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1、在天然气开采中，随着气藏压力和天然气流动速度的逐步降低， 致使气藏中的产出水或凝析液不能随天然气流携带出井筒，从而滞留 在井筒中。这些液体在一段时间内聚集于井底，形成液柱，对气藏造 成额外的静水回压，导致气井自喷能量持续下降。通常，如果这种情 况持续下去，井筒中聚集的液柱终会将气压死，导致气井停产。这种 现象便称之为“气井积液”排除气井井筒及井底附近地层积液过多或产水，并使气井恢复正 常生产的措施，称为排水采气。排水采气是解决“气井积液”的有效 方法，也是水驱气田生产中常见的采气工艺。目前现场应用的常规排水采气工艺可分为：机械法和物理化学 法。机械法即优选管柱排水采气工艺、气举排水采气工艺、电
2、潜泵排 水采气工艺、机抽等排水采气工艺等，物理化学法即泡沫排水采气法 及化学堵水等方法。1优选管柱排水采气优选管柱排水采气是在有水气井开采的中后期，重新调整自喷管 柱，减少气流的滑脱损失，以充分利用气井自身能量的一种自力式气 举排水采气方法。优选管柱排水采气，简单来说就是缩小油管内径生 产，其目的是减小流动截面积，增加气体流速，以便把液体带到地面。当油管直径过小时，虽可以提高气流速度，有利于将井底的液体 排出，但在油管中的摩阻损失大，一定井口压力下所要求的井底流压 高，从而限制了气井产量；当油管直径过大时，虽可以降低气流速度 及摩阻损失，从而降低流压，提高气井产量，但过低的气流速度无法 将井底
3、液体携至地面，最终造成井底积液、流压升高而限制产气量。 因此优选合理管柱有两个方面的要求：一是对流速高，排液能力较好的大产水量气井，可增大管径或采 用套管生产，以达到减少阻力损失，提高井口压力，增加产气量的目 的；二是对处于中后期的气井，因井底压力和产气量均较低，排水能 力差，则应更换较小管径，即采用小油管生产，提高带水能力排除井 底积液，使气井正常生产，延长气井的自喷期。该工艺理论成熟，施工容易，管理方便，工作制度可调，免修期 长，投资少，除优选与地层流动条件相匹配的油管柱外，无须另外特 殊装备和动力装置，是充分利用气井自身能量实现连续排液生产，以 延长气井带水自喷期的高效开采的工艺技术。其
4、缺点是：气井排液量 不宜过大，下入油管深度受油管强度的限制，因压井后复产启动困难， 起下管柱时要求能实现不压井起下作业。对于采用排水采气的气井来水，影响其举升能力的主要因素有： 油管举升高度。当井底流压一定时，油管举升高度越大，需要 的临界流速越大； 油管尺寸（最主要因素）。气井连续排液的流量与管柱直径平方 成正比。为了获得相同的临界流速，自喷管柱直径越大，气井连续排 液所需临界流量也就越大； 井底压力。提高井底压力会对气井的举升能力起反作用，在气 体质量速率、自喷管径、油管举升高度相同条件下，压力较高，气体 体积较小，就意味着气流速度较小，需要较大的临界流量才能将液体 连续排出井口； 临界流
5、量（判断气井举升能力大小的决定因素之一）。当气井自 喷管柱及举升高度和井底流压一定时，气井连续排液所需临界流量也 是一定的；当气井自喷管柱和井底流压一定时，如果油管举升高度相 差较大，那么气井连续排液所需临界流量较大。优选管柱排水采气的核心是确定连续排液所需的最小气量。2气举和柱塞气举排水采气气举排水采气工艺是借助外来高压气源或压缩机，通过向井筒内 注入高压气体的方法来降低井内注气点至地面的液体密度，使被举升 井连续或间歇生产的机械排水采气工艺。一般说来，气举装置的类型主要取决于生产井究竟采用连续气举 还是间歇气举。气举工艺从装置类型上可分为开式、半闭式和闭式气 举；而从生产方式上可分为连续气
6、举和间歇气举；从举升流程上可分 为正举和反举。正举是从油套环空注入高压气，井液和高压气从油管 产出；而反举是从油管注入高压气，井液和高压气从油套环空产出。柱塞气举排水采气，是利用气井自身能量推动油管内的柱塞举 水，不需其它动力设备、生产成本低。该方法的优点是：由于柱塞在 举升气体与采出液体之间形成一个固体界面，能够有效地防止气体上 窜和液体回落，从而减少了滑脱损失、提高了举升效率。柱塞气举的工作原理是：举升装置的正常工作由时间-周期控制 器定时地控制气动阀的开关来完成。当气动阀关闭时，柱塞上的阀已 被防喷管内的撞击杆顶开，打开旁通，柱塞自行下落。柱塞撞击井下 缓冲器后阀关闭，同时油管中液面不断
7、上升。当油套环空压力恢复到 足以突破油管鞋举升柱塞以上液体时，气动阀打开，气体迅速从套管 进入油管，与地层流入井底的气一起推动柱塞及其上液体升向井口， 直到把柱塞上部的液体举升至地面，柱塞撞击防喷管内的顶杆后，阀 再次打开，气动阀关闭，柱塞下落，开始下一次工作循环。该工艺井不受井斜、井深和硫化氢等限制，单井增产效果显著； 可多次重复启动，与投捞式气举装置配套，可减少修井作业次数；设 备配套简单，管理方便；易测取液面和压力资料，设计可靠，经济效 益高。缺点：工艺井受注气压力对井底造成的回压影响，不能把气水 井采至枯竭；闭式气举排液能力小，一般在100m?/d以下，工艺应用 范围受限；需高压气井或
8、工艺压缩机作高压气源；套管必须能承受注 气高压；高压施工对装置的安全可靠性要求高。3天然气连续循环排水采气天然气连续循环采气技术是针对以往应用柱塞举升或速度管柱 实施气井排液采气时存在的缺点而研究推出的。如果气井出砂，那么 柱塞举升便不能够正常工作；如果生产管柱口径较小，会对生产作业 造成困难。天然气连续循环采气工艺则克服了以上缺陷。天然气连续循环系统要求采用一种非常规的压缩机安装模式。在 气井产气的过程中，压缩机连续不断地将产自井筒的天然气沿气井环 空注入井中，注入的天然气随后沿油管向上被采出井筒，接着在经过 分离器分离处理后再由压缩机压入井筒。如此循环可以提高井筒天然 气的流速，从而将液体
9、携带到地面。该工艺具有以下特点：允许应用标准口径的油管；在油管中气井 出砂的条件下可以正常工作；可以保持低的井底流压；即便在气井产 量递减到几乎为零之后，仍可将液体排出井筒，并且气井不会再次发 生积液。4电潜泵排水采气电潜泵排水采气是采用多级离心泵装置，将气水井中的积液从油 管中排除，降低并内液面高度，减少液柱对井底的回压，形成生产压 差，使水淹停产井迅速恢复产能。它是一种排量大、自动化程度高、 适用于有水气田中后期开采的后续工艺技术。该工艺排量范围大、扬程高，可从日产几十方至几千方，尤其适 用于产水量大、地层压力低、剩余储量多的水淹井，是目前举升设备 中排量最大的一种。电潜泵排水可形成较大的
10、生产压差，理论上可将 气井采至枯竭；自动化程度高，具有较强的自我保护能力，操作管理 灵活方便，容易实现自我控制；易于安装井下温度、压力传感元件， 在地面通过控制屏，随时直接观测出泵吸入口处温度、压力、运行电 流等参数；变频控制器的使用，可根据井况条件适时调节电泵的排量 及其它有关参数。局限性：多级大排量高功率电潜泵机组比较昂贵，使得初期投资 大，特别是电缆费用咼；由于咼温下电缆易损坏，使电潜泵机组的下 入深度受到限制；由于气井中地层水腐蚀及结垢等影响，使得井下机 组寿命较短，部分设备重复利用率不高，从而使得装备一次性投资较 大，采气成本高；选井受套管尺寸限制。5涡轮泵排水采气涡轮泵是一种液力涡
11、轮高速驱动的井下泵装置，利用高速水力涡 轮代替昂贵的潜油电机来驱动井下离心泵采液，具有可靠性高、调节 容易、重量轻、体积小、耐高温和抗腐蚀等优点，这些都是潜油电泵 所无法比拟的。涡轮泵系统的地面部分和井下完井结构与水力射流泵相同，井下 涡轮泵由多级涡轮和多级混流泵或离心泵组成，后者类似于潜油电 泵。地面动力液经动力液油管注入井下，驱动涡轮，涡轮带动泵旋转， 将井液采到地面。涡轮泵能承受300C的高温，可以用于斜井，还能用于含腐蚀介 质井、产砂井的开采。6射流泵排水采气射流泵是一种特殊的水力泵，它在井下工作时没有运动件，泵送 是靠动力液与地层流体的能量转换来实现的。它由地面提供的高压动 力液通过
12、喷嘴把其压能转换成高速流束，在吸入口形成低压区，井下 流体被吸入与动力液混合，在扩散管中动力液动能传递给井下流体使 其压力增高而排出地面（地下水和气被同时排出地面）。射流泵井下设备没有运动部件，对于出砂等恶劣工况的井具有较 强的适应能力；因井下设备结构简单，维修费用低，在井场上通过倒 换流程即可更换喷嘴和吸入吼管，维修作业工作量小；下泵深度和排 量的变化范围大，可以满足不同井的生产要求；可用于斜井和弯井； 耐磨和抗腐蚀，能在高温高气液比条件下工作。工艺局限性：举升效率较低，通常25%；必须有较高的吸入压力 （沉没度）以防止气蚀；地面设备庞大，维护费用较高；地面操作复杂， 特别对于边远气井管理难
13、度大。7机抽排水采气机抽排水采气工艺的基本原理是将深井泵下入井筒液面以下的 适当深度，深井泵柱塞在抽油机的带动下，在泵筒内作上下往返抽汲 运动，从而达到在油管内抽汲排水，降低液柱对井底的回压，从套管 采出天然气的目的。针对气井机抽排水和有杆泵采油的区别：采用提高泵效的软密封 深井泵（它用于低含硫气井可以减少间隙漏失量，用于含硫气井既能 防腐，又能提高排水效果）、能有效降低气体影响的井下气水分离器、 可调式防喷盒和光杆密封器。该工艺装备简单、可靠，可用天然气和电作动力，易于实现自动 控制，以实现有人管理，无人操作；设计简单、成熟；可使设备多井 运移；工艺井不受采出程度影响，并能把气水井采至枯竭。
14、缺点：前 期深井泵、抽油机、抽油杆的投资较大，动力装置的配套在目前阶段 困难较大；受井斜、井深和硫化氢影响较大，泵挂深度和排液量均受 限制；鉴于气水井与油井性质差异较大，如气体干扰使泵效降低，抽 油杆和泵易损坏等问题尚未完全解决。8泡沫排水采气该方法是针对自喷能力不足，气流速度低于临界流速的气井的一 种较为有效的排水采气方法。其原理就是将表面活性剂（起泡剂）从携液能力不足的生产井井 口注入井底，借助于天然气流的搅拌作用，使之与井底积液充分混合， 从而减小液体表面张力，产生大量比较稳定的含水泡沫，减少气体滑 脱量，使气液混合物密度大为降低，从而降低自喷井油管内的摩阻损 失和井内重力梯度，有效地降
15、低井底回压，在井底压力和井口压力相 同的情况下，使井底积液更易被气流从井底携带至地面。当地层水中 的泡沫被携带至地面后，通过向其中加入消泡剂以便使气水分离，从 而达到排水采气的目的。该工艺能充分利用地层自身能量实现举升，因而成本低、投资小、 见效快、经济效益显著；设备配套简单，其举升流程与自喷生产完全 相同；实施操作简便，实施过程中不需特殊的修井作业及关井；现有 的起泡剂及泡沫助采剂对不同的生产井有较强的适应能力，能满足不 同类型生产井的需要。该工艺的排液能力一般在100m3/d以下，因起泡剂的注入量与井 的日产水量成正比，产水量过高的井需要的药剂用量很大，并且要连 续注入，工作量大，造成经济
16、不合算。当矿化度增高时，水的表面张 力将增加，从而降低泡排效果和增加泡排剂用量；油起消泡作用，所 以油水同产井需选用与之相适应的起泡剂；含油量一般不超过30%的 井不宜选择泡排工艺。9同心毛细管柱排水采气同心毛细管柱是针对低压气井积液、油气井防腐、清除盐垢和清 蜡等实际生产问题而研制出的一种新型工具，能够经济有效地解决上 述油气井生产问题，降低生产作业费用，提高作业井产量。毛细管柱通过油管进入套管中，既可到达炮眼上端也可到达炮眼 段。井底装置由一个喷嘴和一个止回阀组成，入井深度可以超过20000 英尺。通过同心毛细管柱连续不断地向井下注入化学发泡剂，降低井 底液柱压力，使泡沫化的液体随天然气气流携带出井筒，消除了气井 井底的液体滞留现象，从而提高排液效率。此工艺成功的关键是选择合适的化学剂。选定的化学剂在井底温 度、压力下应能保持稳定且与毛细管的金属材质相容。如果用于泡排 采气，则
