车载式天然气压缩机排水采气应用技术
1 排水采气技术现状及发展方向
1.1 排水采气技术现状
排水采气工艺技术是挖掘有水气藏气井生产潜力、高气藏采收率的重要措施之一。自20世纪50年代美国首次将抽油井用于中小水量气井排水以来，国内外已发展了优选管柱、机抽、泡排、气举、柱塞举升、电潜泵、射流泵、气体射流泵和螺杆泵等多套成熟的单井排水采气工艺技术。这些技术的应用已较为成熟。目前，国内外正在研究应用一些新的排水采气技术，如同心毛细管技术、天然气连续循环气举技术、井下气液分离、同井回注技术、井下排水采气工艺、压缩机排水采气技术。气举排液是一项常用的气井排液采气工艺方法，具有很强的适应性，不但适用于低产气井的辅助排液采气，而且还适用于各种类型积液停产气井的诱喷排液复产。近年来气举压缩机形成了整体式天然气压缩机、分体天然气压缩机、车载式压缩机、撬装式压缩机、液氮车等多个系列。目前，天然气压缩机工艺成熟，基本上能够满足气举排水采气的需要。天然气压缩机排气压力从 12MPa、15MPa发展至25MPa、35MPa、40MPa，排量 5×108 ~10×108 m3 /d 可以随意装配。另外还有35MPa液氮车可以机动排液。
1.2 排水采气技术发展方向
随着气井完井技术的发展，新的人工举升排水采气工艺、设备与技术逐步向遥控、集中、高度自动化、智能化举升方向发展。总体上来看今后排水采气工艺的发展趋势可以归结为以下几点:
（1）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；
（2）随着人们对水驱气藏机理的研究，发展系列排水采气工艺技术，重点研究单井排水与气藏工程相结合的气藏整体防治技术；
（3）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，使得人工举升技术逐步向自动化、智能化发展。
2车载式天然气压缩机排水采气技术原理
压缩机组气举排水采气工艺是借助外来气源，利用压缩机增压后将高压氮气或天然气注入气井的油套环空或油管内，利用注入高压气和地层产出气的膨胀能量使井筒内气、液混相，以降低井筒液柱密度，从而降低井底回压，增大生产压差，同时提高气液的流速，增加天然气的携液能力，排出井内积液，使水淹井复活，实现连续或间歇生产的机械排水采气工艺（见图1）。而在高压气源井缺乏的区域，天然气压缩机增压系统是实现气举工艺的有效装备。
根据油气田开采需要，以及车载式天然气压缩机的工艺原理，优选合理的工艺流程及工艺参数，是确保该项气举工艺成功实施的关键。目前广泛应用的车载式天然气压缩机有25MPa、35MPa几种型号，基本上能满足各种气井对排水采气的要求。
3车载式天然气压缩机排水采气技术
3.1 选井条件
（1）该井具备一定地层能量；
（2）地层产气比高于产水比；
（3）该井无H2S等有毒害气体；
（4）该井不存在地层漏失严重、出砂严重、套管破 损等井况；
（5）有低压天然气气源。
3.2 气源的选择
天然气压缩机气举可选气源有3种：
（1）本井气的回注。本井气气举是利用气井本身产的天然气作为气举的气源进行气举，对于低产井及水淹停产井，本井气气量小、含水量高无法满足气源的要求，因此这类井不作为压缩机气源考虑；
（2）邻井产出气。邻井气气举是在具备正常生产井条件的区块，采用邻近井所生产的天然气作为气举气源进行气举。要求气源井与气举井井距不宜过长，并要求压缩机设备有较好的砂、水分离装置。由于在气举过程中，对地层有一定的激动与回压伤害，因此应加强气举过程的平稳控制，减少对地层的影响；
（3）干线气。干线气气举是将集输管线中经过脱水、分离处理后的天然气作为气源，输送到压缩机设备进行增压后，进行气举生产。根据井场的实际情况，合理的选择气举的气源是车载式压缩机气举工艺成功应用的重要环节。
3.3 气举方式的选择
常规的气举包括正举、反举2种方式。气举过程中， 合理选择气举方式，可缩短作业时间，提高气举效率。气举方式的选择根据井筒压力平衡关系计算，假设气举作业前油、套压分别为Pt、Pc，油、套管内液柱高度分别为h1、h2(井筒液柱高度主要通过井筒压力梯度及油套环空测试方法获得），实现气举诱喷的前提是气源压力大于气体到管鞋时的井底流压，计算出的正反举诱喷适用的条件：
式中 V1、V2—油管、套管体积；
P—气源压力。
根据苏里格气田大多数采用Φ139.7mm套管+Φ 73.02mm油管完井，V1/V2=2/5。常用的天然气压缩机最大排气压力分别为25、35MPa时，水淹井的平均油套压差为10MPa，则可由上述公式计算得到正反举的适用条件的汇总表，如表1所示。
由表1可知，若油管内积液高度小于2500m时， 使用最大排气压力为25MPa 的压缩机，就可满足要求，若油管内积液高度2 500m<h1<3 214m时，则需使 用最大排气压力为35MPa的压缩机。因此，由表1可 根据油管内积液高度，选择合理的气举方式和压缩机的型号。
3.4 车载式天然气压缩机及工艺参数
主要设备 主要设备由压缩机组和连接管线组成。其中车载式压缩机组主要由主车底盘车、压缩机组中冷设>3 214m时，则需使用最大排气压力为35MPa的压缩机。因此，由表1可根据油管内积液高度，选择合理的气举方式和压缩机的型号。
4车载式天然气压缩机及工艺参数
4.1主要设备
主要设备由压缩机组和连接管线组成。其中车载式压缩机组主要由主车底盘车、压缩机组中冷设施、G3406卡特燃气发动机、Cameron CFA34压缩机机组、一至三级气液分离罐、一至三级缓冲罐、控制柜等组成。压缩机进气管线采用高压防爆软管，增压后的天然气经高压硬管线输出至采气井口。其他辅助设备有连接弯头、水泥墩等。
4.2工艺参数
表2是不同压力等级车载式天然气压缩机的基本参数。
4.3设备特点
（1）气举施工使用天然气，与氮气气举相比，可节省处理费用，经济成本更低，同时降低了天然气后续处理的难度；
（2）车载式压缩机具有灵活、机动性强、搬安方便、快捷、使用效率高的特点；
（3）气举气源来自于干线气源或平台邻井天然气，天然气可回收重复利用，施工经济高效；
（4）工艺流程简单实用，不需专门征用场地，可随时进行施工作业，快速投入运行；
（5）适用性强，既可用于气举排液复产作业，辅助气举增产作业，又可用于井口增压。
4.4 工艺流程设计
根据气举井的井场实际条件，气源的选择，设计了2种流程。
1工艺流程Ⅰ— 平台分离器出口气或邻井气
（1）气举作业前井口流程改造。在平台邻井或分离器出口处安装管线，连接压缩机装置（如图7中的虚线部分）；
（2）气举作业流程。以平台邻井或分离器出口来气作为气源，来气压力控制在0.5～1.2MPa，经压缩机 增压后注入气井油套环空或油管内，最终将井筒积液从油管或油套环空中举出。其工艺流程示意见图7。
2工艺流程Ⅱ — 干线气
（1）气举作业前井口流程改造
在流量计与外输闸阀间安装三通并带控制阀门， 如图8所示；
（2）气举作业流程
干管内天然气作为气源气时需要加装三通短节来实现，来气压力控制在0.5～1.2MPa，经压缩机增压后注入气井油套环空或油管内，最终将井筒积液从油 管或环空中举出，通过井口针阀进入流程。其工艺流程见图8。
对于在同一井场平台中具有充足的邻井气源井时，可选择工艺流程Ⅰ；对于缺乏邻井低压气源的气举井，可选择干线气流程即工艺流程Ⅱ。
5 结论及建议
（1）车载式天然气压缩机排水采气技术具有工艺流程简单、操作灵活、适用性强、经济高效等优势，尤其在高压气源井缺乏的区域，车载式天然气压缩机是 实现气举工艺的最有效手段之一；
（2）通过对40多口井的气举复产试验表明：车载式天然气压缩机排水采气工艺对积液停产井复产和连续生产助排均是可行的，确定合理的工艺参数及工艺流程就能满足排水采气要求，且效果良好；
（3）车载式天然气压缩机辅助增产工艺有效地解决了浙江油田筠连采气厂低效开采的难题。为同类气田低压气井高效开采提供了宝贵的经验；
（4）进入气田开发的中后期，气田的压力下降和产水量增加，积液停产井会逐年增多，水淹井复产已成为急需解决的问题。车载式天然气压缩机用于具有一定能量的气井辅助排液，可确保气井的正常生产，且有利于降低生产成本。
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