1,重组分烃含量增高

重组分烃在气藏开发初期一般以液态形式存在。开发过程中,地层温度变化相对较小,重组分烃维持其较低的分压不变。但随着气藏压力降低,其在气分中的占*,而且当降至其饱和蒸气压时,重组分C3+就会依次“沸腾”,由液态转为气态而产出;各烃在油(如果有)中的溶解度也随气藏压降而降低,开始析出。溶解度较小的C1、C2在前期析出,溶解度较大的C3+依次在后期析出。总上,使得后期井流物中重烃组分增高,且含量不稳定。

一般天然气井口无动力电,压缩机组采用燃气发动机驱动。燃气发动机燃料气取自井口。当井口气中C3、C4、甚至C5增加,且占比不稳定(甲烷值变化较大)时,发动机就容易发生爆震,造成管线开裂、缸头变形或裂纹等。此外,燃气热值增加,缸内温度升高,造成进排气门烧蚀、气缸垫烧损等故障高频率发生。

另外,由于“相似相溶”,产出气中的重组分烃经过压缩机的压缩腔时,极易溶入腔内的润滑油,使润滑油乳化变质。高频率更换润滑油抬升了设备运营成本。这类压缩机主要指,需借助向压缩腔内喷入润滑油来实现其密封、冷却,然后再对润滑油循环利用的滑片机、喷油螺杆等。

2,大体量携液

开采至后期,由于地层压力降低等因素很多井产出大量的液体,主要成分为地层渗透水,部分井还带有凝析油。出液量因井口而异,差别较大。对井口压缩机形成挑战的主要是段塞状两相流(携水量较小的流型对压缩机不形成挑战,全液柱工况一般用气举解决)。井口没有污水处理条件,需要压缩机上的排液装置将其随气沿管线输送至下游集气站处理。对于目前的井口机,排液装置一般由分离器和排液阀或泵组成,当单股段塞流体量超过分离器容积时,液体来不及排出,设备就被迫停机[2]。

3,固态颗粒含量增高

在压缩机抽吸作用下,部分井后期产出物中明显地含有固体物,主要为完井时的压裂沙及出液时带出的地层泥沙,也有井产出粘稠状结晶水合物[3]。对于后期煤层气井,游离气减少,气源主要来自煤层的解吸;此时,煤粉含量增加。这些固体物会造成压缩机内密封件磨损、阀和过滤器塞堵等损害。

4,流压降低

普通后期天然气井,井口压力低压降快,在设备抽吸下,有气田很快由2~3MPa降到0.1~0.3MPa[4];而且为提高采收率,井口压力*好能

降至负压。在外输压力相对稳定的情况下,使得设备压*:一般4~18。

对于煤层气井,外输压力较低,一般为0.05~0.2MPa,设备所需压*;但后期解吸气量随气藏压力降低而急剧升高,负压生产对提高采收率极具意义。

压缩机在进气压力为负时,会有空气倒吸进过流腔的危险,目前各设备极少有真正能工作在负压的。高压*,造成设备相关非金属件损伤及压缩效率降低。