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天然气气举系统

1. 水淹气井与天然气气举和氮气气举

气井在开发生产的中后期，由于地层能量衰减、产水量增加、边底水锥进、近井地层含水饱和度升高和气相渗透率降低等原因，导致产气量下降、井筒积液甚至水淹停产。为了恢复积液气井和水淹井的生产，必须采取排水采气措施，排出井筒积液。对于产水量比较大的气井，一般的排水采气措施如泡排、间歇性生产、柱塞气举排水等难以有效地排水。而氮气气举和天然气气举是地层含水饱和度高、边底水锥进、产水量大的积液气井特别是水淹井有效的排水采气措施，氮气气举和天然气气举还具有排水快速彻底，无污染等优点。氮气气举是水淹井排水采气传统工艺方法，而天然气气举是近六年来发展起来的新技术新工艺。

我公司研究了氮气气举在各种气井工况中的应用所存在的缺憾，对天然气气举设备、系统集成、工艺参数进行多年探究，设计和制造了一系列天然气气举系统设备。在多年的地层含水饱和度高、边底水锥进、产水量大的水淹井的天然气气举施工中，总结了丰富的经验和天然气气举工况参数。我公司为天然气气举系统申请了发明专利。发明专利号：CN108019190A。

2. 天然气气举系统的工作原理

天然气气举系统把积液气井油管（套管）的产出的天然气，输送到气液分离过滤器进行分离过滤后，一路输送给天然气发电机进行发电，另一路输送给天然气压缩机。发电机给天然气压缩机供电，天然气压缩机把天然气加压后输送到积液气井套管（油管），加压后的天然气进入套管（油管）到达油管底部，和气井产出气一起沿油管把井筒积液举升到地面。这是个反举（正举）过程。

图1. 天然气气举反举

3. 天然气气举系统的组成

天然气气举系统由气液分离过滤器、天然气发电机(天然气发动机）、天然气压缩机和数据采集系统组成。由于设备体积庞大，设备分别设计成撬装，分别用三辆车来承载，以便在积液气井间移动作业。

（1） 气液分离过滤器

气液分离过滤器由缓冲罐、分离器、过滤器、稳压器及排液泵组成。本井气经气液分离过滤器处理后，供压缩机增压、燃气发电机发电（天然气发动机），从本井气中分离出来的液由排液泵加压打入外输管线。

图2. 气液分离器

（2） 天然气压缩机

井口气经气液分离过滤器处理后，送到天然气压缩机增压后注气气举，天然气压缩机最高增压可达35MPa，排量最高可达4.4X10⁴m³/d。

图3. 天然气压缩机

（3）天然气发电机（天然气发动机）

以本井气为燃料发电，为压缩机、输液泵提供动力。功率最大可达350KW，最大耗气量110m³/h平均耗气量70m³/h。（在有些系统集成方案中，采用天然气发动机直接驱动天然气压缩机。）

图3. 天然气发电机

（4） 数据采集系统

采集气液分离撬、发电机和天然气压缩机的入口和出口压力等数据，远传到服务器，可用电脑终端监测数据。该系统的大部分设备都安装在气液分离过滤器上。

4. 天然气气举系统的功能特点

1. 以井口气为气源和燃料气，运行成本低；
2. 分离液密闭集输，安全环保施工，配备混输泵主动排液，分离液增压排入外输管线；
3. 本井循环气举，最大限度降低井口压力，降低施工油压，提高气体携液率，工艺效果好；
4. 具有段塞流、泡沫处理能力，工况适应性强；
5. 撬装结构，便于转场运输。

5. 天然气气举系统的应用

由于天然气气举系统配备有天然气分离过滤器和天然气压缩机，除了可以对积液气井和水淹井进行气举，还可应用在天然气井多种应用场合。

（1）井口天然气气举正举

天然气气举系统从套管取气，天然气经过分离过滤，进入天然气压缩机加压后，注入油管，井筒积液从环空被举出。该种气举方式还可以降低井口压力，促进排液和增产，适用于水淹井或积液气井。

（2）井口天然气气举反举

天然气气举系统从油管取气，天然气经过分离过滤，进入天然气压缩机加压后，注入套管，井筒积液从油管被举出。该种气举方式还可以降低井口压力，促进排液和增产，适用于水淹井或积液气井。

（3）井口降压

天然气气举系统从油管或套管取气，天然气经过分离过滤，进入天然气压缩机加压后，注入外输管。该种方式可降低井口压力，提高向外输管线外输压力，促进排液和增产，适用于井口压力降低至接近外输回压的工况。

（4）注汽吞吐

天然气气举系统从外输管取气，天然气经过分离过滤，进入天然气压缩机加压后，注入油管或套管。持续保压后再开井生产。适用于边底水锥进、含水饱和度高的水淹井。

（5）邻井气气举

天然气气举系统从邻井取气，天然气经过分离过滤，进入天然气压缩机加压后，注入油管或套管，举出井筒积液。该方法适用于有邻井气的工况。

6. 天然气气举系统和氮气气举的区别

天然气气举系统和氮气气举都是大水量气井排水采气的重要措施，两种措施各有优缺点如下：

1. 氮气气举的制氮和压缩机要消耗较多的柴油。而天然气气举不需要制氮，压缩机消耗的电能由井口天然气发电而来，成本比较低。
2. 氮气气举的氮气是从空气经分子筛过滤而来，分子筛是易耗品，成本较高。
3. 天然气气举可完成井口增压和注汽吞吐作业，而氮气气举不能。
4. 天然气气举作业成本比氮气气举低得多。
5. 对于已经完全水淹，几乎不能产气，管输也没有气的气井，氮气气举还可以进行排水作业，而天然气气举不能。

7. 天然气气举系统设备的租赁和购买

我公司生产天然气气举系统的分离过滤设备和数据采集设备，并根据各种工况，系统集成了与之性能参数相适应的天然气压缩机、天然气发电机，组成了成套的天然气气举系统设备。该天然气气举设备可以对外销售和租赁，同时也可以单独出租天然气压缩机。欢迎各个油服公司前来洽谈购买和租赁天然气气举系统设备和单独租赁天然气压缩机。

天然气发动机直接驱动天然气压缩机的气举系统设备
天然气发电机驱动天然气压缩机的气举系统设备

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