试论低渗致密气藏负压采气技术--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

试论低渗致密气藏负压采气技术

发表时间：2021/4/20 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：张坤扬

[导读] 研究气田主力气藏属于低孔、低渗致密气藏。致密气藏单井产能低、稳产时间短，很快进入低压低产阶段，且较长时间处于低压低产阶段生产，增压开采工艺是致密气藏开采后期稳产的重要手段。

华北油气分公司采气二厂张坤扬

摘要:研究气田主力气藏属于低孔、低渗致密气藏。致密气藏单井产能低、稳产时间短，很快进入低压低产阶段，且较长时间处于低压低产阶段生产，增压开采工艺是致密气藏开采后期稳产的重要手段。传统集中建站的增压模式，压缩机组最低吸气压力普遍为0.3MPa左右;受增压设备能力制约，达到增压机组最低吸气压力具有进一步降压开采潜力。因此，开展此类气井负压采气应用研究，最大限度的降低井口压力，对提高致密气藏最终采收率意义重大。
关键词:致密气藏；增压开采工艺；最终采收率；负压采气；工况条件
        本文在致密气藏负压采气潜力论证的基础上，优选燃气驱动螺杆压缩机，对气井实施负压采气工艺。实施负压采气后，可以提高单井日产量达46%，单井采出程度提高3.3%～10%，证实了致密气藏负压采气良好的应用前景。同时，燃气驱动螺杆压缩机性能稳定，工况范围宽，最低吸气压力可达0.01MPa;相比传统活塞压缩机，螺杆压缩机更能满足负压采气工况条件。
        1气田负压开采潜力分析
气藏采收率和气井采出程度高低主要根据地层废弃压力确定。首先以经济评价结合地面工程论证，确定气井经济极限产量和井口废弃压力，进而根据垂直管流法(井筒平均温度和偏差系数法或        CullenderandSmith计算方法)计算气井废弃井底流压，最终结合二项式产能方程求得气井废弃地层压力。根据物质平衡原理可推导出气藏采收率和可采储量的计算公式：

         式中:ER———采收率，%;pa———废弃地层压力，MPa;pi———原始地层压力，MPa;
Za———废弃天然气偏差因子，无因次;Zi———原始天然气偏差因子，无因次;GＲ———可         采储量，104m3G———气藏储量，104m3。
        根据以往对气田浅10－153井区增压开采的研究成果，结合天然气价格水平，在自然开采条件下气田的经济极限产量(废弃产量)qg=0.035X104m3/d，集中增压开采的状况下经济极限产量为qg=0.050X104m3/d，单井撬装负压开采条件下经济极限产量为qg=0.060X104m3/d。

根据对不同开采方式下废弃井口压力参数，采用物质平衡法对自然开采、集中增压开采、负压开采条件下，气田增产潜力预测分析如表2。

       根据对不同开采方式下潜力分析，集中增压开采平均废弃地层压力由5.49MPa下降至4.79MPa，平均下降0.70MPa;实施负压开采地层废弃压力下降至4.50MPa，平均下降0.99MPa。集中增压开采平均单井采出程度提高5.43%，负压开采提高7.88%。集中增压开采平均单井增产186.4X104m3，负压开采单井平均可在增产259.6X104m3。致密砂岩气藏开采后期负压开采具有增产潜力。
        2负压开采机组
        在国内外调研基础上，结合气田工况条件，优选出燃气驱动+螺杆压缩机+整体成撬的负压采气机组。该机组工况范围宽，增压机组吸气压力为0.067～0.34MPa，排气压力为0.134～2.4MPa，处理量0.2～1.6X104m3/d，机组主要工况参数见表3。负压开采机组采用燃气驱动。根据两种驱动方式机组指标对比，在相同工况条件下，燃气驱动成本更低;同时，气田具备动力电条件的气井极少;最终选择燃气发动机提供动力。通过调研国内外11个燃气发动机厂家，小功率燃气发动机国外工艺技术水平和工业应用经验更为成熟，因此选择进口BUCK＇s品牌发动机。发动机参数见表4。

        该负压开采机组整体撬装，占地面积小，便于装载运输。气液分离器、压缩机主机、燃气发动机、现场控制盘(柜)、风冷式冷却器等布置在同一撬座上，撬块仅提供三个对外接口(进气口、排气口及排污口)，高进低出，撬内应留有放空口。井口气通过进气管路连接到压缩机撬块入口，经过入口调压阀进入入口气液分离罐对气体内的液态组分进行分离，同时分离罐带有自动排污阀，可根据分离罐内的液位进行自动排污。分离后的气体经过管路连接至螺杆式压缩机的入口，在经过阴阳转子的拟合压缩后，排出压缩机。经过压缩的气体进入油气分离器，在油气分离器内进行润滑油与气体的分离，分离出润滑油的气体通过最小压力阀后进入气体冷却器。经过冷却后的气体通过出口分离器，将冷凝产生的液体分离，并通过自动排污阀排出，气体经过止回阀通过出口管路排出。油气分离器内的润滑油，通过压差，经过润滑油冷却器、油温控制阀、油过滤器后，注入压缩机，为轴承、转子、密封提供润滑。压缩机出口装有旁通/回流控制阀，气体可回流至压缩机入口，实现压缩机的轻载启动和卸载控制。
        3负压开采规模化应用及效果
采用燃气驱动螺杆压缩机对7个增压点48口气井实施负压采气，气井井口平均压力由0.60MPa下降至0.07MPa，日产量由4.32X104m3/d增加至6.32X104m3/d，平均增产2.00X104m3/d，平均增产比例达46%。负压开采机组现场应用中，机组最低吸气压力达到0.01MPa，达到了负压抽吸的目的;最高排气压力1.80MPa，最高压缩比达到56.70MPa，处理量最高达到1.2"104m3/d，转速调整范围1250～2200rpm满足气田负压开采工况条件。机组总体运行平稳，机组试运行4个月，平均运行时率97.9%。
         4结论
         (1)气田负压开采具有良好的潜力，预测实施负压采气后废弃地层压力可降低0.29MPa，单井采出程度可提高2.45%，单井平均可增产259.6×104m3。(2)现场实施48口气井负压采气试验，单井日产量增产比达46%，单井采出程度提高3.3%～10%。(2)燃气驱动螺杆压缩机性能稳定，工况范围宽，最低吸气压力0.01MPa;满足负压采气应用条件。
参考文献:
［1］孟庆华.致密砂岩气田开发后期增压开采技术［J］.四川文理学院学报(自然科学)，2017，17(5):43－45.