延长气田排水采气效果分析.pdf

天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 5年 1 0月 出版 延长气 田排水采气效果分析 李成福 刘科如 郭向东 刘宝平 任婷2 贺杰t 秦远成 ( 1 陕西延长石油( 集 团) 有限责任公 司油气勘探公司延长气田采气一厂2 陕西延长石油 ( 集团) 有限责任公 司研究院 ) 摘要快速有效地排 出井筒积液是保障延长气 田积 液气井高效 、 持续生产的关键 。通过对延长气 田积 液井 现状 的分析 ， 归纳对比 了目前试验 的提产排水 、 间歇生产排 水和泡沫排水等排水 采气 试验效果 ， 结果表明提产 排水 可作为中高产井的排水措施 ， 间歇生产排水和泡排相结合可作为低产水井的排水措施， 泡排排水采气是可全面推 广应用的排水措施 。图1 1 表3参1 2 关键词 延长气田 气井井筒积液排水采气临界携液流量 O 引言 1 提产 排水效果分析 延-K气E l 于2 0 1 2 年投入开发 ，属于典型的 “ 三 低” 气藏( 产能低 、 压力低 、 产量低 ) 。气井地层压力 系数偏低f 0 6 8 0 9 5 ) 、 气层埋藏2 0 0 0 3 5 0 0 m、 地层 温度8 0 1 0 0。目前有气井1 1 0 余口， 采用定产生产 模式开发 。大多数气井在生产初期均 出现不同程度 的井筒积液 ， 严重威胁气井的稳定生产 ， 大大降低了 气 田和气井采收率n 。因此， 如何快速有效地排出井筒 积液就成了保障这部分气井持续稳定生产的关键。 目前各大气 田用的排水采气工艺众多，包括泡 沫排 水 、 优选管柱 、 柱塞气举和机抽等方法 。 适用条 件各有不同， 优缺 点也略有差异2 _ 】 。延长气 田在借 鉴国内外各气 田成功的排水采气措施的基础上 ， 分 析气井井筒积液的原因， 初步形成了“ 以最小携液理 论为指导，以提高瞬时流量增大生产压差排液为核 心 以泡沫排水采气和问歇采气为辅” 的排水采气工 艺 ， 并取 得 了一定 的效果 5 I 。 g 鲫 盘 | ， s 3 5 6 5 o 。 6 9 5 s g 井号 图1 高产井 ( 至1 0 x 1 0 m3 d ) 提产期 间 日产气与临界携液流量对 比图 提产排水原理是利用气井 自身的能量来提高瞬 时流量( 大于油管临界携液流量) 、 增大生产压差， 从 而达到减少井底积液回压 、增加气井产量的排水采 气方法 ， 其具有操作简单 、 实施方便 、 工艺投资少 、 排 水效果明显的特点 。 1 1 现场 应 用效果 截止2 0 1 4 年1 2 月 ，气 田累计开展提高瞬时流量 排水采气试验4 2 口8 5 井 次 ， 包括高产井( l 0 l 0 m 3 d ) 1 4口 ， 中产 井 ( 4 1 0 至p A 1 0 x 1 0 m3 d ) 1 5 口和低产井 ( o F 4 x l O m 3 d ) 1 3 口。 从提产排水试验期间高 中低 产井 的 日产气 和 临界携液流量对比图( 图l 、 图2 、 图3 ) 可 以看 出， 高 中产井经过提产后均能达 到气 井临界携液流量之 上 ， 对应油压值均有所 回升 ， 日均产水量较提产前 也有明显提高 ( 图4、图5 ) ，其 中高产井 日产水 由 g 一 fL 图2 中产井( 4 x 1 0 ， l O x l o m3 d ) 提产期间 日产气 与临 界 携 液 流 量对 比 图 作者简介李成福 ， 男， 1 9 8 5 年 出生， 硕士 ， 工程 师； 2 0 1 0 年毕业于西北大学地质 系并获硕 士学位 ； 主要从事天然气勘探 开发等研 究工作 ， 地 址： ( 7 1 6 0 0 0 ) 陕西省延安市宝塔 区姚店镇延长气田采气一厂。 电话 ： 1 8 6 2 9 1 1 9 2 8 6 。E ma i l ： d o n g _ b a1 2 6 c o n l 52 0 枷伽渤姗挪瑚 如 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 5年 1 0月出版 从 图7 可看出 ，正常配产下 ， Y1 9 6 井产水量较 少 ， 日均产水量仅为0 0 8 1 1 3 。 。提产排水期间 ， 日产气 量高于临界携液流量 ， 日均产水量达到0 4 m， 产水 量明显增大， 排水效果较好。 2 间歇生产 排水效果分析 由于低产井提产排水效果差 ，延长气 田开展了 “ 每天问开 ( 气井每天开井1 6 h ， H总产气量不变 ) ” 问歇生产制度试验。有效解决了以往低产气井采用 排水采气工艺技术难以达到稳定生产和及时排出井 底积液的难题 ，为低产气井的稳定生产提供 了一条 有效的途径8 - 9 2 1现场 应用效 果 通过对比间歇生产前后油压上升值和 日均产水 量增加值 ， 发现间歇生产一个月后 ， 井 口压力得到恢 复 ， 油压均上升 ， 日产水量都有所增加 ， 有效地提高 了低压低产气井的利用率 ，每天间开井的月平均生 产天数从9 4 d 上升到2 9 d ，气井利用率 由3 1 3 4 提 高到了9 6 6 7 ， 充分发挥了低产井的最大潜能 2 _ 2 间歇 生产 排水 实例分 析 S 1 5 井无阻流量为3 7 1 9 5 x l 0 4 r f l 。 d ，生产层位为 本溪。 于2 0 1 2 年4 月2 0日以7 5 0 0 m 3 d 的定产制度开井 生产 ， 开井油压2 1 0 MP a ， 从2 0 1 2 年l 0 月中旬开始 ， 油压从 1 7 MP a 下降至1 3 MP a ， 平均 日产水0 1 1T I 。整 个生产过程 中， 由于气井不能有效连续的携带积液 导致油压持续下降、 气井无法正常生产。 鉴于该井不能正常生产 ，于2 0 1 3 年1 0 月1 7日开 始采取了改变生产周期的方法进行问歇式生产试验 ( 图8 ) ， 通过3 个周期的间歇式生产试验 油压上升至 1 4 MP a ， 油套压差控制在1 MP a 以内。 其中， “ 开一关一” 期间油套压差降为l MP a 以下 ，日均产水量为0 3 2 m s ， 携液效果良好； “ 开二关二” 试验期间 ， 平均油套压差 控制在0 8 MP a 以内， 日均产水量0 1 4 1 T I ， 平均 日产气 量较 间开前增J 3 1 3 2 6 1 m ，间开效果良好 。因此 于 2 0 1 4 年6 月2 9 H将该井调整为连续生产井 ， 日均产气 量2 0 0 0 0 IT I ， 日均油套压差降到0 6 MP a 左右 ， 日均 产水量为0 2 6 m。 ， 截止 目前该井保持连续正常生产 。 。M 1 一 问开试验后 。i 1 棚 图8 S1 5井 生产 动 态 曲线 图 3泡沫排水效果分析 泡沫排水采气基本原理为向井底注入某种能够 遇水产生泡沫的表面活性剂 当化学药剂与井底积 液接触后 ， 可借助于天然气流的搅动 ， 把水分散并生 成大量低密度的含水泡沫从而改变了井筒内气水流 态 ， 这样在地层能量不变的情况下 ， 提高了气井的带 水能力 。 把地层水举升到地面l 1 2 l 。 3 1 现 场应 用效 果 延长气 田经过不断摸索优选出H Y 一 3 K、 H Y一 5 系 列起泡剂和H Y X 系列消泡剂。注入方式采用从油 管投放泡排棒和从油套环空注入液态起泡剂两种方 式。 消泡剂加入方式为在站内进站阀组处注消泡剂。 5 4 截止 目前 ，通过对气田进行的6 6 井次泡排数据的分 析得出， 3 次效果差 ( S 1 9 井 、 S 9 井 、 S 5 井) ， 其它6 3 次泡 排使气井油套压差明显减少， 产气量 、 产水量增加 ， 施工均有效果 ， 泡排成功率高达9 5 。 3 2泡 沫排水 实例 分析 ( 1 ) 液态 起泡 剂与 泡排棒 效果 对 比分析 为了对比液态起泡剂与泡排棒在泡排作业中的 效果 ，对单一投入泡排棒和单一注入液态起泡剂的 泡排作业效果进行了详细分析 ，发现当单一使用泡 排棒时 ， 泡排后井 口油压 、 套压均下降 ， 油套压差值 仍然大于2 M P a ， 泡排效果差 ( 表1 ) 。然而单一注入 液态起泡剂时 。 泡排后油压上升 、 套压降低 ， 油套压 差值缩小至2 MP a 以内 ， 泡排效果好 ( 表2 ) 。 蚕磐辕。 、啃目 。 O 5 O m m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 8 卷第 4 期 天 然 气 勘 探 与 开 发I _ 曩 冒 啊 由于泡排棒是从油管投放 ，在油管 内部受井筒 内向上流动气体的举升作用 ，当泡排棒与油管 内部 积液接触时即被融化 ， 不能落到井底 ， 故无法与井底 积液进行充分混合 ，泡排棒只能使油管内部有限且 少量的积液产生低密度泡沫 ，而滞留于油套环空内 大量的积液则无法排除井筒 ， 所以泡排作业时 ， 单一 使用泡排棒 的泡排效果较差 。 建议后期泡排施工时， 采取“ 投泡排棒 + 注起泡剂” 两种方式结合 ， 使 油管 内部积液和油套环空积液同时起泡 ，从而将井筒内 积液有效排 出 ( 2 ) 起泡剂原液量与油套压差的定量关系摸索 井 口油套压差值可以间接反映井筒内积液量的 多少，而井筒内积液量的多少决定着泡排作业所需的 起泡剂原液量，为摸索井口油套压差与起泡剂原液量 之间的定量关系，对泡排效果良好的起泡剂原液注 入量和对应泡 排结束后油压上升值做 了统计分析 。 结果表明 ，起泡剂原液量与泡排期间油压上升值呈 一 定线性关系 ( 图9 ) ， 后期泡排 中， 可 以根据油套 压 差 ， 参考此公式估算泡排所需的最优起泡剂原液量。 油 压上 升fl Ft MP a 图9油压上升值与起泡剂原液量关 系图 3 3 井下节流气井泡排试验 随着延长气 田的不断发展 ，具有成本低且安全 系数高等优点的中低压集气方式将是气井集气方式 的大趋势 ，那么中低压集气井的排水工艺也是不久 的将来气井管理工作者 日常工作之一。为了摸索和 总结中低压集气井的排水工艺 ，气 田对唯一一口中 压集气井( $ 2 6 井) 进行了泡排试验( 表3 ) 。 表3$ 2 6 井泡排数据记录表 从表3 中可 以看出 ， S 2 6 井泡排时选择泡排棒 和 起泡剂两种方式 ， 泡排之后 ， 虽油压上升 ， 套压下降 ， 但泡排后套油压差仍较大( 5 MP a ) ， 泡排效果不理想。 通过$ 2 6 井泡排前的静压测试曲线图( 图l 0 ) ， 可 以看 出$ 2 6 井在1 3 0 0 m处压力梯度出现拐点 根据压 力梯度积液位置判别法可以知道 。 $ 2 6 井的积液面位 置在1 3 0 0 m附近 。 泡排效果不理想的原因： ( 1 ) 由图1 l 可以看出， $ 2 6 井井下节流器在1 7 0 0m 附近 ， 积液面在井下节流器之上4 0 0 m处 。 泡排时井 5 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 5年 1 0月出版 筒内积液严重 ， 井筒 内静液柱压力过高 ， 对产气层形 成的回压太大 ， 有限的气体使起泡剂 、 泡排棒不能借 助气体的搅动与积液进行充分混合产生泡沫 ，泡排 效果较差。 井深， m 图1 0$ 2 6 井 山 层 实测静压梯度直线 回归 蓝线图 9 0 7 0 5 0 氲 赠 3 0 1 0 0 图 1 1$ 2 6井 井身 示 惹 图 ( 2 ) 对于安装井下节流器的气井 ， 由于泡沫通过 孔径较小的节流嘴时 ， 必须变形或拉长才能通过 ， 在 此同时 ， 泡沫液膜厚度变薄 ， 容易破裂 ， 故节流嘴对 上游产生的泡沫有明显剪切消泡作用 ，从而消弱泡 排效果5 _ 。 针对以上分析 对于安装井下节流器的气井可 以通过 以下四种措施来改善泡排效果 ： ( 1 ) 缩短气井的排液周期 ， 做到早发现早排水 ； ( 2 ) 选择起泡快且泡沫稳定性较好的起泡剂 从 而削弱节流器的剪切消泡作用 ； ( 3 ) 可以尝试其它新型排水工艺 ， 如气举 、 柱塞 、 小油管等 ： ( 4 ) I1 果有井下节流器情况下， 仍然无法有效地 排出液体 ，可以考虑暂时取 出节流器排水生产的方 式 待生产稳定后再下入井下节流器。 5 6 4 结论 ( 1 ) 提产排水措施对 中、 高产井效果较好 ， 后期 可作为中、 高产积液井主要排水措施 。 ( 2 ) 对于提产难于达到临界携液流量的低产井 。 可使用间歇生产制度 ，以稳定其生产并及时排 出井 底积液。 ( 3 ) 泡排在延长气 田应用效果较好 ， 但是单一使 用泡排棒时， 泡排效果差 ， 后期泡排中建议泡排棒和 液态起泡剂同时使用。 ( 4 ) 后期泡排 中， 可根据油套压差与起泡剂原液 量的定量关系 ， 估算泡排所需的起泡剂原液量。 ( 5 ) 对于安装井下节流器的气井 ， 可 以通过缩短 气井的排液周期 、选择起泡快且泡沫稳定性较好的 起泡剂来提高泡排效果或者取出节流器排水待生产 稳定后再下入井下节流器。 参 考文献 1 赵界 ， 李 颖 ， 刘通 ， 等 大牛地地区致密气 田气井 积液判断 新方法 J 1 岩性油气藏 ， 2 0 1 3 ( 0 1 ) ： 1 2 2 1 2 5 2 石映 ， 唐荣国 含水气井排 水采气新工艺技术研究 J I 钻采 工艺 ， 2 0 0 1 ， 2 4 ( 5 ) ： 2 9 3 4 3 杨刚 ， 陈峰 ， 马轮 ， 等 新 型组合排水 采气 工艺技术【 J 】 内 蒙古石油化工 ， 2 0 1 3 ( 0 1 ) ： 9 5 9 8 4 M Li ， S L Li a n d L T S un， Ne w Vi e w o n Co n t i nu o us Re m o v a l L i q u i d s F r o m G a s We l l s R S P E 7 5 4 5 5 ， 2 0 0 2 5 J Mi s s e l b r o o k a n d K F a l k A No v e l Me t h o d Us i n g C o i l e d T u b i n g f o r D e w a t e fi n g G a s We l l s R S P E 9 4 1 9 3 ， 2 0 0 5 6 曲林 ，曲俊耀 排水采气工 艺选型的探讨 【 J 钻采工 艺， 2 0 0 5( 0 2 ) ： 4 9 51 7 蒋 贝贝， 李海涛 ， 杨舟洲 ， 等 苏5 9 区块 出水气井排采措施 优选新方法 J 石油钻采工艺 ， 2 0 1 3 ， 0 5 ： 7 9 8 3 8 詹姆斯 利迈克 尔 韦斯儿 ， 著 何顺 利 ， 顾 岱鸿 ， 译 气井 排水采气 M】 北京： 石油工业 出版社 ， 2 0 0 9 9 张书平 ， 自晓弘 ， 樊莲莲 ， 等 低压低 产气 井排水采气工艺 技术 J 天然气工业 ， 2 0 0 5 ( 0 4 ) ： 1 0 6 1 0 9 1 0 袁娜 ， 王烨炜 ， 茌卫东 泡沫排水 采气工艺在苏里格低渗气 田的应用叨 中国石油和化工标准与质量 ， 2 0 1 3 ( 1 7 ) ： 1 2 6 1 1 白晓弘 ， 文守成 ， 饶喜丽 井 下节 流泡 沫排水采气机理室 内研究 J 石 油天然气学报 ， 2 0 1 2 ， 3 4 ( 9 ) ： 1 4 0 1 4 3 1 2 徐卫峰 罗斌 ， 徐嘉 大牛地气 田泡沫 排水工艺效果评价 及 影响 因素分 析 科技 情报 开发 与经 济 ， 2 0 1 0 ( 1 7 ) ： 1 741 7 7 ( 修改 回稿 日期2 0 1 5 0 3 1 7 编辑文敏 ) 5 0 5 0 5 0 2 2 1 l B d R 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m