CN201851100U - 一种注气辅助排水采气机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注气辅助排水采气机组，包括井场天然气处理装置和注气机组。井场天然气处理装置包括有消泡处理装置、组合分离器、精细脱硫处理装置及压力调节系统；注气机组包括天然气发动机、液力离合器、天然气增压机、流程及控制系统。通过管线取用现场天然气并引入井场天然气处理装置，经过处理后的天然气作为燃料气和工艺天然气进入注气机组，注气机组的出气端通过高压注气管线与采气井口相连通。注气辅助排水采气机组可使水淹停产井复产，提高天然气采收率；使积液减产气井连续生产，延长稳产期；选用现场天然气作为工艺气，既保证了注气排水采气的安全，又使天然气循环使用，具有不浪费能源、不污染环境、经济效益显著等优点。

Description

一种注气辅助排水采气机组

技术领域

本实用新型涉及含水天然气藏排水采气技术领域，具体涉及一种利用井场天然气作为工艺气注入井内，增加天然气携液能力，逐步排出井底积液，激活地层能量，实现积液减产气井稳定生产及水淹停产气井复活恢复生产的注气辅助排水采气机组。

背景技术

随着含水气井地层能量的减弱，气井天然气气量逐渐降低，携液能力下降，造成井内及近井区域逐步积液，堵塞渗流通道，气、水产量的迅速递减，甚至液锁产层，最终导致淹井停产。因此，治理气井井内积液危害，已成为含水气藏实现稳产目标紧迫课题。

国内外解决井内积液的主要方法有机械抽吸、柱塞排液、氮气助排、高压气举等，这些工程作业措施主要适宜于地层稳定，气水关系明确，地层能量充足，产气、产水量都比较大的气井排水采气。对于地层能量弱的气井，机械抽吸、柱塞排液用不上；氮气助排、高压气举等排水措施，具有强抽、强排、强举的特性，会造成地层能量迅速亏空，破坏气、水关系和稳定流态，当地层气、液跟进不及时，气井即面临死亡；还可能伤害产层，导致地层垮塌、出砂等复杂情况，措施风险很大。化学泡排是有效的工艺技术，但其必要和首要条件是有足够的天然气流量。对于低于临界携液流量的气井，化学泡排效果较差；对于水淹井复活更是无能为力。注气辅助排水采气的工艺气可以采用氮气等惰性气体或发动机废气等贫氧气体，他们都需要专门的分离(生产)、处理设备，会大幅度的增加成本。

为解决现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种新的解决方案。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：如何提供一种注气辅助排水采气机组，要保证注气排水采气的安全，不浪费能源，不污染环境；同时，其工艺性能必须满足气井排水采气的特殊要求：既要逐步排出井内积液，激活地层能量，又不伤害地层，使排水采气过程符合含水天然气藏的地层气、水流动规律和天然气连续、稳定的开采原则，确保积液减产气井连续生产、稳产生产，使水淹停产气井复活恢复生产。

为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供一种注气辅助排水采气机组，其特征在于：包括井场天然气处理装置和注气机组；所述注气机组包括天然气发动机、液力离合器、天然气增压机和流程及控制系统；所述井场天然气处理装置包括有消泡处理装置、组合分离器、精细脱硫处理装置和调压装置；所述井场天然气处理装置的进气端通过分流天然气管线与连接在采气井口上的井场天然气管线相连通；所述注气机组的进气端通过燃料气管线和工艺天然气管线分别与井场天然气处理装置的出气端相连通；所述注气机组的出气端通过高压注气管线与采气井口相连通；所述井场天然气管线、分流天然气管线、燃料气管线、工艺天然气管线和高压注气管线上均设置有用于控制天然气流量和压力的控制阀。

综上所述，本实用新型所提供的注气辅助排水采气机组具有如下优点：1、通过选用现场天然气作为工艺气，既保证了注气排水采气的安全，又可以降低生产成本；2、工艺气循环使用，不浪费能源，不污染环境；3、可使水淹停产气井复活恢复生产，提高天然气采收率；4、可使积液减产气井连续生产，延长稳产期；5、气井稳产阶段注采比可以达到1∶2到1∶3之间，注气机组本身自用气较少22-25m³/h，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为注气辅助排水采气机组的结构示意图。

其中，1、井场天然气管线；2、分流天然气管线；3、井场天然气处理装置；4、燃料气管线；5、工艺天然气管线；6、注气机组；7、高压注气管线；8、采气井口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述：

如图1所示，该注气辅助排水采气机组包括井场天然气处理装置3和注气机组6；所述注气机组6包括天然气发动机、液力离合器、天然气增压机和流程及控制系统；所述井场天然气处理装置3包括有消泡处理装置、组合分离器、精细脱硫处理装置和调压装置；所述井场天然气处理装置3的进气端通过分流天然气管线2与连接在采气井口8上的井场天然气管线1相连通；所述注气机组6的进气端通过燃料气管线4和工艺天然气管线5分别与井场天然气处理装置3的出气端相连通；所述注气机组6的出气端通过高压注气管线7与采气井口8相连通；所述井场天然气管线1、分流天然气管线2、燃料气管线4、工艺天然气管线5和高压注气管线7上均设置有用于控制天然气流量和压力的控制阀。

本实用新型所提供的注气辅助排水采气机组：

工艺气的选择：选用现场天然气作为工艺气，既保证了注气排水采气的安全，又可以降低生产成本；工艺气循环使用，不浪费能源，不污染环境。

井场天然气处理装置：气田单井一般实行气、液混输，现场(井口)天然气，含有游离水、化学泡沫及其它有害物质，应当通过处理，使之达到工艺气和燃料气气质要求，因此需要设置井场天然气处理装置。井场天然气处理装置的工作原理如下：

1)在气井输气管线上分流取出原料天然气；

2)原料天然气通过分流管线，经节流后进入天然气处理装置；

3)设置有消泡处理装置和组合分离器，去除井口天然气中的液、化学泡沫及其他固相粉末，并通过调压装置，满足工艺气压力、流量和气质要求；

4)符合要求的工艺天然气通过管线进入注气机组的天然气增压机；

5)再在工艺管线上分流取出部分天然气，并再次调压以满足燃料气气流量和压力要求后进入脱硫等处理装置，进行精细处理，以满足燃料气气质要求；

6)燃料天然气通过管线进入注气机组的天然气发动机。

注气机组：由天然气发动机、液力离合器、天然气增压机、流程及控制系统组成。大多数气井无电源，注气机组以天然气发动机为动力，通过液力离合器驱动天然气增压机。控制系统对发动机、液力离合器、增压机及流程系统进行统一控制，实现注气机组特殊的工艺性能：

A、注气压力需要在大范围内变动：注气压力取决于井深结构、地层压力以及积液深度。根据实验，一口3000多米的气井，在复产作业初期，注气机组持续在很高压力状态，注气压力高达27.9MPa；随着积液排出、地层能量的释放，压力将下降至13MPa左右；并逐步与油压(输压)保持合理的压差；注气压力变化在5倍左右。

B、注入天然气量需要适时在大范围可调：天然气流量是携液能力的主导因素，但维持较大的天然气注入流量，虽然可在短时间内排出井内积液，但会破坏地层气、水流态，对地层造成伤害；当地层气、水跟进不及时，就会中断地层气、水流量，只有注入天然气短路循环；一旦停止注气，气井气、水均无产量，仍然处于停产状态；压缩机气举排水采气的弊端就源于此。

因此，注气机组的天然气注入量要求是：保证天然气具有足够的携液能力，逐步排出井内积液，解除近井区域地层水锁，激活地层能量；注入气量不对地层造成压抑和伤害，不破坏地层气、水流态；作业过程(以及生产过程)中，气井气、水产量及有关参数会不断变化，注气机组必须适时协调控制对天然气注入量，以保持气井平稳、连续生产。根据试验，注气机组注入天然气量可调范围应当在5倍左右。

防冻保温流程：注气辅助排水采气机组的的节流、调压、排污等设施、管线都会产生冰堵现象，尤其是寒冷区域更为严重。考虑到节约能源，采用天气发动机废气余热，机组的节流、调压、排污等设施、管线进行防冻保温。

高压天然气注入井内：注气机组将工艺天然气增压后通过高压注气管线注入采气井口；对于一般气井，将高压天然气注入套管；对于下有封隔器的气井或有特殊要求的气井，应在油管内注气管线，将高压天然气注入井底。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种注气辅助排水采气机组，其特征在于：包括井场天然气处理装置(3)和注气机组(6)；所述注气机组(6)包括天然气发动机、液力离合器、天然气增压机和流程及控制系统；所述井场天然气处理装置(3)包括有消泡处理装置、组合分离器、精细脱硫处理装置和调压装置；所述井场天然气处理装置(3)的进气端通过分流天然气管线(2)与连接在采气井口(8)上的井场天然气管线(1)相连通；所述注气机组(6)的进气端通过燃料气管线(4)和工艺天然气管线(5)分别与井场天然气处理装置(3)的出气端相连通；所述注气机组(6)的出气端通过高压注气管线(7)与采气井口(8)相连通；所述井场天然气管线(1)、分流天然气管线(2)、燃料气管线(4)、工艺天然气管线(5)和高压注气管线(7)上均设置有用于控制气流流量及压力的控制阀。