[发明专利]实现气井排液增产的多相压缩系统和方法

说明书

本发明公开一种实现气井排液增产的多相压缩系统和方法，特别涉及石油天然气生产中的气井排水采气工艺，包含管路系统、过滤系统、压缩系统、冷却系统、放空系统、仪表和控制系统；本系统可以对单井或者两口以上的多井并联实施排水采气，系统通过对采气生产大数据，尤其是流量和压力数据进行智能分析来自动优化系统运行参数，进而优化地面生产工艺，保持气井的连续排液能力，避免发生井底积液或者淹井的现象，从而实现气井的稳产和长效增产。本发明适应的来气压力范围宽，排气压力高，能满足现有的天然气生产平台出站压力，并可以将气、液混输至下游集中分离处理。

技术领域

本发明涉及天然气生产领域中的上游开采和生产技术环节，特别是一种能实现气井连续排液和长效稳产、增产的多相压缩系统和方法。

背景技术

天然气开采的最初阶段，储层的能量一般较大，依靠自身的井底压力足以将地层渗入到井筒的液态水和压裂液通过井筒内的天然气流举升到地面，实现自喷生产。随着气井生产的进行，井底压力逐渐降低，加之地层水不停地渗入井筒，而变小的地层能量已经越来越不足以将天然气和水举升到地面，水在井筒中也越积越多，形成积液。

积液的存在将增大对气层的回压，抑制了井底的压力，使得气井排水更加困难，井筒内气流也会变得越来越小。如果不能及时处理，就可能会将气层完全压死以致关井，甚至气井报废。

在气井生产初期，井底产水量每天可达数十方以上，而正常生产阶段和生产后期每天也有很少量至数方不等。及时排除井筒及井底附近地层过多积液或产出水，并使气井恢复正常生产的措施，称为排水采气。通过各种技术手段排除井筒内积液，提升气井自喷能力，提高气藏采收率，是气井生产的整个生命周期内需要进行的工作。

事实上，应该在气井生产的初期----快速降产期，就应当提前预测积液可能出现的时间节点，提前介入排水采气技术，从而延长气井的稳产周期。

为解决井底积液问题，工程师们采取了各种各样的生产技术：

放喷：可间歇性排除积液，但压力较低时不适用，且浪费宝贵的产能和污染环境；

泡排：地层温度不宜过高（100℃左右），对水平井效果较差，并给气井带来新的污染；

连续气举：一次性投资大，容易损坏套管，安全风险相对较大，且需要周期性作业；

速度管柱：连续油管作业，生产成本和技术成本较高，管柱需要及时监测和更换；

下柱塞：对井压和气液比都有一定要求，不具有普遍适用性；

增压抽采：通用性高，常规的压缩机对进出口压力有一定限制，不能带液压缩。

采用以上这些生产工艺的目的都是为了排除井底积液，提高气井自喷能力，增加气井产量，但这些技术和工艺又都有其各自的实施条件和不足之处，难以普遍适用于各种不同压力的气井，不足以支持气井实现长效的稳产和增产。

另一方面，由于气井压力的逐渐降低，油管内气流已不能依靠自身压力连续进站，在不能改变现有平台工艺的前提下，必须配置合理的增压工艺来提升气体压力以达到出站压力，这也是所有的生产平台都将会遇到的、而且目前已经有大面积的气井面临的问题。

本发明人在申请号为201921132685.X的实用新型专利《一种多相压缩实现套管气回收的装置》中，提出了石油生产中套管气的抽采、压缩和利用现有输油管线进行套管气混输回收的装置和工艺，该工艺针对的对象为油井套管气回收；由于气井与油井在开采、处理与集输工艺上的差异，本发明在该基础之上加以进一步改进，使之适合于气井增产：尤其是低压低产井的稳产与长效增产。

发明内容

针对已有技术、工艺上的不足之处或局限性，本发明提出一种实现气井排液增产的多相压缩系统，该系统通过对采油数据进行智能分析来自动优化系统运行参数，进而优化地面生产工艺，保持气井的连续排液能力，最终实现气井的稳产和长效增产。