[实用新型]用于压力低及产量低天然气井的雾化排水采气装置

说明书

本实用新型公开了一种用于压力低及产量低天然气井的雾化排水采气装置，包括天然气井的井筒管壁，在井筒管壁内壁，通过固定和密封装置均匀安装有n级超音速喷管，n为自然数，n＝2,3,4，…n；其中，所述超音速喷管的结构组成为：超音速喷管中心从下至上依次为超音速喷管渐缩管、喉部以及渐扩管。依靠天然气自身的动能，可以将井筒内水完全雾化成10微米以下的雾滴，从井筒出口处排出，解决了低产天然气井排水采气难题，不需要额外的能源补充和设备，可以长期持续稳定地排水。对低压及低产天然气井的高效率和经济性生产具有重大的经济价值，将在天然气生产中发挥重要作用。

技术领域

本实用新型属于天然气生产技术领域，涉及一种天然气井井筒排水采气装置，特别涉及一种用于压力低及产量低天然气井的雾化排水采气装置。

背景技术

在天然气井生产中，都会同时伴随着产出水和凝析油，随着开采时间的延续，井底气层压力降低，天然气流动速度减小，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，滞留在井筒中。在一段时间后，这些液体聚集于井底，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，井筒中聚集的液柱会将天然气压死，导致气井停产。这种现象便称之为气井积液。

在天然气生产过程中，依靠天然气自身动能可以携带一定量的液体排出，这取决于天然气动能的大小。在气井生产后期，地层天然气压力能降低，天然气流速也随之降低，动能减少。这样，依靠天然气自身动能携带液体的能力就降低，能够被带出的水量就减少。没有被带出的液体会产生静压力，增加井筒内流动阻力，影响天然气的产量。严重时，会完全压制天然气的产出。

为了解决气井井筒内积液问题，在天然气生产中，采用了多种排水采气方法和装置。但是使用效果都不很理想。国内现阶段主要的排水采气措施有泡沫排水、同心毛细管技术、涡流排水、连续油管排水、天然气连续循环、速度管柱排水、柱塞(球塞)气举、深抽排水、井间互联井筒激动排液、多级节流阀互助排液、注氮、小直径管采气、小井眼井钻采等技术，优选管柱采气、气井深度排水、电潜泵、射流泵、泡排与其他工艺相结合等，这些工艺技术在排水采气和积液停产气井的排液复产中起着一定的作用。但又有各自存在的短处。总的来说，没有一种方法能够长时间解决排水采气效率低的问题，而且经济性差，投入费用大。譬如，泡沫排水就需要定期向井底注入泡排剂，需要定期停产，排出泡沫排水无法排出的液体，泡排剂和施工的费用也较高。

为了保证气田的天然气长期稳定生产和发展，需要开发出经济和高效的排水采气新方法和新技术。2016年由西安交通大学获得的中国发明专利(授权公告号：CN104329057B)；公开了一种天然气井超音速喷管雾化排水采气装置和方法，其装置包括设置在井筒管壁上的超音速喷管，该超音速喷管的结构从下至上依次为超音速喷管渐缩管、超音速喷管喉部以及超音速喷管渐扩管；其中，超音速喷管通过超音速喷管固定和密封装置设置在井筒管壁上，且超音速喷管位于井筒底部液面之上。其原理是天然气和水的混合物通过超音速喷管渐缩管时速度增加，而密度减小，压力降低，通过超音速喷管喉部时达到临界状态，通过超音速喷管渐扩管时速度减小，而密度则增大，压力升高，进而使得天然气和水的混合物从低速加速到超音速，通过降低天然气和水的混合物的平均密度可以减小天然气自身动能的损耗，在天然气自身动能不强的工况下易于把液体排出，是最节约天然气自身能量的排水方法，能够实现井筒排水的高效率和经济性。该装置已经在长庆油田、四川德阳油田和浙江油田等地方的天然气井使用，尤其是在长庆油田获得了大规模的推广使用。是一种投资成本低，排水效果好的方法。但是，根据应用实践表明，该装置对于一些压力低，产量低的天然气井效果就不理想。为此，寻找更好的方法和装置来解决这些压力低，产量低天然气井的排水采气问题，一直是本领域技术人员关注的热点。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种用于压力低及产量低天然气井的雾化排水采气装置。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：