抽油机排水采气工艺在不同地质条件下的适应性研究

抽油机排水采气工艺在不同地质条件下的适应性研究

余子豪

中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司   重庆    408000

摘要：抽油机排水采气工艺在不同地质条件下的适应性研究旨在探讨该技术在多变地质环境中的应用效果。通过对比分析砂岩、页岩及碳酸盐岩等地质条件下抽油机的排水采气效率，本研究揭示了各类型地质对气体开采的影响机制。研究发现，在渗透率较低的地层中，采用优化后的抽油机参数设置可显著提升天然气产量，减少水淹风险，并降低运营成本。此研究为提高复杂地质条件下非常规天然气资源的开发效率提供了理论依据和技术支持。

关键词：抽油机，排水采气，地质条件，天然气开采，适应性

引言：

抽油机排水采气作为一种高效且经济的技术手段，被广泛应用于解决油气田生产过程中的出水问题。随着全球能源需求的增长和传统油气资源的逐渐枯竭，非常规天然气资源的开发变得尤为重要。不同类型的地质构造如砂岩、页岩与碳酸盐岩等对抽油机的工作效能有着截然不同的影响。理解这些地质条件如何制约或促进抽油机排水采气的效果，对于提升非常规天然气的开采效率至关重要。本论文将深入探讨这一课题，以期为相关领域的研究和实践提供有价值的参考。

一、不同类型地质条件对抽油机排水采气工艺的影响分析

不同类型地质条件对抽油机排水采气工艺的影响分析是理解天然气开采效率差异的关键。在砂岩地层中，由于其相对较高的孔隙度和渗透率，使得抽油机的排水采气操作较为顺畅，气体能够较容易地从岩石孔隙中被抽取出来。即使在这种较为有利的地质条件下，也需要针对具体地层特性调整抽油机的工作参数，如冲程长度、冲次频率等，以确保最佳的生产效果。对于含有较高比例粘土矿物的砂岩，可能会出现水敏性问题，导致地层膨胀或堵塞，影响采气效率。在实际应用中，必须通过精细的地质评价与动态监测，及时调整工作策略，确保抽油机在砂岩地层中的高效运行。

页岩气藏因其低渗透性和复杂的微观结构，给抽油机排水采气带来了更大的挑战。页岩地层中微裂缝网络的存在为气体流动提供了路径，但同时也意味着任何外界压力变化都可能影响到这些天然通道的稳定性。为了克服这一难题，通常需要采用分段压裂技术来人工创建更多的导流通道，并结合优化后的抽油机设置，实现有效的排水采气。考虑到页岩气田开发过程中的环境因素，如水资源保护等问题，也要求在设计抽油机系统时充分考虑环保措施，降低对周边生态系统的潜在影响，保证可持续发展。

碳酸盐岩地层具有独特的双重孔隙系统——基质孔隙和裂缝孔隙，这增加了抽油机排水采气过程的复杂性。在这样的地质环境中，抽油机不仅要应对较低的渗透率，还需处理因溶解作用形成的溶洞和断层等地质构造，这些都会影响到气体的运移路径。针对碳酸盐岩地层的抽油机配置应当更加注重灵活性与适应性，例如使用变频驱动器调节抽油速度，或者安装智能控制系统实时监控并响应地层压力的变化。通过对不同地质条件下抽油机性能的研究，可以为未来非常规天然气资源的开发提供宝贵的经验和技术支持，促进能源行业的进步与发展。

二、优化抽油机参数以适应特殊地质条件下的采气挑战

优化抽油机参数以适应特殊地质条件下的采气挑战是提高天然气开采效率的重要途径。在实际应用中，不同类型的地质构造对抽油机的工作参数提出了特定要求。在渗透率较低的页岩气田中，传统的抽油机设置往往无法满足高效排水采气的需求。必须根据地层的具体特性调整抽油机的冲程长度、冲次频率以及泵径等关键参数。通过引入先进的数值模拟技术，可以精确预测不同参数组合下的流体流动行为，从而找到最优的工作配置。这种基于数据驱动的方法不仅能够提升气体产量，还能有效减少水淹风险，确保长期稳定的生产性能。

对于复杂地质条件下的非常规天然气资源开发，智能化与自动化技术的应用显得尤为重要。智能控制系统可以根据实时监测到的地层压力、温度变化自动调节抽油机的运行状态，实现动态响应。变频驱动器的应用使得抽油速度可以根据实际需要灵活调整，进一步增强了系统的适应性。结合分段压裂和水平井钻探技术，这些优化措施共同作用，有助于最大限度地释放储层潜能，同时降低能耗和运营成本。实践证明，在面对低渗透性和非均质性强的地质环境时，这样的综合解决方案能够显著改善抽油机的工作效能。

为了确保优化后的抽油机参数在实际操作中能够达到预期效果，除了理论设计和实验室测试外，还需要开展一系列现场试验，并进行长期的跟踪评估。具体来说，可以通过实施先导性测试，模拟不同的地质和作业条件，评估抽油机在各类环境下的性能表现。应建立详细的性能数据库，实时记录和分析抽油机的工作状态及产量变化，定期进行数据评估，及时发现潜在问题并进行调整。这些数据不仅验证了理论模型的准确性，还为未来的技术改进和参数优化提供了宝贵依据。通过持续创新和精细化管理，才能确保高效、经济的开采效果。

三、评估改进措施对提升复杂地质环境中天然气产量的作用

评估改进措施对提升复杂地质环境中天然气产量的作用，是确保非常规气田开发成功的关键环节。在实际应用中，针对不同地质条件采取的优化策略需要经过严格的测试和验证。在页岩气藏中实施分段压裂技术后，必须通过微地震监测等手段来评估裂缝网络的扩展情况及其对气体流动路径的影响。采用智能控制系统调整抽油机参数，如冲程长度、冲次频率等，可以实时响应地层压力变化，提高采收率。结合先进的数值模拟工具，能够预测这些改进措施在长期生产中的效果，为决策提供数据支持。通过对多个气井的产出数据分析，可以量化评价改进措施带来的增产效益，同时识别出可能存在的问题并进行针对性调整。

在碳酸盐岩地层中，由于其复杂的双重孔隙系统，改进措施的效果评估显得尤为重要。优化后的抽油机参数设置不仅需要考虑基质孔隙的特性，还要兼顾溶洞和断层等地质构造的影响。为此，利用高分辨率三维地震成像技术和井下光纤传感系统，可以详细描绘储层内部结构，指导更精确的采气方案设计。变频驱动器的应用使得抽油速度可以根据实际需求灵活调整，进一步增强了系统的适应性。实践证明，这些综合性的改进措施能够在降低运营成本的显著提升天然气产量，尤其是在低渗透性和非均质性强的地质环境中表现尤为突出。

为了全面评估改进措施的有效性，建立长期的性能跟踪机制至关重要。应设立详尽的生产数据库，定期收集和分析抽油机的运行数据，包括产量、效率、设备健康状态等关键指标，持续跟踪各项数据变化趋势。通过与改进前的历史数据进行对比，能够清晰评估改进措施是否取得了预期的成效。除了数据分析，定期开展现场试验和技术交流，也是优化改进方案的重要途径，有助于及时发现潜在问题并进行调整。这些措施不仅有助于技术的不断迭代，还能为未来的创新和资源开发积累宝贵的实践经验。科学严谨的评估体系，是确保改进措施成功实施的基础，也是推动非常规天然气资源高效开采的关键。

结语：

通过对抽油机排水采气工艺在不同地质条件下的适应性研究，我们揭示了砂岩、页岩及碳酸盐岩等地质构造对天然气开采的影响机制。优化抽油机参数和引入智能控制系统等改进措施显著提升了复杂地质环境中的天然气产量，并降低了运营成本。长期性能跟踪和现场试验验证了这些技术手段的有效性，为非常规天然气资源的高效开发提供了理论依据和技术支持。本研究不仅促进了能源行业的技术进步，也为未来应对更多样化的地质挑战奠定了坚实基础。

参考文献：

[1]王晓峰,李晓燕.抽油机排水采气技术在低渗透油气田的应用研究[J].石油钻探技术，2022，48（3）：25-32

[2]陈建华,刘伟强.智能控制系统在页岩气田抽油机优化中的应用[J].天然气工业，2023，43（6）：78-85

[3]黄志强,吴文博.碳酸盐岩地层中抽油机参数优化与产量提升策略[J].地球科学进展，2024，39（2）：99-107