增压气举一体机:应对积液与低压双重挑战的集成化技术解决方案
1. 积液气井面临的技术挑战
在天然气田开发的中后期,地层压力衰减导致两个核心生产问题日益突出:井筒积液和井口压力不足。当气井产气量低于临界携液流量时,井筒内液体无法被有效携带至地面,形成液柱压制,进一步抑制地层气体产出。同时,地层压力持续下降导致井口压力低于下游集输管网所需的最低进站压力,即使气井能够维持生产,产出的天然气也无法进入输送系统。
2. 传统气举压缩机的技术机理与局限性
气举工艺机理:气举技术通过从油套环空注入高压气体,在油管内部降低流体密度与流动阻力,从而建立生产压差。注入的高压气体通过气举阀进入油管,与地层液体形成气液两相流,显著降低混合物的平均密度,使油管压力梯度曲线变得平缓。
技术局限性:传统气举压缩机虽能有效解决井筒积液问题,但无法应对井口压力不足的挑战。当井口压力低于外输压力时,成功气举后的天然气仍无法进入集输系统,形成"能生产但不能输送"的矛盾状态。
3. 增压气举一体机的系统集成技术
增压气举一体机是集气举注气和产出气增压两大功能于一体的智能化、橇装化压缩机组,通过深度流体力学与控制系统集成设计,实现双重功能的协同作业。
4. 系统构成与核心工作机理
系统构成:
- 压缩主机组:多级往复式或离心式压缩机
- 进气分离与调压系统
- 气液冷却与后处理系统
- 气体分流与压力控制系统
- 智能控制系统(SCADA/PLC)
核心工作机理:
- 低压气吸入与一级压缩:从油管吸入低压天然气(0.3~0.8 MPaG)进行第一级压缩
- 智能分流与压力设定:压缩后的气体分为气举注气流和外输增压流
- 压力-流量耦合控制:通过精确的压力和流量控制阀动态调节两路气体
- 闭环系统动态平衡:形成带有能量反馈的准闭环系统
5. 控制逻辑与技术优势
控制逻辑:
- 以井况为核心的控制:以井底流压或井口油压作为主被控变量
- 压力保障控制:确保注气压力和外输压力满足各自需求
- 防喘振与负荷控制:通过动态调节实现系统稳定运行
技术优势:
- 系统能效提升10%-25%
- 投资与运营经济性显著改善
- 占地面积小,部署快速
- 生产灵活性强,适应不同工况
6. 应用场景与经济效益
增压气举一体机特别适用于低产、低压的积液气井,边远零散井、边际效益井的经济性开发,老气田的稳产和增产,以及需要快速投产的应急或试采作业。该技术能够将原本无法商品化的低压气变为可销售的高压商品气,同时维持气井高产稳产,实现快速投资回报。
7. 技术发展趋势
随着物联网、大数据和人工智能技术的发展,增压气举一体机正朝着更加智能化的方向发展。通过对历史数据的分析预测气井生产动态,实现全生命周期的智能化管理,成为构建数字化、智能化气田的重要组成部分。
山东睿恩能源科技有限公司基于在油气增产工艺和油气装备制造方面的深厚积累,为客户提供专业的增压气举一体化解决方案,助力低压积液气井的经济高效开发。
