1,重組分烴含量增高
重組分烴在氣藏開發(fā)初期一般以液態(tài)形式存在。開發(fā)過程中,地層溫度變化相對較小,重組分烴維持其較低的分壓不變。但隨著氣藏壓力降低,其在氣分中的占*,而且當(dāng)降至其飽和蒸氣壓時,重組分C3+就會依次“沸騰”,由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)而產(chǎn)出;各烴在油(如果有)中的溶解度也隨氣藏壓降而降低,開始析出。溶解度較小的C1、C2在前期析出,溶解度較大的C3+依次在后期析出。總上,使得后期井流物中重?zé)N組分增高,且含量不穩(wěn)定。
一般天然氣井口無動力電,壓縮機(jī)組采用燃?xì)獍l(fā)動機(jī)驅(qū)動。燃?xì)獍l(fā)動機(jī)燃料氣取自井口。當(dāng)井口氣中C3、C4、甚至C5增加,且占比不穩(wěn)定(甲烷值變化較大)時,發(fā)動機(jī)就容易發(fā)生爆震,造成管線開裂、缸頭變形或裂紋等。此外,燃?xì)鉄嶂翟黾樱變?nèi)溫度升高,造成進(jìn)排氣門燒蝕、氣缸墊燒損等故障高頻率發(fā)生。
另外,由于“相似相溶”,產(chǎn)出氣中的重組分烴經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮腔時,極易溶入腔內(nèi)的潤滑油,使?jié)櫥腿榛冑|(zhì)。高頻率更換潤滑油抬升了設(shè)備運(yùn)營成本。這類壓縮機(jī)主要指,需借助向壓縮腔內(nèi)噴入潤滑油來實(shí)現(xiàn)其密封、冷卻,然后再對潤滑油循環(huán)利用的滑片機(jī)、噴油螺桿等。
2,大體量攜液
開采至后期,由于地層壓力降低等因素很多井產(chǎn)出大量的液體,主要成分為地層滲透水,部分井還帶有凝析油。出液量因井口而異,差別較大。對井口壓縮機(jī)形成挑戰(zhàn)的主要是段塞狀兩相流(攜水量較小的流型對壓縮機(jī)不形成挑戰(zhàn),全液柱工況一般用氣舉解決)。井口沒有污水處理?xiàng)l件,需要壓縮機(jī)上的排液裝置將其隨氣沿管線輸送至下游集氣站處理。對于目前的井口機(jī),排液裝置一般由分離器和排液閥或泵組成,當(dāng)單股段塞流體量超過分離器容積時,液體來不及排出,設(shè)備就被迫停機(jī)[2]。
3,固態(tài)顆粒含量增高
在壓縮機(jī)抽吸作用下,部分井后期產(chǎn)出物中明顯地含有固體物,主要為完井時的壓裂沙及出液時帶出的地層泥沙,也有井產(chǎn)出粘稠狀結(jié)晶水合物[3]。對于后期煤層氣井,游離氣減少,氣源主要來自煤層的解吸;此時,煤粉含量增加。這些固體物會造成壓縮機(jī)內(nèi)密封件磨損、閥和過濾器塞堵等損害。
4,流壓降低
普通后期天然氣井,井口壓力低壓降快,在設(shè)備抽吸下,有氣田很快由2~3MPa降到0.1~0.3MPa[4];而且為提高采收率,井口壓力*好能
降至負(fù)壓。在外輸壓力相對穩(wěn)定的情況下,使得設(shè)備壓*:一般4~18。
對于煤層氣井,外輸壓力較低,一般為0.05~0.2MPa,設(shè)備所需壓*;但后期解吸氣量隨氣藏壓力降低而急劇升高,負(fù)壓生產(chǎn)對提高采收率極具意義。
壓縮機(jī)在進(jìn)氣壓力為負(fù)時,會有空氣倒吸進(jìn)過流腔的危險,目前各設(shè)備極少有真正能工作在負(fù)壓的。高壓*,造成設(shè)備相關(guān)非金屬件損傷及壓縮效率降低。