川中八角場氣田須四段氣藏排水采氣實踐與認(rèn)識

王　浩　施雷庭　王會強(qiáng)　楊東凡　郝　煦　易建國

（1.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室·西南石油大學(xué)2.中國石油西南油氣田公司）

川中八角場氣田須四段氣藏排水采氣實踐與認(rèn)識

王浩1，2施雷庭1王會強(qiáng)2楊東凡2郝煦2易建國2

（1.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室·西南石油大學(xué)2.中國石油西南油氣田公司）

四川盆地川中八角場氣田上三疊統(tǒng)須四段氣藏屬典型的致密砂巖氣藏，儲層具有低孔、低滲、高含水飽和度的特征，氣井產(chǎn)能總體較低且普遍產(chǎn)水.。開發(fā)過程中，隨著地層壓力下降，氣井帶液能力減弱，部分井只能通過間開維持生產(chǎn)，給氣藏生產(chǎn)組織帶來了困難。氣田通過實施泡排、柱塞氣舉等排水采氣工藝試驗，優(yōu)選出柱塞氣舉作為區(qū)塊主要的排水采氣工藝措施。目前柱塞氣舉工藝在氣田內(nèi)已處于廣泛應(yīng)用階段，通過這些措施，實現(xiàn)了產(chǎn)水氣井穩(wěn)定帶液，維護(hù)了氣井產(chǎn)能，延緩了產(chǎn)量遞減，取得較好的應(yīng)用效果。圖6表1參6

四川盆地八角場氣田須四段氣藏致密砂巖氣藏排水采氣工藝柱塞氣舉應(yīng)用效果

四川盆地川中八角場氣田須四段氣藏鉆探工作始于1974年，2004年8月投入開發(fā)，截至2015年底，上三疊統(tǒng)須家河組須四段氣藏已投產(chǎn)25口井，累計產(chǎn)天然氣14.47×108m3，累產(chǎn)油5.59×104m3，累產(chǎn)水14.65×04m3，開發(fā)過程中隨著地層壓力的下降，氣井帶液能力不斷減弱，部分井只能通過間歇開井維持生產(chǎn)，對于這類產(chǎn)量低、壓力低、含水較高、易于積液的氣井，如何有效解決井筒積液問題，維護(hù)氣井產(chǎn)能，成為提高氣藏采收率的關(guān)鍵因素。通過開展泡沫排水采氣工藝試驗和柱塞氣舉工藝試驗，選用更為經(jīng)濟(jì)適用的柱塞氣舉工藝作為氣田主要排水采氣措施，并進(jìn)行了推廣，取得較好效果。

1　氣藏簡要地質(zhì)特征

川中八角場氣田段須四氣藏位于四川省鹽亭縣境內(nèi)，屬丘陵地區(qū)，區(qū)域構(gòu)造位置位于川北古中坳陷低平構(gòu)造區(qū)的西北緣。1979年4月在J13井須四段獲工業(yè)氣流（測試日產(chǎn)天然氣1.01×104m3/d），該氣藏地質(zhì)具有以下幾方面特征:①須四須氣藏以斷層、背斜共同形成圈閉，具有近統(tǒng)一的氣水邊界；儲層孔隙度平均值為7.87%，滲透率平均值為0.62 mD，含水飽和度平均值為50.52%，儲層類型以孔隙型為主；氣藏具有統(tǒng)一的壓力、溫度系統(tǒng)，壓力系數(shù)1.79，屬于高壓氣藏；氣藏甲烷含量普遍在90%以上，不含H2S，凝析油含量一般在35～50 g/m3之間。②氣井普遍產(chǎn)水，地層水主要為CaCl2型，產(chǎn)水量、水氣比相對較低，地層水總體上不活躍。③須四段氣藏初期平均水氣比0.35 m3/104m3，目前平均水氣比為1.01 m3/104m3?？偟刭|(zhì)特征與四川盆地川中須家河組氣藏相類似。

2　排水采氣工藝現(xiàn)場試驗及應(yīng)用推廣

八角場氣田須四段氣藏氣井投產(chǎn)初期（3至6個月）產(chǎn)量遞減60%左右，生產(chǎn)后期遞減率平均為10%左右，總的來說，與廣安須家河等同類型氣藏相比，具有相似特征，產(chǎn)量早期遞減快，后期遞減相對緩慢。

針對低壓、低產(chǎn)階段產(chǎn)水氣井帶液困難的問題，2006年以來，相繼在J41、J51、J63B等井開展泡沫排水、柱塞氣舉排水采氣工藝現(xiàn)場試驗，均獲得成功，后續(xù)將柱塞氣舉工藝逐漸推廣，取得良好應(yīng)用效果。

2.1排水采氣工藝現(xiàn)場試驗

（1）泡沫排水采氣工藝試驗：2006年率先在J41、J51井進(jìn)行了泡排現(xiàn)場試驗，結(jié)合產(chǎn)水氣井地層水礦化度高、產(chǎn)凝析油以及動態(tài)特征，實施相應(yīng)泡沫排水方案，其中J41井自噴生產(chǎn)周期由措施前的4～5天延長至10天，相應(yīng)減少了關(guān)井時間，每月多產(chǎn)氣10×104m3（圖1）。

（2）柱塞氣舉排水采氣工藝試驗：為了探索產(chǎn)水氣井的現(xiàn)場管理簡化可能性，氣田開展了全自動化柱塞舉升系統(tǒng)應(yīng)用試驗（圖2），該系統(tǒng)用于自噴不穩(wěn)定或間噴氣井中。關(guān)井時，在自身重力的作用下柱塞沉沒到生產(chǎn)管柱內(nèi)的彈簧承接器頂部；開井后，在天然氣的推動作用下，柱塞和其上方的液體共同向上舉升到地面，井口自動關(guān)閉后，柱塞重新回落到彈簧承接器頂部，并重復(fù)以上過程；工藝實施過程中，隨著各井生產(chǎn)條件發(fā)生變化，對開井時套壓和續(xù)流生產(chǎn)時間等參數(shù)設(shè)置進(jìn)行調(diào)整以優(yōu)化柱塞氣舉效果。

2006年9月、10月先后在J63B、J41井實驗了柱塞排水采氣工藝技術(shù)，J41井在實施柱塞工藝后，保持了2.6×104m3/d的穩(wěn)定生產(chǎn)能力，且?guī)б赫＃▓D3）。

圖1　J41井實施泡沫排水采氣前后產(chǎn)量變化曲線圖

圖2　八角場氣田須四段氣藏氣井柱塞舉升系統(tǒng)示意圖

圖3　J41井實施柱塞排水采氣前后產(chǎn)量對比圖

2.2排水采氣工藝措施優(yōu)選

泡沫排水工藝和柱塞氣舉排水工藝在須四段氣藏均取得較好的排水效果，通過從技術(shù)與管理方面綜合對比，選擇將柱塞氣舉排水工藝柱塞排水采氣工藝作為須四段氣藏主要排水采氣措施，依據(jù)主要有以下方面：

（1）泡沫排水工藝需人工加注起泡劑和開關(guān)井，柱塞排水工藝通過設(shè)備自動開關(guān)井，并可隨著氣井的變化及時調(diào)整制度。

（2）八角場氣田須四段氣藏大部分氣井產(chǎn)凝析油，若采用泡排對藥劑的抗凝析油和消泡破乳要求很高。

（3）泡排不能達(dá)到100%的消泡破乳能力，對下游設(shè)備有較大的影響。

（4）雖然柱塞工藝前期投資大，但后期僅有少量的維護(hù)費用，與泡排工藝有藥劑和泵注消泡的持續(xù)費用相比，柱塞氣舉的長遠(yuǎn)效益優(yōu)于泡沫排水。

2.3柱塞氣舉排水采氣工藝推廣取得較好效果

柱塞氣舉工藝實現(xiàn)了低壓、低產(chǎn)氣井帶液穩(wěn)定生產(chǎn)，實施工藝措施后井平均增產(chǎn)氣0.3×104m3/d，氣田日增產(chǎn)4×104m3，生產(chǎn)后期遞減控制在6%左右。目前該工藝在氣田內(nèi)處于廣泛應(yīng)用階段，2006年至今已先后在15口產(chǎn)水井實施了柱塞氣舉工藝措施，占總投產(chǎn)井?dāng)?shù)的60%，工藝措施產(chǎn)量占總產(chǎn)量的49%，取得較好應(yīng)用效果（圖4、表1）。此外，該工藝對生產(chǎn)制度的調(diào)控更加準(zhǔn)確，不但降低了勞動強(qiáng)度和成本，也提高了氣水井的管理效率。

3　工藝措施適應(yīng)性分析

在對柱塞工藝井井況、生產(chǎn)動態(tài)及日常管理跟蹤分析基礎(chǔ)上，總結(jié)出八角場氣田須四段氣藏柱塞氣舉工藝適用條件，為類似氣藏提供參考。

（1）氣井產(chǎn)水量適中，氣液比合理

圖4　J41井柱塞氣舉前后生產(chǎn)變化曲線圖

表1　八角場氣田須四段氣藏柱塞排水采氣井生產(chǎn)情況統(tǒng)計表

截至2015年12月底，15口柱塞井日均產(chǎn)氣0.6× 104m3，日均產(chǎn)水0.4 m3，水氣比0.67 m3/104m3，日產(chǎn)水量0.1m3至1.0m3，氣液比合理（圖5），運行較為平穩(wěn)。部分鄰區(qū)須家河柱塞工藝井水氣比達(dá)到了30 m3/ 104m3，井筒積液多，柱塞以上的液面較高，壓力恢復(fù)較慢，柱塞運行的周期長，運行效果也就較差。

（2）油管與采油樹內(nèi)徑需要保持一致

八角場氣田須四段氣藏柱塞井大部分油管與采油樹內(nèi)徑一致，僅有J55井一口井井口存在變徑，當(dāng)柱塞通過大四通后無法繼續(xù)上行到達(dá)防噴管，柱塞到達(dá)不到傳感器，傳感器感應(yīng)不到，無法記錄井口壓力。這種情況下，難以實現(xiàn)工藝優(yōu)化，限制了柱塞氣舉工藝的優(yōu)勢。

（3）井筒內(nèi)無工作筒和井下節(jié)流器

八角場氣田須四段氣藏氣井在柱塞工藝實施前均是采用地面油嘴或針閥控制生產(chǎn)，工藝實施時不需要進(jìn)行壓井的修井作業(yè)。個別鄰區(qū)井的井筒內(nèi)下有工作筒和井下節(jié)流器，為確保安全，在進(jìn)行柱塞工藝改造之前進(jìn)行修井作業(yè)，壓入了部分壓井液，造成地層污染，可見壓井對這類低壓低產(chǎn)井影響較大。

（4）井筒出砂將影響柱塞正常運行

八角場氣田須四段氣藏少數(shù)井出現(xiàn)砂堵現(xiàn)象，影響氣井正常生產(chǎn)，通過用鋼絲作業(yè)解堵即可恢復(fù)，在出砂不嚴(yán)重情況下，改用刷式和魚骨式柱塞（圖6），降低砂卡風(fēng)險。

圖5　八角場氣田須四段氣藏柱塞可行性分析圖版（1in=28.4 mm，下同）

圖6　刷式和魚骨式柱塞示意圖

（5）及時調(diào)整優(yōu)化生產(chǎn)制度

八角場氣田須四段氣藏柱塞工藝井采用的智能控制設(shè)備（圖7），生產(chǎn)油套壓、產(chǎn)量、柱塞到達(dá)情況、開關(guān)井時間數(shù)據(jù)均自動記錄在控制器內(nèi)，在人工巡井時錄取并分析，進(jìn)而針對生產(chǎn)變化情況作出及時調(diào)整，才能保證產(chǎn)能發(fā)揮。

圖7　柱塞井地面裝置示意圖

（6）場站維修備料需充足

對于易出故障的設(shè)備及時檢修和更換，確保柱塞井正常運行。柱塞維修備用材料齊全，可對損壞設(shè)備隨時維修、更換，此外，經(jīng)過多年應(yīng)用和實踐，現(xiàn)場技術(shù)員已能自行加工部分零部件、耗材，并獨立負(fù)責(zé)柱塞井日常檢修，進(jìn)一步降低生產(chǎn)運行成本。

（7）探索優(yōu)化現(xiàn)場管理模式

八角場氣田須四段氣藏目前有25口生產(chǎn)井、兩座中心站、5個集氣站、1個集輸站、1個增壓站，以及庫房管理、生產(chǎn)調(diào)度、安裝維修等日常工作，均由19人作業(yè)團(tuán)隊完成。氣田自2000年逐步探索使用中心井站管理、單井無人值守的生產(chǎn)管理模式，定期人工巡井，既減少了人力也降低了操作成本，又能及時解決復(fù)雜情況。

4　結(jié)論與認(rèn)識

（1）八角場氣田須四段氣藏結(jié)合自身特點，優(yōu)選出柱塞氣舉工藝作為氣藏主要排水采氣工藝措施，該工藝實現(xiàn)了低壓、低產(chǎn)氣井連續(xù)帶水穩(wěn)定生產(chǎn)，維護(hù)了氣井產(chǎn)能，延緩了產(chǎn)量遞減，取得較好應(yīng)用效果。

（2）柱塞氣舉工藝應(yīng)用實踐表明，影響柱塞氣舉排水效果的主要因素包括氣井產(chǎn)水特征、井況、井筒條件、后期維護(hù)和調(diào)整優(yōu)化等方面。

（3）八角場氣田須四段氣藏多年生產(chǎn)運行管理實踐認(rèn)識，為類似低滲透致密砂巖氣藏效益開發(fā)降本增效提供了有益參考。

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（修改回稿日期2016-06-22編輯文敏）

王浩，男，1981年出生，中國石油西南油氣田公司國際合作事業(yè)部從事氣田開發(fā)工作，目前為西南石油大學(xué)在讀碩士研究生。地址：（610500）四川省成都市新都區(qū)新都大道8號。電話：（028）83032749。E-mail：swpueor@126.com