蘇里格氣田氣井排水采氣工藝技術(shù)研究

周銘子

摘 要：隨著天然氣不斷開發(fā)，低能低效氣井由于積液水淹問題進(jìn)一步制約了蘇里格的開發(fā)生產(chǎn)，因此提出排水采氣工藝技術(shù)對(duì)蘇里格氣井進(jìn)行措施改善。目前蘇里格氣田的部分氣井已經(jīng)逐項(xiàng)開展數(shù)字化排水采氣工藝技術(shù)，在排水采氣工藝技術(shù)的應(yīng)用下，使得氣井產(chǎn)量有了進(jìn)一步的提升。

關(guān)鍵字：蘇里格 積液 排水采氣

一、氣井氣水組合特征分類及變化趨勢(shì)

1.1 氣井積液機(jī)理

天然氣開發(fā)過程中，會(huì)伴有地層中的凝析水或者地層中的間隙水的產(chǎn)生，氣井隨著開發(fā)生產(chǎn)其壓力也會(huì)發(fā)生變化，在開發(fā)初期氣井自噴能力較強(qiáng)，其攜液能力較強(qiáng)，該階段地層水或者凝析水會(huì)被帶至地面，不會(huì)造成井底內(nèi)的積液。當(dāng)氣井自噴能力隨著開發(fā)不斷降低時(shí)，氣井自身能力不足以將地層的凝水及地層水帶出道地面之上。此時(shí)隨著氣井的不斷生產(chǎn)開發(fā)地層水及凝析水的不斷聚集就會(huì)出現(xiàn)井底積液，從而影響氣井的生產(chǎn)能力。

1.2 氣井積液判斷

①生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析法：通過對(duì)比井口油套壓、產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量等數(shù)據(jù)，與正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)相比較，若這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)明顯異常情況可判斷積液。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：產(chǎn)量迅速下降;油套壓差增加;套壓、產(chǎn)氣量呈鋸齒形周期性波動(dòng)，二者呈相反變化趨勢(shì)。

②生產(chǎn)測(cè)試法：在氣井生產(chǎn)過程中通過放入氣井內(nèi)電子壓力計(jì)，根據(jù)電子壓力計(jì)得到壓力剖面測(cè)試，又或者可以選取相關(guān)的液面測(cè)試儀器進(jìn)行液面探測(cè)，從而得到對(duì)應(yīng)的壓力梯度變化及井底液面高度，根據(jù)以上判斷是否出現(xiàn)井內(nèi)積液。

③氣井臨界攜液流量分析法：通過準(zhǔn)確計(jì)算氣井的臨界流量，然后將實(shí)際的產(chǎn)量與臨界流量進(jìn)行對(duì)比，若實(shí)際產(chǎn)量大于臨界流量，則氣井無積液，否則氣井積液。對(duì)于蘇里格氣田低壓低產(chǎn)氣井，由于其產(chǎn)水量小，在油管內(nèi)沒有形成連續(xù)的液流，因此，油管內(nèi)氣體的流速是影響氣井排液的重要因素。氣體流速越大，其排液能力越強(qiáng)。

1.3氣井氣水組合特征分類及變化趨勢(shì)

根據(jù)氣井積液機(jī)理和積液判斷方法，氣井在生產(chǎn)過程中井筒內(nèi)氣水組合形式不斷變化，按氣井氣水組合特征將氣井分為無液生產(chǎn)井、連續(xù)帶液生產(chǎn)井、波動(dòng)帶液生產(chǎn)井、積液生產(chǎn)井、水淹停產(chǎn)井。

二、排水采氣技術(shù)機(jī)理

2.1? 優(yōu)選管柱排水采氣工藝

氣井進(jìn)入中后期開采過程中，氣井自身舉升能力較氣井初期相比逐步下降，采用優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù)，針對(duì)氣井狀況優(yōu)選適應(yīng)的管柱大小，以減少氣流的滑脫損失。當(dāng)氣井自噴管柱的舉升高度不斷增大，對(duì)應(yīng)的氣井氣流速度也會(huì)逐步增快，此時(shí)當(dāng)井底自噴管柱管鞋的氣流流速在臨界流速之上，這樣就可以持續(xù)性的將井底積水帶出;因此氣井在采取優(yōu)選管柱排水采氣工藝的時(shí)候要結(jié)合氣井自身產(chǎn)能。在對(duì)于氣井排液能力較高、流速較快、產(chǎn)水量較大的氣井可選取大管徑排液，通過大管徑生產(chǎn)進(jìn)而提升了井口壓力、減少了阻力滑脫損失，從而達(dá)到增產(chǎn)的目的。然而當(dāng)氣井進(jìn)入中后期開發(fā)，氣井自身產(chǎn)能不足，壓力不足，攜液能力下降，此時(shí)就可以選取小直徑管徑進(jìn)行生產(chǎn)，小管徑管柱可以進(jìn)一步增強(qiáng)氣流的攜液能力，使得氣流流速增加，促進(jìn)排水，進(jìn)而延長(zhǎng)氣井的自噴期。

2.2? 泡沫排水采氣工藝

注入起泡劑是泡沫排水采氣的主要手段，起泡劑的主要作用是用于降低水的表面張力，通過對(duì)井底加入起泡劑改變了水的表面張力，水的表面張力會(huì)隨著加入表面活性劑的濃度發(fā)生變化。表面活性劑濃度越大其水的表面張力會(huì)進(jìn)一步降低，起泡劑的起泡效率與水的表面張力下降速度相關(guān)。而水的表面張力也不是直線下降的，當(dāng)起泡劑注入濃度超過了臨界膠束濃度時(shí)，水的表面張力不會(huì)在因起泡劑濃度的變化繼續(xù)降低。

起泡劑的注入會(huì)因?yàn)樘烊粴獾牧魉僮兓沟闷渑c井底水進(jìn)行混合，井底大量的水與起泡劑反應(yīng)，形成了大量的泡沫，泡沫相對(duì)于水的密度是比較低的，因此會(huì)改變氣、水相的流動(dòng)流態(tài)，這樣使得氣井的攜水能力得以提升，也進(jìn)一步減少了氣體的滑脫損失。

2.3? 氣舉排水采氣工藝

氣舉排水采氣是利用注入高壓氣體進(jìn)行井底積液舉升，目前蘇里格氣田主要應(yīng)用高壓注氣車及鄰井舉升兩種措施。串接氣井，利用鄰井高壓氣注入井內(nèi)，實(shí)現(xiàn)注入氣體與地層產(chǎn)出的氣體進(jìn)行混合，通過改變流動(dòng)的壓力梯度，進(jìn)一步減少了在舉升過程中的滑脫損失，進(jìn)而排除井底積液，達(dá)到排水采氣的目的。

三、蘇里格氣田數(shù)字化排水采氣技術(shù)

3.1 工藝原理

第一、通過向氣井內(nèi)注入泡沫劑，該藥劑在遇到水后會(huì)產(chǎn)生一定的泡沫;

第二、通過檢測(cè)井內(nèi)變化狀態(tài)，泡沫劑與水進(jìn)行混合反應(yīng)后會(huì)改變液體自身的表面張力;表面張力的變化會(huì)使得體態(tài)狀態(tài)發(fā)生變化。

第三、氣流流動(dòng)作用使得本已經(jīng)產(chǎn)生的泡沫促進(jìn)井內(nèi)流態(tài)的變化，形成泡沫流，部分水會(huì)隨著泡沫不斷被帶著向上運(yùn)動(dòng)。

第四、通過利用泡沫攜液，在保證地層壓力一定的情況下，泡沫攜液會(huì)致使氣井自身的帶水能力得到提升，最終氣井中的流態(tài)液體會(huì)被舉升至井口，從而完成井底積液的外排。

第五、起泡劑的另一重要作用就是可以進(jìn)一步降低氣體的滑脫損失，從而進(jìn)一步提升起泡流態(tài)的鼓泡的高度。

3.2 泡排劑型號(hào)

泡排劑有很多不同的型號(hào)，在選擇泡沫劑的時(shí)候，我們需要了解實(shí)際中泡沫的穩(wěn)定情況、發(fā)泡能力、對(duì)溫度的敏感情況、礦化的程度等的適應(yīng)性，以及抗凝析油的程度分析，在對(duì)這幾方面進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與應(yīng)用效果進(jìn)行綜合確定。

3.3 加（停）注時(shí)機(jī)選擇

①加注時(shí)機(jī)

一般認(rèn)為一旦氣井氣量低于臨界攜液流量，不能連續(xù)攜液，則開始泡沫排水措施，而連續(xù)攜液井為降低天然氣攜液的能耗可適當(dāng)加注少量泡排劑。

②停注時(shí)機(jī)

如果氣井的實(shí)際產(chǎn)量比泡沫排水采氣工藝低，那么在使用了一段時(shí)間以后，地層的能量慢慢的降低，泡沫排水的難度就會(huì)越來越難。因此這時(shí)候之前的施工措施已經(jīng)不能產(chǎn)生作用了，施工的結(jié)果要比一開始更差一些或者幾乎是無效的，甚至?xí)霈F(xiàn)連施工的時(shí)候加入里邊的泡沫液都沒有排出來的這種情況，這就意味著泡沫排水工藝不能奏效，也就是說地層的能量不能夠滿足攜帶泡沫的情況，需要更換其他的工藝進(jìn)行。

結(jié)論

在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過程中選取不同的排水采氣工藝技術(shù)應(yīng)當(dāng)結(jié)合氣井自身狀態(tài)，積液嚴(yán)重情況，氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)等相關(guān)因素。泡沫排水采氣工藝技術(shù)是目前蘇里格氣田開發(fā)生產(chǎn)的主要技術(shù)措施手段。在氣井產(chǎn)、帶液情況日益突出，積液氣井規(guī)模日益擴(kuò)大的情況下，大規(guī)模開展泡沫排水采氣對(duì)氣井連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)起到了重要作用。數(shù)控自動(dòng)化泡排的使用則能降低人工泡排的成本，同時(shí)確保自動(dòng)加注設(shè)備的正常使用，是數(shù)控自動(dòng)化的改進(jìn)和發(fā)展方向。

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中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田第五采氣廠 陜西 西安 710021