泡沫排水采氣技術(shù)在涪陵頁巖氣田的應(yīng)用

陳曉宇

（中國石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發(fā)有限公司，重慶 408014）

0 引言

泡沫排水采氣是從井口向井底注入表面活性劑，當(dāng)其與井底積液接觸后，減少了液體表面張力，同時生成大量低密度含水泡沫，將積液攜帶至地面的一種技術(shù)。因具有施工便捷、收效快、成本低且不影響氣井的日常生產(chǎn)等優(yōu)點，而在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用［1-10］。東勝氣田采用“井下隔熱+地面節(jié)流” 來解決低壓氣井排液難度大的問題［11］；蘇里格氣田通過泡沫排水采氣工藝使年產(chǎn)氣量增加約2.4 ×108m3，解決了氣田產(chǎn)水問題，提高了經(jīng)濟效益［12-15］；為解決因管線消泡不充分而導(dǎo)致的管線積液嚴(yán)重的問題，李旭成等人通過調(diào)研提出了固體消泡工藝［16-18］；張文洪等人通過實驗驗證了泡沫排水采氣工藝在大牛地氣田是可行的［19］。涪陵頁巖氣田Y 區(qū)塊氣井產(chǎn)量普遍較低，自身攜液能力弱，必須采取排水采氣相關(guān)工藝措施才能保證該區(qū)塊氣井的穩(wěn)定生產(chǎn)。在綜合氣井初期產(chǎn)能、累產(chǎn)千萬方壓力系數(shù)、累產(chǎn)千萬方水氣比等參數(shù)基礎(chǔ)上，按動態(tài)綜合分區(qū)，Y區(qū)塊被列為低產(chǎn)能的中、高產(chǎn)水區(qū)，區(qū)塊內(nèi)各平臺的氣井多屬于低壓低產(chǎn)井。由于產(chǎn)氣量不高或未達(dá)到臨界攜液量，不能很好地將井底積液攜帶出井，以致于井底積液增多而影響正常生產(chǎn)。因此，泡沫排水采氣工藝現(xiàn)場應(yīng)用試驗率先在Y區(qū)塊展開。

1 氣井措施前后的生產(chǎn)情況

選取Y 區(qū)塊的焦頁X-1HF 井、焦頁X-2HF 井、焦頁X-3HF 井和焦頁X-4HF 井4 口井進行現(xiàn)場應(yīng)用試驗，4口井措施前后一個月的生產(chǎn)概況見表1。

由表1及圖1、圖2可知4口井在采取泡沫排水工藝后，日均產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量均有所增加，油套壓差均不同程度的下降。

表1 試驗井的生產(chǎn)概況表

圖1 日均產(chǎn)氣量變化圖

圖2 油套壓差變化圖

2 起泡劑的用量優(yōu)化

焦頁X-2HF 井從2018年6月23日起采用泡沫排水采氣工藝，焦頁X-3HF井從2018年5月21日起進行泡沫排水采氣。截止到目前，兩口井的泡排天數(shù)分別是103 d和136 d。由于是現(xiàn)場試驗，所以對起泡劑加注量的優(yōu)化是根據(jù)現(xiàn)場得到的數(shù)據(jù)不斷調(diào)整的，起泡劑具體加注量見表2、表3。對比起泡劑不同加量的效果，通過觀察油套壓差的變化發(fā)現(xiàn)：泡排劑并不是加注得越多越好，加的過多，濃度過大可能會出現(xiàn)油管中存在致密泡沫柱而阻礙流動的情況。焦頁X-2HF 井進行泡排措施時，將起泡劑劑量由50 kg 調(diào)整下降至37.5 kg 時，水氣比由4.6 m3／104m3上升至5.2 m3／104m3；焦頁X-3HF 井進行泡排措施時，起泡劑劑量由37.5 kg下降至25 kg時，水氣比由4.1 m3／104m3下降至3.7 m3／104m3，后期經(jīng)過數(shù)次調(diào)整劑量又更換為37.5 kg，水氣比由3.5 m3／104m3上升至3.9 m3／104m3，證明攜液效果提高。通過試驗可確定焦頁X-2HF井、焦頁X-3HF井起泡劑加量在37.5 kg 時，產(chǎn)氣量與油套壓差相對于其他劑量更加合理，攜液能力也較好。

表2 焦頁X-2HF井不同起泡劑加注量對比表

表3 焦頁X-3HF井不同起泡劑加注量對比表

3 應(yīng)用效果分析

總體來看，4口井采用泡沫排水采氣工藝后，生產(chǎn)效果得到了明顯改善。其中，焦頁X-2HF 井實施泡沫排水采氣措施后，已經(jīng)連續(xù)生產(chǎn)103 d，油套壓差由4.2 MPa 降至2.76 MPa，日均產(chǎn)氣量增加1.73 ×104m3，日均產(chǎn)水量增加6.45 m3。焦頁X-3HF井實施泡排措施后，已經(jīng)連續(xù)生產(chǎn)136 d，油套壓差由3.3 MPa 降至1.31 MPa，日均產(chǎn)氣量增加2.04 × 104m3，日均產(chǎn)水量增加10.84 m3。氣井?dāng)y液效果相對變好，泡沫排水采氣效果較好。日度生產(chǎn)曲線見圖3。

焦頁X-4HF 井采取泡沫排水采氣措施后，生產(chǎn)效果較措施前間歇開采階段有明顯改善，見圖4。油套壓差由6.3 MPa 降至5.54 MPa，下降程度12.1%，油套壓差穩(wěn)定但偏大，平均在5.54 MPa。日均產(chǎn)氣量增加0.543 × 104m3，日均產(chǎn)水量增加6.77 m3，氣井能維持一段時間連續(xù)生產(chǎn)。輸壓持平關(guān)井后，采取“放噴+泡排” 復(fù)產(chǎn)，效果較好。

圖3 焦頁X-2HF和焦頁X-3HF日度生產(chǎn)曲線圖

圖4 焦頁X-4HF日度生產(chǎn)曲線圖

4 存在問題及建議

目前泡排工藝在現(xiàn)場使用過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題包括：①泡沫排水工藝的實施工作量較大。一口試驗井每天起泡劑加量為37.5 kg，消泡劑加量為75 kg，每桶藥劑重量為25 kg。按一個平臺3 口井計算，則每天泡排劑用量近14 桶。起泡劑是直接泵入到采氣樹中，消泡劑則是在集氣站內(nèi)，通過集氣站內(nèi)師傅人工添加混合，再泵入到水套爐出口管道中，工作量較大，并且隨著氣田的開發(fā)，低產(chǎn)井的數(shù)量必然會增加，同樣現(xiàn)場施工的工作量也將進一步增大。②泡排劑對后續(xù)生產(chǎn)及工藝有一定的影響。一是泡沫有可能進入管網(wǎng)，導(dǎo)致摩阻增大。如果泡沫量比較大，在管線低洼處可能造成泡沫堵塞，直觀上表現(xiàn)為管線壓力的上漲以及氣井井口油壓與集氣站進站壓力存有較大壓差。二是泡沫若消泡不徹底，通過管網(wǎng)進入脫水站，還會對站內(nèi)的設(shè)備如分離器等造成影響，一定程度上增加了設(shè)備的運行維護成本。③泡排劑對放噴有一定的輔助作用，但當(dāng)泡排劑使用濃度過大時則會導(dǎo)致放噴失敗。同時對于泡排井轉(zhuǎn)柱塞井，由于前期存在殘余泡沫，柱塞運行初期所受影響明顯，需要多次調(diào)整，這點在生產(chǎn)管柱為2.375英寸的井中表現(xiàn)得尤為明顯。針對上述問題，下一步將在如下方面開展工作優(yōu)化完善：①推廣應(yīng)用井口泡排劑自動加注裝置，實現(xiàn)遠(yuǎn)程定時定量加注，減輕集氣站工作強度［20］。②開展消泡工藝研究及藥劑優(yōu)選實驗，建立起適合涪陵頁巖氣田的消泡方式，優(yōu)選出消泡效果好的藥劑，采取多級消泡的工藝以防止泡沫進入管網(wǎng)增加摩阻，或進入脫水站后影響設(shè)備的正常運行。

5 結(jié)論

1） 通過對比4 口井在采取泡沫排水采氣工藝前后的生產(chǎn)情況分析得出，泡沫排水采氣工藝可以使間歇生產(chǎn)氣井轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)生產(chǎn)氣井，并提高低產(chǎn)、低壓氣井的日均產(chǎn)氣量和產(chǎn)水量，降低水氣比，減小油套壓差。

2） 經(jīng)過多次現(xiàn)場試驗的調(diào)整比對，就目前Y 區(qū)塊頁巖氣井生產(chǎn)情況而言，推薦的泡排劑加量為37.5 kg。

3） 泡沫排水采氣工藝的推廣應(yīng)用需要結(jié)合公司精細(xì)化管理及降本增效的發(fā)展思路，建立 “環(huán)節(jié)精準(zhǔn)” 的技術(shù)研究思路，對選井、用劑，加注，現(xiàn)場開展等方面深化研究，從而制定出標(biāo)準(zhǔn)化流程。