天然气压缩机气举工艺在苏里格气田的应用
摘要
针讨苏里格气田部分气井井底积液严重导致无法正常生产的现状，研发了排量达6X104/d的车载式天然气压缩机，设计了全封闭式的增压气举工艺流程、现场应用表明：该设备操作方便、安全环保、施工费用低，有效实现了7口水淹井复产为低压低产气井提高采收率探索了一条新途径。
苏里格气田单井产量低，平均单井日产气量少。随着生产时间的累积，地层产能不断下降，井筒积液导致产气量逐渐降低。气田整体产水特征为小水量，含凝析油，苏里格西区中部存在富水区，部分井产水量较大。目前主要采用泡排'、优选管柱、柱塞囚等工艺进行排水采气作业，对于积液严重的停产气井，开展了氮气增压气举实验，但单井施工费用较高，为此提出利用天然气压缩机将干管气增压回注，从而达到水淹井复产的目的。
1. 天然气压缩机参数设计
1.1 进气压力
苏里格气田管线服力等级为4.6MPa，日前井口平均生产油压0.9-2.0MPa，随生产时间延续，井口油压将进一步降低，压缩机进气压力不宜过高，应尽可能接近设备理论最小值。同时，由于排气压力要求较高，当进气压力低于一定界限时，需额外配备增压设备，为了便于设备撬装集成，确定压缩机设计进气压力为0.5-2.0MPa。
1.2 排气压力
水淹井气举复产要经历“气举诱喷一自喷排液一恢复生产”的过程，整个生产过程需要持续较高压力和排气量。目前苏里格气田水淹气井套压在5-20MPa之间，气层中深平均3500m，经过液面测试，井筒内静液柱高度约500-2000m，由于井筒内为气、液不均匀两相混合流体，当气液比大于0.30时忽略井筒摩阻，所需注气压力为24.5MPa。且苏里格气田井口采气树压力等级为25MPa，因此确定压缩机最高排气压力为25MPa。
1.3 排气量
苏里格气田多采用N80油管，管柱内径62mm，当流量大于1.0x104/d时，单井可以实现长期稳产，参考靖边气田氮气气举复产情况，较高单位注气量对应较高施工效率，特别是井筒出液后，大气量排水采气效果更好。同时，对于某一额定压力等级的压缩机，排气量与进气量、进气压力、施工现场海拔相关联，对于一台排气压力25MPa、排气量5.0x104/d的压缩机，当进气压力为2.0MPa时，压缩机理论排气量5.0x104/d，当进气压力为0.5MPa时，压缩机理论排气量2.0x104/d。由于苏里格气田管线气压力低、气体量不足、海拔高等因素，将使最终实际排气量小于理论值。最终确定压缩机的最高排气量为6.0x104/d。
1.4 压缩级数及压力
比依据排气量及工作压力，按照“压缩机运转可靠，功率消耗最小，结构简单，易于维修以及质量小”的设计原则，确定压缩级数为四级，各级压力比及进、排气压力、缸径计算结果见表。
2. 压缩机组设备配套
压缩机机组采用车载式撬装结构，主要由动力部分、压缩部分、分离器，空冷器总成和仪表控制部分组成。动力部分由卡特C15柴油发动机提供，四冲程、直立6缸、功率330kw、转速范围750-1500r/min；
压缩机为卧式对称平衡型往复活塞式压缩机，最大功率400kw，转速范围转速范围750-1500r/min；机组压缩机一级压缩缸配置有可调余隙装置，用于对机组运行工况进行调节，以满足工况变化。
两相高压耐酸降压分离器：LRC10/100，日处理天然气10X104，日处理水100m3，进气压力最高2.5MPa，工作压力6MPa。
3. 气举工艺流程设计
苏里格气田目前气井井口生产工艺流程为：井口天然气经生产针阀、紧急截断阀、流量计、外输闸阀进人集气干管。在气举作业前对井口流程进行改造：
（1）在流量计与外输闸阀间安装三通及控制阀门；
（2）在井口生产针阀与截断阀间连接井口分离器。
干管天然气作为气源气通过稳压器控制在0.5-2.0MPa，经压缩机增压后通过套管阀门注人气井油套环空，将井筒积液从油管中举出，通过井口生产针阀控制气井放喷压力和气量，从油管举出的天然气经撬装式分离器进行气液分离后与干管来气混合作为气源气，液体分离后经排污阀进人污水罐。其工艺流程示意（见 图1）
4. 现场试验
2010年在苏1井区开展现场试验7口井，全部成功复产。气井平均油套压差由复产前的7.98MPa，降低至1.54MPa，具体效果见表2。
5. 结论
（1）针对苏里格气井生产实际，研发了最高排量6x104、最高压力25MPa的车载式天然气压缩机；
（2）设计了全封闭式增压气举工艺，井口不放空、不排污，安全环保。
（3）实现了口水淹井的成功复产，与较氮气气举相比，成本降低超过50%。
参考文献
川李安建，王京舰，李建奇泡沫排水采气工艺技术在苏里格气田的应用「内蒙古石油化工，2008，23（5）：72-74。
田伟，李谦定，陈德见，等苏里格气田连续油管排水采气试验及分析〕石油化工应用，2010，29（6）：35-36。
张荣军，乔康柱塞排水采气工艺技术在苏里格气田的应用」钻采工艺，2009，32（6）：118-119。
王杨，李江鹏，史华，等氮气增压气举复产工艺在靖边气田的应用〕辽宁化工，，2010，39（8）：858-861。
杨保军，蒲仁瑞，刘唯贤，等文气田增压气举排液采气 技术应用〕内蒙古石油化工，2009，24（5）：142-143。
摘自《石油化工应用》2011年9月
中图分类号：TE964文献标识码:A文章编号:1673-5285(2011)09-0094-03
作者：贾友亮，田伟，陈德见，白晓弘（长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安）
作者简介：贾友亮，男，工程师，硕士，年毕业于中国石油大学北京油气田开发专业，现在长庆油田油气工艺研究院从事采气工艺研完工作。