天然氣氣舉系統

1. 水淹氣井與天然氣氣舉和氮氣氣舉

氣井在開發生產的中后期，由于地層能量衰減、產水量增加、邊底水錐進、近井地層含水飽和度升高和氣相滲透率降低等原因，導致產氣量下降、井筒積液甚至水淹停產。為了恢復積液氣井和水淹井的生產，必須采取排水采氣措施，排出井筒積液。對于產水量比較大的氣井，一般的排水采氣措施如泡排、間歇性生產、柱塞氣舉排水等難以有效地排水。而氮氣氣舉和天然氣氣舉是地層含水飽和度高、邊底水錐進、產水量大的積液氣井特別是水淹井有效的排水采氣措施，氮氣氣舉和天然氣氣舉還具有排水快速徹底，無污染等優點。氮氣氣舉是水淹井排水采氣傳統工藝方法，而天然氣氣舉是近六年來發展起來的新技術新工藝。

我公司研究了氮氣氣舉在各種氣井工況中的應用所存在的缺憾，對天然氣氣舉設備、系統集成、工藝參數進行多年探究，設計和制造了一系列天然氣氣舉系統設備。在多年的地層含水飽和度高、邊底水錐進、產水量大的水淹井的天然氣氣舉施工中，總結了豐富的經驗和天然氣氣舉工況參數。我公司為天然氣氣舉系統申請了發明專利。發明專利號：CN108019190A。

2. 天然氣氣舉系統的工作原理

天然氣氣舉系統把積液氣井油管（套管）的產出的天然氣，輸送到氣液分離過濾器進行分離過濾后，一路輸送給天然氣發電機進行發電，另一路輸送給天然氣壓縮機。發電機給天然氣壓縮機供電，天然氣壓縮機把天然氣加壓后輸送到積液氣井套管（油管），加壓后的天然氣進入套管（油管）到達油管底部，和氣井產出氣一起沿油管把井筒積液舉升到地面。這是個反舉（正舉）過程。

圖1. 天然氣氣舉反舉

3. 天然氣氣舉系統的組成

天然氣氣舉系統由氣液分離過濾器、天然氣發電機(天然氣發動機）、天然氣壓縮機和數據采集系統組成。由于設備體積龐大，設備分別設計成撬裝，分別用三輛車來承載，以便在積液氣井間移動作業。

（1） 氣液分離過濾器

氣液分離過濾器由緩沖罐、分離器、過濾器、穩壓器及排液泵組成。本井氣經氣液分離過濾器處理后，供壓縮機增壓、燃氣發電機發電（天然氣發動機），從本井氣中分離出來的液由排液泵加壓打入外輸管線。

圖2. 氣液分離器

（2） 天然氣壓縮機

井口氣經氣液分離過濾器處理后，送到天然氣壓縮機增壓后注氣氣舉，天然氣壓縮機最高增壓可達35MPa，排量最高可達4.4X10⁴m³/d。

圖3. 天然氣壓縮機

（3）天然氣發電機（天然氣發動機）

以本井氣為燃料發電，為壓縮機、輸液泵提供動力。功率最大可達350KW，最大耗氣量110m³/h平均耗氣量70m³/h。（在有些系統集成方案中，采用天然氣發動機直接驅動天然氣壓縮機。）

圖3. 天然氣發電機

（4） 數據采集系統

采集氣液分離撬、發電機和天然氣壓縮機的入口和出口壓力等數據，遠傳到服務器，可用電腦終端監測數據。該系統的大部分設備都安裝在氣液分離過濾器上。

4. 天然氣氣舉系統的功能特點

1. 以井口氣為氣源和燃料氣，運行成本低；
2. 分離液密閉集輸，安全環保施工，配備混輸泵主動排液，分離液增壓排入外輸管線；
3. 本井循環氣舉，最大限度降低井口壓力，降低施工油壓，提高氣體攜液率，工藝效果好；
4. 具有段塞流、泡沫處理能力，工況適應性強；
5. 撬裝結構，便于轉場運輸。

5. 天然氣氣舉系統的應用

由于天然氣氣舉系統配備有天然氣分離過濾器和天然氣壓縮機，除了可以對積液氣井和水淹井進行氣舉，還可應用在天然氣井多種應用場合。

（1）井口天然氣氣舉正舉

天然氣氣舉系統從套管取氣，天然氣經過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管，井筒積液從環空被舉出。該種氣舉方式還可以降低井口壓力，促進排液和增產，適用于水淹井或積液氣井。

（2）井口天然氣氣舉反舉

天然氣氣舉系統從油管取氣，天然氣經過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入套管，井筒積液從油管被舉出。該種氣舉方式還可以降低井口壓力，促進排液和增產，適用于水淹井或積液氣井。

（3）井口降壓

天然氣氣舉系統從油管或套管取氣，天然氣經過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入外輸管。該種方式可降低井口壓力，提高向外輸管線外輸壓力，促進排液和增產，適用于井口壓力降低至接近外輸回壓的工況。

（4）注汽吞吐

天然氣氣舉系統從外輸管取氣，天然氣經過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管或套管。持續保壓后再開井生產。適用于邊底水錐進、含水飽和度高的水淹井。

（5）鄰井氣氣舉

天然氣氣舉系統從鄰井取氣，天然氣經過分離過濾，進入天然氣壓縮機加壓后，注入油管或套管，舉出井筒積液。該方法適用于有鄰井氣的工況。

6. 天然氣氣舉系統和氮氣氣舉的區別

天然氣氣舉系統和氮氣氣舉都是大水量氣井排水采氣的重要措施，兩種措施各有優缺點如下：

1. 氮氣氣舉的制氮和壓縮機要消耗較多的柴油。而天然氣氣舉不需要制氮，壓縮機消耗的電能由井口天然氣發電而來，成本比較低。
2. 氮氣氣舉的氮氣是從空氣經分子篩過濾而來，分子篩是易耗品，成本較高。
3. 天然氣氣舉可完成井口增壓和注汽吞吐作業，而氮氣氣舉不能。
4. 天然氣氣舉作業成本比氮氣氣舉低得多。
5. 對于已經完全水淹，幾乎不能產氣，管輸也沒有氣的氣井，氮氣氣舉還可以進行排水作業，而天然氣氣舉不能。

7. 天然氣氣舉系統設備的租賃和購買

我公司生產天然氣氣舉系統的分離過濾設備和數據采集設備，并根據各種工況，系統集成了與之性能參數相適應的天然氣壓縮機、天然氣發電機，組成了成套的天然氣氣舉系統設備。該天然氣氣舉設備可以對外銷售和租賃，同時也可以單獨出租天然氣壓縮機。歡迎各個油服公司前來洽談購買和租賃天然氣氣舉系統設備和單獨租賃天然氣壓縮機。

天然氣發動機直接驅動天然氣壓縮機的氣舉系統設備
天然氣發電機驅動天然氣壓縮機的氣舉系統設備

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