下降，气液两相间的滑脱损失就取代摩阻损失，上升为影响提高气井最终采收率的主要矛盾。这时气井往往因举液速度太低，不能将地层水即使排出地面而水淹。优选管柱排水采气工艺就是在有水气井开采到中后期，重新调整自喷管柱，减少气流的滑脱损失，以充分利用气井自身能量的一种自力式排水采气方法。

优选管柱排水采气工艺，其理论成熟，施工容易，管理方便，工作制度可调，免修期长，投资少，除优选与地层流动条件相匹配的油管柱外，无须另外特殊设备和动力装置，是充分利用气井自身能量实现连续排水生产，以延长气井带水自喷期的一项开采工艺技术。

1.2泡沫排水采气技术

在低压低产气井中采用排水采气技术，其中最主要的工具是套管，在套管中加入起泡剂，井内能够产生大量的低密度的泡沫，气泡通过运动，气液在运动中会相互混合，在天然气的气流作用下，会产生大量的泡沫，在泡沫的运动时产生的间隙会使其中的积液的值不断上升，通过循环运作，气井中的大量杂质会随着泡沫的运动上升逐步的排出，其中需要注意的就是当从井口注入泡沫剂时，要缓慢地从套管中开始注入，这种方式能够给泡沫上升的缓冲时间，能够给气液足够的时间进行分离，这种方式能够降低井筒的能量损失，减少天然气的流失，提升气井携带液体的运动能力，以达到清洁井底的作用。泡沫排水的采气工艺对井内的产液量有一定的要求，其中产液量要≤101m3／d、井深≤3450m的气井，并且对于井底的温度要保持在120℃以下。

1.3柱塞气举排水采气技术

柱塞气举是一种用于气井见水初期的排水采气工艺。它是将柱塞作为气、液之间的机械截面，依靠气井原有的气体压力，以一种循环的方式使柱塞在油管内上、下移动，从而减少液体的回落，消除了气体穿透液体段塞的可能，提高了间歇气举举升效率。柱塞的具体工作过程是：关井后柱塞在自身重力的作用下沉没到安装在生产管柱内的弹簧承接器顶部，关井期间柱塞下方的能量得以恢复，即油气聚集；开井后，在柱塞上下两段压差作用下，柱塞和其上方的液体被一同向上举升，液体举出井口后，柱塞下方的天然气得以释放，完成一个举升过程；柱塞到达井口或延时结束后，井口自动关闭，柱塞重新回落到弹簧承接器顶部，再重复上述步骤。如果井筒内结蜡、结晶盐或垢物，则在柱塞上下往复运行过程中将会得到及时清除。

该工艺设备简单，全套设备中只有一个运动件——柱塞，柱塞作为设备中唯一的易损件，可在井口自动捕捉或极易手工捕捉，容易从一口井起出转向另一口井，不需立井架，检查、维修或更换都很方便。另外，井下所有设备可用钢丝绳起出，不需起油管，作业比较简单，运行费用低。

1.4气举排水采气技术

气举排水采气技术是通过气举阀，从地面将高压天然气注入停喷的井中，利用气体的能量举升井筒中的液体，使井恢复生产能力。气举可分为连续气举和间歇气举两种方式。影响气举方式选择的因素有：井的产量、井底压力、产液指数、举升高度及注气压力等。对井底压力和产能高的井，通常采用连续气举生产；对井底压力及产能较低的井，则采用间歇气举或活塞气举。

目前现场普遍采用连续气举的方式。所谓连续气举，是将产层高压气或地面增压气连续地注入气举管内，给来自产层的井液充气，使气、液混相，以降低管柱内液柱的密度，提高举升能力。当井底压力降至足以形成生产压差时，就造成类似于自喷排水的势头，在井内液柱被卸载后，井可望达到所需的产量指标。连续气举方式主要有三种：开式气举、半闭式气举和闭式气举。

该工艺适用于水淹井的复产和大产水量井的助喷及气藏连续强排，工艺井不受井斜、井深和硫化氢限制及气液比影响，排水量大，最大排水能力可达到600m3/d，单井增产效果显著。可多次重复启动。设备配套简单，管理方便，投资少，经济效益高。目前现场最大举升高度可达到4000m。

1.5机抽排水采气技术

机抽排水采气工艺是针对有一定产能，动液面较高，邻近无高压气源或采取气举法已不经济的水淹井，采用井下分离器、深井泵、抽油杆、脱节器、抽油机等配套机械设备，进行排水采气的生产工艺。目前，井口密封和大气液比井的机抽排水还需进一步深入研究。该工艺设计、安装和管理较方便，经济成本较低，不受气井采出程度影响，并能把气井采至枯竭。

该工艺适用于水淹井复产、间喷井和开发后期低压气水井的开采，由于受井斜、井深、硫化氢和气液比（泵易造成气锁）影响较大，目前最大泵挂深度3000m，最大排水能力＜100m3/d，最大允许气液比为800m3/m3。由于气水井与油井性质差异较大，尚未完全解决配套问题。

在选择排水采气工艺时，要遵循以下原则：所选气井必须具有一定的产能，具有一定的可采储量；在工艺类型的选择上，优先选择不用动管柱的排水采气工艺，然后再选择动管柱的排水采气工艺；优选出的排水采气工艺要能尽快排出气井井底积液，恢复气井产能；所选的排水采气工艺要从长远考虑，工艺的应用期要相对较长，尽量避免气井在短期内再次水淹；排水采气工艺的选择要从经济投入出发，尽量选用投资较低，作业较简单，易于管理的排水采气工艺。

2天然气开采未来发展建议

2.1建议加强气藏方面的经营管理

针对于一些特定的气藏目标，有效地利用技术、人力以及财力等各种的资源，老气田更是应该要重视气藏的经营管理，运用开发的方案经济决策技术等新技术、新方法，优化方案设计，减少其中无效井的数量，确保方案实施的开发效果。

2.2建议加强地质研究

产能的建设效果较差的区块（气藏）要加强地质的研究和认识、提高钻井的技术、进行地质方案的优化，加大开发成本的控制力度，真正做到直接开发成本的指标值控制在开发成本界限以下，以确保新增可以开采储量的经济性。

2.3建议进行价格机制改革

2010年我国天然气对外依存度大致为13%，随着中亚、中俄、中缅等几条天然气通道近几年内开始供气，我国天然气对外依存度将迅速提高，2015年可能达到35%，占一次能源结构比例也可能相应提高7%到8%。因此，需要在目前天然气占能源结构比例很小的情况下进行价格机制改革，可以减少改革的整体影响。

3结语

综上所述，排水采气的方法很多，各自存在其自身的优点与局限性。在生产中要利用其优点，避免其缺点，针对不同的气井条件采用合适的排水采气方法。组合排水采气工艺可以优势互补，扩大应用范围，是今后排水采气发展的一个方向。目前的排水采气技术具有广阔的使用空间，潜力巨大，将在含水气田排水采气生产中大有作为。但是这些工艺还远远不够，不能满足实际工作的需要，随着工艺及技术水平的提高，不断发展新的人工举升采气设备与技术，使得人工举升好、技术逐步向自动化、智能化发展。

参考文献：

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