低溫泡排劑在第四系疏松砂巖氣田應(yīng)用可行性分析

宋維春 鄭俊櫪 景連雨 鄧創(chuàng)國(guó) 趙 玉

(中國(guó)石油青海油田公司天然氣開(kāi)發(fā)公司)

0 引言

國(guó)內(nèi)外氣田開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)表明,絕大多數(shù)氣田在開(kāi)發(fā)過(guò)程中都會(huì)出水，澀北氣田屬于多層第四系疏松砂巖的弱邊水氣藏，氣藏埋藏淺，具有氣層多且薄、氣水層間互、地層膠結(jié)疏松和氣水界面復(fù)雜等特點(diǎn)。通過(guò)15年的試采開(kāi)發(fā)，氣藏出水量和出水氣井?dāng)?shù)呈不斷增多的趨勢(shì),氣井出水較大程度地影響了氣井的壓力和產(chǎn)量，嚴(yán)重影響氣田正常生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，目前出水是制約澀北氣田穩(wěn)產(chǎn)及降低氣田開(kāi)采效益的主要因素，因此急需進(jìn)行疏松砂巖氣田排水采氣工藝的攻關(guān)和試驗(yàn)，特別是針對(duì)氣田冬季氣溫較低的現(xiàn)狀，開(kāi)展低溫泡排試驗(yàn)意義重大。

1 澀北氣田概況

澀北氣田屬于第四系生物成因氣藏，為一完整、無(wú)斷層發(fā)育的背斜構(gòu)造，為湖泊沉積相；儲(chǔ)層具有高孔隙度、中-低滲透率的特點(diǎn)；氣藏埋藏淺，具有含氣井段長(zhǎng)、氣層多且薄、氣水層間互、地層膠結(jié)疏松和氣水界面復(fù)雜等特點(diǎn)。澀北氣田自1995年試采開(kāi)發(fā)以來(lái)，目前擁有氣井500多口，年生產(chǎn)天然氣60多億方，形成了第四系疏松砂巖生物氣田開(kāi)發(fā)規(guī)模和特色開(kāi)發(fā)技術(shù)。隨著氣田的不斷開(kāi)發(fā)，氣田出水日趨嚴(yán)重，氣井井筒積液和出水影響正常生產(chǎn)等問(wèn)題逐步顯現(xiàn)，同時(shí)氣井出水易加劇出砂，目前出水是制約澀北氣田穩(wěn)產(chǎn)及降低氣田開(kāi)采效益的主要因素。

氣田區(qū)域內(nèi)，平均海拔2750m左右，氣候干燥，日照時(shí)間長(zhǎng)，寒冷缺氧，晝夜溫差大，屬典型高原大陸性氣候。冬季漫長(zhǎng)而寒冷，日最高氣溫36℃，最低氣溫-31℃，冬季凍土層深度2.1m左右。氣田地層水的水型主要為CaCl2型，地層水礦化度高，平均礦化度146538mg/L，平均密度1.134g/cm3，平均地層水電阻率0.039Ω· m，氣井井深一般在1600m 左右,井底溫度40℃～ 66 ℃間。

2 澀北氣田常規(guī)泡沫排水采氣實(shí)施概況

2.1 常規(guī)泡排劑的性能要求

泡排劑的性能直接影響氣井泡沫排水效果的好壞，泡沫排水所用泡排劑是表面活性劑，因此，除具有表面活性劑的一般性能之外，根據(jù)澀北氣田情況,泡排劑還要達(dá)到以下指標(biāo): ①溶于地層水后不產(chǎn)生沉淀,避免造成井下堵塞; ②在室內(nèi)溫度30℃～70 ℃的地層水中具有較好的起泡、穩(wěn)泡和帶水能力; ③要求具有泡沫攜液量大，泡沫的穩(wěn)定性適中，在高礦化度水中有較強(qiáng)的起泡能力等特殊性能。

2.2 常規(guī)泡沫排水采氣實(shí)施概況

近年來(lái)，針對(duì)澀北氣田產(chǎn)水氣井生產(chǎn)現(xiàn)狀，開(kāi)展了大量的泡沫排水采氣工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用，泡沫排水采氣技術(shù)能夠有效的提高氣井的攜液能力，確保了氣井的正常生產(chǎn)。但是由于澀北氣田地處青藏高原，冬季氣溫較低，常規(guī)起泡劑在氣溫0℃以下就容易凍結(jié)，導(dǎo)致泵注工藝無(wú)法應(yīng)用，影響泡沫排水采氣技術(shù)在冬季的推廣。隨著氣田的不斷開(kāi)發(fā)，氣井產(chǎn)水量會(huì)逐漸增多，冬季泡沫排水工作顯得尤其重要，因此研制和試驗(yàn)適合氣田的低溫起泡劑，解決氣田冬季泡沫排水劑容易凍堵和影響泡排作業(yè)正常開(kāi)展的問(wèn)題十分必要。

3 低溫泡排劑選用

除要具有常規(guī)起泡劑的要求性能外，低溫泡排劑關(guān)鍵是要解決澀北氣田冬季泡沫排水劑容易凍堵的問(wèn)題，根據(jù)澀北氣藏地質(zhì)特征和自然條件，委托相關(guān)單位開(kāi)展了適合澀北氣田的低溫泡排劑UT-13的研制(表1，表2)。

UT-13型泡排劑具有以下特征：

(1)UT-13原液在-30℃條件下，不渾濁、無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象，具有良好的流動(dòng)性。

(2)為防止泡排劑稀釋液在-30℃不結(jié)冰，甲醇占泡排劑和水的稀釋液比例不得低于30%，即：泡排劑︰水︰甲醇為1︰1︰1。

表1 UT-13原液和UT-13與水、甲醇不同比例混合液抗凍能力測(cè)試結(jié)果表

表2 UT-13原液和泡排劑與水、甲醇按不同比例混合液的發(fā)泡能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

實(shí)驗(yàn)藥劑發(fā)泡能力(泡高)(mm)UT-13原液162泡排劑︰水︰甲醇=1︰1︰1160泡排劑︰水︰甲醇=1︰2︰1160泡排劑︰水︰甲醇=1︰3︰1160泡排劑︰水︰甲醇=1︰4︰1162泡排劑︰水︰甲醇=1︰5︰1160泡排劑︰水︰甲醇=1︰1︰2158泡排劑︰水︰甲醇=1︰1︰3161泡排劑︰水︰甲醇=1︰1︰4160泡排劑︰水︰甲醇=1︰1︰5160

(3)UT-13在200g/L的礦化水中，抗10%煤油條件下具有較好的發(fā)泡能力。

(4)UT-13與水、甲醇按不同比例混合后，純泡排劑用量相同的條件下(均為3.00‰)，發(fā)泡能力相差不大，說(shuō)明甲醇對(duì)其發(fā)泡能力無(wú)影響。

4 應(yīng)用效果分析

為了驗(yàn)證UT-13型泡排劑在氣田應(yīng)用的可行性，分別選取了3口不同特征的氣井開(kāi)展試驗(yàn)：①澀E-1井泡排前產(chǎn)氣量較低，油套壓差較大，井筒積液嚴(yán)重，無(wú)法攜液采氣；②澀E-2井泡排前能正常帶水生產(chǎn)，但產(chǎn)氣量不穩(wěn)定，有井筒積液的預(yù)兆；③澀E-3井泡排前因積液嚴(yán)重?zé)o法正常生產(chǎn)導(dǎo)致停躺。先期對(duì)3口井實(shí)施常規(guī)泡排措施，攜液效果明顯，氣井能正常帶水生產(chǎn)，產(chǎn)氣量有所提高；但到11月中旬，因室外溫度較低，泡排時(shí)管線易凍堵，導(dǎo)致消泡劑無(wú)法正常注入。在現(xiàn)場(chǎng)氣溫較低，無(wú)法開(kāi)展常規(guī)泡排作業(yè)時(shí)，開(kāi)展了低溫泡排試驗(yàn)。

試驗(yàn)時(shí)將UT-13型低溫泡沫排水劑20kg用甲醇和水按照1︰3︰3稀釋至140kg液體，采用泡排車向套管加注，在加注泡排劑后，氣井生產(chǎn)油壓有所下降或波動(dòng)加劇時(shí)，按照3口井的實(shí)際情況，將FG-2B型有機(jī)硅消泡劑用甲醇和水按照1︰1︰1的比例稀釋至不同量液體，采用消泡劑加注泵向井口的輸氣管線加注。

3口井試驗(yàn)前后采氣曲線圖見(jiàn)圖1～圖3，生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

圖1 澀E-1井泡排前后采氣曲線圖

圖2 澀E-2井泡排前后采氣曲線圖

圖3 澀E-3井泡排前后采氣曲線圖

通過(guò)3口井生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，3口井生產(chǎn)前均受井筒積液影響，攜液能力差；使用常規(guī)泡排劑后，氣井能夠正常生產(chǎn)，產(chǎn)氣量均明顯上升，攜液能力增強(qiáng)，油套壓差有所減小，常規(guī)泡排措施結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)雖然該井有井筒積液，但仍然能正常生產(chǎn)，說(shuō)明泡排效果明顯；由于11月份現(xiàn)場(chǎng)氣溫較低，使用UT-13型低溫泡沫排水劑后，在氣井?dāng)y液方面跟常規(guī)泡排一樣，氣井?dāng)y液能力明顯增強(qiáng)，確保了氣井的正常生產(chǎn)，更重要的是，使用低溫泡排劑后，在-15℃～-21℃的環(huán)境下，連續(xù)作業(yè)中消泡劑可以正常注入，管線沒(méi)有發(fā)生凍堵，有效地解決了氣田冬季泡沫排水劑容易凍堵和影響泡排作業(yè)正常開(kāi)展的問(wèn)題。

5 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

(1)低溫泡排劑UT-13可以解決澀北氣田冬季泡沫排水劑容易凍堵的問(wèn)題，使用UT-13型泡排劑在氣田開(kāi)展了泡沫排水試驗(yàn)。

(2)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和在3口現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)井應(yīng)用分析表明, 使用UT-13型低溫泡排劑，可提高泡排氣井的攜液能力，增加氣井產(chǎn)氣量，可確保消泡劑正常注入，有效解決了冬季泡沫排水容易凍堵和影響泡排作業(yè)正常開(kāi)展的問(wèn)題。

(3)低溫泡排劑在3口井應(yīng)用效果較好，在氣田應(yīng)用和推廣是可行的。

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