蘇東南區(qū)柱塞氣舉排水采氣示范區(qū)建設(shè)思路及評價方法

尚萬寧，李柏鵬，陳 虎，高旺斌，劉麗萍

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710016）

蘇東南區(qū)柱塞氣舉排水采氣示范區(qū)建設(shè)思路及評價方法

尚萬寧，李柏鵬，陳 虎，高旺斌，劉麗萍

（中國石油長慶油田分公司第一采氣廠，陜西西安 710016）

蘇東南區(qū)為典型的“三低”氣藏，低產(chǎn)、低效井多，氣井自身攜液困難，部分氣井甚至出現(xiàn)積液停產(chǎn)現(xiàn)象，影響正常生產(chǎn)。柱塞氣舉通過建立穩(wěn)定的氣水機(jī)械界面舉升液體，具有氣量要求低、舉升效率高、自動化程度高等優(yōu)勢，是低產(chǎn)氣井排水采氣的主體技術(shù)之一。本文通過分析柱塞氣舉單體工藝、區(qū)域開發(fā)動態(tài)及地面配套工藝，從裝置安全性、穩(wěn)定性及措施效果等方面提出了示范區(qū)綜合評價方法，論證了建設(shè)蘇東南區(qū)柱塞氣舉排水采氣示范區(qū)的可行性，對蘇里格氣田低產(chǎn)低效氣井柱塞氣舉工藝規(guī)?；瘧?yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。

蘇東南區(qū)；柱塞示范區(qū)；建設(shè)思路；評價方法

蘇東南區(qū)位于蘇里格氣田東區(qū)南部，具有“低壓、低滲、低豐度”特征[1，2]，氣井投產(chǎn)后壓力及產(chǎn)量下降快，且不同程度產(chǎn)水。結(jié)合蘇東南區(qū)上古氣井生產(chǎn)及地面工藝特征，形成了以“泡沫助排、柱塞氣舉”為主的排水采氣技術(shù)體系。柱塞氣舉是國外致密氣田“低產(chǎn)及致密氣藏最經(jīng)濟(jì)有效的排水采氣工藝”，得到了廣泛應(yīng)用。

經(jīng)統(tǒng)計分析，措施前氣量小于0.5×104m3/d中的Ⅱ、Ⅲ類井生產(chǎn)受產(chǎn)水影響，泡沫助排效果不理想。另外，間歇開關(guān)井排液措施因生產(chǎn)組織難度大等原因無法有效執(zhí)行，通過前期蘇東南區(qū)單井柱塞氣舉排水采氣試驗分析評價，取得較好的效果。

1 蘇東南區(qū)柱塞示范區(qū)的建設(shè)思路

柱塞示范區(qū)建設(shè)思路是建設(shè)一定規(guī)模的柱塞氣舉氣井，并從柱塞氣舉單體工藝、區(qū)域開發(fā)動態(tài)及地面配套工藝等三個方面進(jìn)行可行性論證。

1.1 柱塞氣舉單體工藝分析

柱塞工具及自動控制系統(tǒng)是柱塞氣舉排水采氣裝置的主要組成，示范區(qū)建設(shè)的首要分析因素是核心部件能否滿足不同工況下氣井的需求。

1.1.1 柱塞工具 受氣井之間地質(zhì)條件及壓裂工具的差異影響，蘇東南區(qū)氣井井筒情況復(fù)雜、井下管串工具多變、產(chǎn)能差異大。而目前有適用于不同井況的襯墊式、柱狀式、連續(xù)式、動態(tài)監(jiān)測式等四種主流柱塞，能夠滿足蘇東南區(qū)氣井的各種生產(chǎn)需求。

1.1.2 控制系統(tǒng) 目前氣田大部分柱塞裝置采用的智能柱塞氣舉排水采氣系統(tǒng)，主要由柱塞控制器、柱塞到達(dá)傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制軟件等組成（見圖1）。

通過前期單體工藝評價，取得以下幾點認(rèn)識：

（1）由控制器、太陽能、套壓傳感器組成的柱塞控制器，其一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計具有性能更加可靠、高度集成能耗小、安裝快捷方便等優(yōu)勢；

（2）柱塞到達(dá)傳感器的功能是能夠動態(tài)掌握柱塞的運行情況及遠(yuǎn)程監(jiān)控柱塞運行速度，是柱塞生產(chǎn)制度優(yōu)化和井筒安全運行保障的關(guān)鍵技術(shù)。

（3）遠(yuǎn)程控制軟件具有實時遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸、生產(chǎn)制度優(yōu)化、超速超壓保護(hù)、自動預(yù)警等功能。

柱塞氣舉控制系統(tǒng)兼?zhèn)溥h(yuǎn)程監(jiān)控、開關(guān)、調(diào)參及安全保護(hù)、氣井監(jiān)測報警等多種功能于一體，具備安裝方便、性能穩(wěn)定、易于集中管理特點，為后期規(guī)模化應(yīng)用提供了有力條件和技術(shù)保障。因此，選用該系統(tǒng)作為柱塞示范區(qū)的控制系統(tǒng)是可行的。

圖1 柱塞裝置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 區(qū)域開發(fā)動態(tài)

通過對比2010-2013年的產(chǎn)能遞減率，A、B、D三座集氣站井均產(chǎn)能遞減率較高，平均達(dá)26.5%。通過對單井生產(chǎn)動態(tài)及弱噴產(chǎn)水氣井井?dāng)?shù)進(jìn)一步分析，B站氣井生產(chǎn)后期受產(chǎn)水影響更大。同時，結(jié)合三座集氣站地理位置關(guān)系，為便于后期裝置運行維護(hù)管理，制定出“以B站為中心，逐漸向A、D站輻射”的蘇東南區(qū)柱塞示范區(qū)建設(shè)思路。

1.3 地面配套工藝分析

柱塞示范區(qū)的建設(shè)應(yīng)根據(jù)區(qū)域采氣支干管的輸送能力、站場的處理能力，確定柱塞氣舉實施規(guī)模，以B站為例進(jìn)行分析。

1.3.1 站場處理能力 根據(jù)站場設(shè)備處理能力綜合分析：最大處理氣量30×104m3/d，最大處理水量180 m3/d（見表1）。

表1 B增壓站主要設(shè)備統(tǒng)計表

1.3.2 干線輸送能力 根據(jù)干線首端最高運行壓力、管線長度及B站壓縮機(jī)進(jìn)氣壓力，計算出其最大輸送氣量為 50×104m3/d。

B站措施前日產(chǎn)氣量9.0×104m3，日產(chǎn)水量16.3 m3。依據(jù)地質(zhì)預(yù)測，若23口弱噴產(chǎn)水井同時投運柱塞裝置，預(yù)計初期產(chǎn)氣量近40×104m3/d，產(chǎn)水量45 m3/d～50 m3/d。穩(wěn)定后產(chǎn)氣量 15×104m3/d～20×104m3/d，產(chǎn)水量25 m3/d～30 m3/d。結(jié)合B站站場處理能力及干線輸送能力綜合分析，建設(shè)柱塞示范區(qū)時應(yīng)該分階段投運柱塞裝置。

2 蘇東南區(qū)柱塞示范區(qū)的評價方法

蘇東南區(qū)上古氣井采用多井串接、集中計量工藝，無法精確單井產(chǎn)氣、產(chǎn)水量，單井井口氣液兩相計量無法規(guī)模化應(yīng)用，影響示范區(qū)整體措施效果評價。因此，遵循“安全、平穩(wěn)、高效”的原則，提出柱塞示范區(qū)綜合評價方法。

2.1 可靠性

截止2016年9月現(xiàn)場應(yīng)用49口氣井，累計運行1 195天·井，針對超壓、低壓、柱塞速度過快、危快等風(fēng)險實現(xiàn)完全自動保護(hù)停機(jī)，有效率達(dá)100%，裝置整體運行安全可靠。

2.2 穩(wěn)定性

通過定期吹掃遠(yuǎn)傳壓變、儀表風(fēng)管線，檢查維護(hù)供電系統(tǒng)，優(yōu)化控制系統(tǒng)，保證了裝置的整體正常、平穩(wěn)運行，截止2016年9月柱塞運行時率達(dá)98.13%。

2.3 措施效果評價

選取柱塞裝置投運最早、井?dāng)?shù)最多的B站進(jìn)行整體措施效果評價（見圖2）。

圖2 B站柱塞氣舉整體實施效果評價圖

將B站柱塞氣舉整體實施效果分為四個階段進(jìn)行對比分析：

第一階段，1口氣井柱塞投運，集氣站日產(chǎn)氣量由9.57×104m3下降至 6.6×104m3，氣井受產(chǎn)水影響較大，井均套壓在9.4 MPa～8.8 MPa波動。

第二階段，7口氣井柱塞投運，產(chǎn)氣量平穩(wěn)，平均8.28×104m3/d，彌補(bǔ)遞減率；同時隨著柱塞氣舉井的逐漸增多，井均套壓勻速下降至7.6 MPa。

第三階段，柱塞氣舉規(guī)模化應(yīng)用（23口）初期，井均套壓大幅度下降，產(chǎn)氣量大幅上升至25×104m3/d。隨著地層能量的大幅度釋放，氣井產(chǎn)氣量下降較快，規(guī)模投產(chǎn)前3個月遞減率為24.24%。

第四階段，柱塞氣舉規(guī)模化應(yīng)用（23口）穩(wěn)產(chǎn)期，井均套壓緩慢下降，集氣站產(chǎn)氣量在16×104m3/d～13×104m3/d波動。隨著生產(chǎn)穩(wěn)定遞減率進(jìn)一步減小。

B站23口氣井實施柱塞氣舉排水采氣后，水氣比由1.05 m3/104m3上升至1.45 m3/104m3，不考慮產(chǎn)能遞減情況下日產(chǎn)氣量增加21.75%，累計增產(chǎn)氣量2 709×104m3，投入產(chǎn)出比達(dá)1：6.93，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3 結(jié)論

（1）本文提出了從單體工藝、區(qū)塊優(yōu)選及運行能力方面進(jìn)行可行性分析，論證建設(shè)蘇里格氣田柱塞氣舉排水采氣示范區(qū)的思路。

（2）根據(jù)蘇里格氣田的開發(fā)模式提出了從可靠性、穩(wěn)定性與措施效果三方面進(jìn)行綜合評價，表明蘇里格氣田柱塞示范區(qū)建設(shè)效果顯著，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

［1］田偉，李謙定，陳德見，等.蘇里格氣田連續(xù)油管排水采氣試驗及分析［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29（6）：35-36.

［2］張榮軍，喬康.柱塞氣舉排水采氣工藝技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2009，32（6）：118-119.

TE377

A

1673-5285（2017）12-0028-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.007

2017－11-20