子洲氣田西南部富水區(qū)產(chǎn)水特征及機(jī)抽排水采氣效果分析

賈連超，強(qiáng)小龍，趙建國(guó)，葉蔥林，米燕華，謝雨芯，劉鵬飛，范海潤(rùn)，滕飛啟，蔚生軍

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，陜西西安 710018）

子洲氣田西南部榆X 富水區(qū)面積70 km2左右，由于鉆遇主力層位山2 氣井普遍為水層或含氣水層，射開(kāi)后試氣或生產(chǎn)過(guò)程中水量較大，因此目前僅累計(jì)完鉆13 口井，投產(chǎn)5 口井，其中3 口射開(kāi)山2 儲(chǔ)層的氣井產(chǎn)水嚴(yán)重，水氣比較高，初期以較高產(chǎn)量連續(xù)生產(chǎn)，但很快就轉(zhuǎn)為間歇井，直至水淹停產(chǎn)。常規(guī)的泡沫排水采氣措施對(duì)氣井的正常生產(chǎn)和復(fù)產(chǎn)均效果不佳，為有效解決榆X 富水區(qū)水淹復(fù)產(chǎn)難題，引進(jìn)機(jī)抽排水采氣工藝，為區(qū)塊的有效開(kāi)發(fā)提供新路徑，以期有效的提高區(qū)塊儲(chǔ)量動(dòng)用程度，提高采收率[1-3]。

1 區(qū)域概況

榆X 富水區(qū)位于子洲氣田西南部，構(gòu)造為東高西低的單斜構(gòu)造。山2 段屬淺水臺(tái)地三角洲沉積環(huán)境，水下分流河道呈近南北向展布，平面上復(fù)合連片分布。山2 儲(chǔ)層以石英砂巖為主，含量70%以上，其次為巖屑質(zhì)石英砂巖；山2 的膠結(jié)物主要為硅質(zhì)、高嶺石、伊利石、方解石、鐵白云石和菱鐵礦等。

1.1 水體規(guī)模評(píng)價(jià)

從靜態(tài)解釋資料來(lái)看，山2 儲(chǔ)層分布連續(xù)，平面上復(fù)合連片分布，井間連通性較好。含水層位主要分布在山2 段底部，井間分布較為連續(xù)?？v向上各小層間分布穩(wěn)定連續(xù)的隔夾層。從3 口山2 儲(chǔ)層產(chǎn)水井的水質(zhì)分析結(jié)果來(lái)看，氯根、礦化度含量及水型基本相同。

通過(guò)研究榆X 井區(qū)周邊氣井砂體剖面圖，結(jié)合出水井構(gòu)造位置，分析出該區(qū)域地層水分布受砂體非均質(zhì)性和小幅度構(gòu)造雙重控制，以較大的邊（底）水形式存在。邊（底）水是在氣成藏過(guò)程中，由于存在密度差，氣水在重力作用下發(fā)生分異，氣運(yùn)移到構(gòu)造的高部位并驅(qū)替地層水聚集成藏，地層水流向構(gòu)造的低部位。

因此根據(jù)已完鉆井山2 儲(chǔ)層有效厚度圈定水體范圍，按照容積法計(jì)算水體規(guī)模約為587×104m3，水體范圍內(nèi)天然氣儲(chǔ)量約6.4×108m3。

1.2 機(jī)抽作業(yè)的潛力

榆X 井靜態(tài)地質(zhì)參數(shù)及錄井顯示均較好，試氣無(wú)阻流量較高，且初期產(chǎn)量較高，后期由于產(chǎn)水導(dǎo)致產(chǎn)量下降，目前井口油、套壓差大，地層壓力高、地層能量充足，機(jī)抽作業(yè)后會(huì)具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可提高氣井單井產(chǎn)量和采出程度。同時(shí)該井處于構(gòu)造低部位，如果井間動(dòng)態(tài)連通，則將地層水采出后利于高部位地質(zhì)儲(chǔ)量的動(dòng)用。

2 產(chǎn)水特征

研究區(qū)共投產(chǎn)5 口氣井，從生產(chǎn)動(dòng)態(tài)上分為高水氣比型、低水氣比型和基本不產(chǎn)水型三類。

高水氣比型：氣井投產(chǎn)初期即見(jiàn)水且產(chǎn)水量大（洲X1 井產(chǎn)水9 m3/d），氣井生產(chǎn)期間水氣比維持高值，說(shuō)明該類氣井有穩(wěn)定的水體供給。

低水氣比型：氣井投產(chǎn)初期即產(chǎn)水，但產(chǎn)水量?。?.9 m3/d），水氣比較低0.1 m3/104m3。隨著生產(chǎn)時(shí)間增加，地層壓力下降，水氣比上升明顯（1.5 m3/104m3），表現(xiàn)出外部水體侵入特征。

未射開(kāi)山2 水層氣井，基本不產(chǎn)水：洲X2 井生產(chǎn)層位盒8，雖然下部山2 解釋5 m 水層，但氣井生產(chǎn)基本不產(chǎn)水，表明山2 水體無(wú)明顯層間侵入特征，井區(qū)內(nèi)山2 有水層氣井可以考慮投產(chǎn)其他層位生產(chǎn)。

3 機(jī)抽排水采氣原理

將桿式泵下入井筒液面以下的適當(dāng)深度，桿式泵在抽油機(jī)的帶動(dòng)下在泵筒內(nèi)作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在油管內(nèi)抽汲排水，降低液柱對(duì)井底的回壓，從而實(shí)現(xiàn)套管采出天然氣的目的。機(jī)抽排水采氣與抽油區(qū)別是從油管排水、油套環(huán)空采氣。

在有桿舉升系統(tǒng)中應(yīng)用空心抽油桿替代實(shí)心抽油桿，使得有桿舉升系統(tǒng)具備“小油管”的功能，滿足機(jī)械排水的同時(shí)，發(fā)揮空心抽油桿獨(dú)立通道的作用。

3.1 機(jī)抽設(shè)備

機(jī)抽設(shè)備主要由抽油機(jī)、桿式泵、空心抽油桿三部分組成。

抽油機(jī)：本次采用的下偏復(fù)合抽油機(jī)，即在常規(guī)機(jī)游梁尾部增設(shè)一個(gè)剛性的下偏平衡裝置，具有較好的平衡和節(jié)能效果。

桿式泵：安裝在油管下部，主要由泵筒、柱塞、固定閥和游動(dòng)閥四部分組成，柱塞上下運(yùn)動(dòng)一次稱一個(gè)沖程，也稱一個(gè)抽汲周期，其間完成泵進(jìn)液和排液的過(guò)程。在一個(gè)沖程中，深井泵完成一次進(jìn)液和一次排液?；钊粩噙\(yùn)動(dòng)，游動(dòng)閥和固定閥不斷交替關(guān)閉和頂開(kāi)，井內(nèi)液體不斷排出泵筒，從而上行進(jìn)入油管，最后到達(dá)地面。

空心抽油桿：通過(guò)接箍連接成抽油桿柱，上經(jīng)光桿連接抽油機(jī)，下接桿式泵的柱塞，將地面抽油機(jī)懸點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞給井下抽油泵柱塞使其上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使油管柱中的液體增壓，將液體抽汲至地面?？招某橛蜅U具有獨(dú)立的油氣通道，同時(shí)能具有“速度管柱”的功能，能實(shí)現(xiàn)氣水同采的生產(chǎn)模式。

3.2 生產(chǎn)模式

第一階段：油管抽水、套管不采氣。機(jī)抽裝置投運(yùn)初期因氣井產(chǎn)水量較大（10～20 m3/d），套壓較低（小于7 MPa），應(yīng)先采用油管抽水，套管不采氣的排液模式。生產(chǎn)時(shí)導(dǎo)通小四通的進(jìn)站流程，截?cái)啻笏耐ㄟM(jìn)站的流程。

第二階段：油管抽水、套管采氣。隨著井底液體的不斷排出，套壓逐漸恢復(fù)，當(dāng)套壓恢復(fù)至7 MPa 時(shí)，可采用油管抽水、套管采氣的生產(chǎn)模式。生產(chǎn)時(shí)導(dǎo)通小四通的進(jìn)站流程和大四通進(jìn)站的流程。

第三階段：空心抽油桿采氣。當(dāng)氣井生產(chǎn)后期套壓較低時(shí)（小于7 MPa），可采用空心抽油桿采氣。生產(chǎn)時(shí)通過(guò)打開(kāi)地面采氣管線與抽油桿連接的閥門，截?cái)嘈∷耐ㄟM(jìn)站流程和大四通進(jìn)站流程，即能實(shí)現(xiàn)空心抽油桿采氣生產(chǎn)模式，在地層能量不足的情況下，使用空心抽油桿作為速度管柱，能提高氣體攜液能力。

4 機(jī)抽排水采氣效果

榆X 井2018 年開(kāi)始實(shí)施機(jī)抽排水采氣措施，整個(gè)過(guò)程中，設(shè)備運(yùn)行故障及外部影響因素較多，但總體上效果仍較顯著。

4.1 機(jī)抽效果

榆X 井開(kāi)展機(jī)抽排水采氣后，采取油管抽液、套管采氣生產(chǎn)方式，累計(jì)排液153 d，油套壓比機(jī)抽前上升較高，由水淹停產(chǎn)變?yōu)殚g歇生產(chǎn)。

從鄰井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)來(lái)看，鄰井產(chǎn)量提升明顯，基于區(qū)域儲(chǔ)層連通性認(rèn)識(shí)，榆X 井處于構(gòu)造低部位，因此該井的機(jī)抽強(qiáng)排可有效控制水體向高部位推進(jìn)，從而使高部位鄰井產(chǎn)量提升，機(jī)抽以來(lái)累增產(chǎn)氣量200×104m3。

考慮鄰井地層壓力下降、儲(chǔ)層水侵影響，對(duì)其產(chǎn)能方程系數(shù)進(jìn)行修正，機(jī)抽以來(lái)，儲(chǔ)層含水飽和度降低，滲流能力明顯改善，產(chǎn)能恢復(fù)21%。由于榆X 井處于構(gòu)造低部位，后期水體液面將繼續(xù)下降，鄰井產(chǎn)量有希望進(jìn)一步提升。

4.2 區(qū)塊開(kāi)發(fā)建議

由于本區(qū)塊水體分布規(guī)模大，因此自2006 年開(kāi)發(fā)以來(lái)，目前僅完鉆了13 口井，投產(chǎn)5 口井，其他井由于產(chǎn)能低或試氣產(chǎn)液嚴(yán)重而未投產(chǎn)，此次通過(guò)機(jī)抽排水采氣措施的應(yīng)用和效果分析，對(duì)區(qū)塊有幾條開(kāi)發(fā)建議：

在后續(xù)機(jī)抽影響下，當(dāng)鄰井產(chǎn)水量降低到一定程度時(shí)，可考慮補(bǔ)孔同一構(gòu)造高度的其他井的山2 氣層段，以提高山2 儲(chǔ)層動(dòng)用程度。

當(dāng)鄰井產(chǎn)水量降低到一定程度時(shí)，在水體范圍內(nèi)構(gòu)造高部位，建議加密一口氣井，以山2 為主力層，兼顧其他層位，若生產(chǎn)效果好，則考慮繼續(xù)加密。

未投產(chǎn)井中，有3 口井無(wú)阻流量在1×104m3以上，儲(chǔ)層有效厚度在5 m 以上，建議接入生產(chǎn)流程或采用井口CNG 方式生產(chǎn)。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）榆X 井富水區(qū)水體類型主要是邊底水，水體規(guī)模較大，榆X 井處于構(gòu)造低部位，在生產(chǎn)過(guò)程中，受地層水影響較大。

（2）低部位氣井的機(jī)抽排水采氣措施的實(shí)施對(duì)延緩水體推移具有顯著作用，可以改善高部位氣井的儲(chǔ)層滲流條件，恢復(fù)氣井產(chǎn)能，顯著提升鄰井生產(chǎn)效果。

（3）通過(guò)氣井查層補(bǔ)孔，3 口新井投產(chǎn)及1 口井間加密，可提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度，提高區(qū)塊采收率。