井下節(jié)流泡沫排水采氣工藝適用性探討

田 偉 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710018）（長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

文守成 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

張曉玲 （川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院技術(shù)發(fā)展部，四川成都610051）

劉克銘 （中石油遼河油田分公司安全環(huán)保處，遼寧盤錦124010）

井下節(jié)流泡沫排水采氣工藝適用性探討

田 偉 （中石油長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安710018）（長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

文守成 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

張曉玲 （川慶鉆探公司地質(zhì)勘探開發(fā)研究院技術(shù)發(fā)展部，四川成都610051）

劉克銘 （中石油遼河油田分公司安全環(huán)保處，遼寧盤錦124010）

井下節(jié)流技術(shù)是長慶油田低成本戰(zhàn)略路線十大關(guān)鍵技術(shù)之一，不僅提高了生產(chǎn)安全系數(shù)，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。但節(jié)流器具有嚴(yán)重的剪切消泡現(xiàn)象，使得泡沫排水效果降低，甚至失敗。為此，首先對蘇里格西區(qū)氣井產(chǎn)液、井筒積液以及泡沫效果進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)資料，對井下節(jié)流條件下影響泡沫排水效果的主要因素進(jìn)行探討。研究發(fā)現(xiàn)，氣井產(chǎn)能越高、積液高度越小以及積液面與節(jié)流器相對位置越近，則泡沫排液效果越明顯；反之，效果較差。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場試采資料，歸納了泡沫排水工藝在井下節(jié)流條件下的適用條件及范圍，為現(xiàn)場井下節(jié)流條件下排水采氣工藝選擇提供指導(dǎo)作用。

井下節(jié)流；井筒積液；泡沫排水；剪切消泡；排水采氣

井下節(jié)流是長慶油田低成本戰(zhàn)略路線十大關(guān)鍵技術(shù)之一［1］。該技術(shù)不僅降低了井口與地面集輸管線輸送壓力，同時(shí)可有效利用地?zé)岱乐咕才c地面管線水合物的形成，減輕井口水套爐運(yùn)作負(fù)荷［2，3］。因此，該技術(shù)的成功應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)安全系數(shù)，同時(shí)也降低了生產(chǎn)運(yùn)作成本。然而，由于節(jié)流器對泡沫具有明顯的剪切消泡作用［4］，使得低成本的泡沫排水效果急劇降低，排液難度增加，進(jìn)而導(dǎo)致氣田開發(fā)成本急劇上升。為此，首先對蘇里格西區(qū)井下節(jié)流條件下泡沫排水效果及影響因素進(jìn)行分析；在此基礎(chǔ)上，針對井下節(jié)流條件下泡沫排水采氣工藝適用性進(jìn)行初步探討，為現(xiàn)場井下節(jié)流條件下排水采氣工藝選擇提供指導(dǎo)作用。

1 蘇里格西區(qū)氣井產(chǎn)水情況

根據(jù)試采資料顯示，蘇里格西區(qū)盒8段和山1段共107口氣井，其中63口井產(chǎn)水，除蘇60井和鄂6井為純產(chǎn)水井外，其余均為氣水同出井。單井產(chǎn)水量主要分布在2．0～10．0m3／d，最大60．6m3／d（蘇108井盒8上亞段），平均11．50m3／d。其中，盒8上亞段試氣井32口，24口產(chǎn)水，平均產(chǎn)水量為18．67m3／d；盒8下亞段試氣井35口，17口井產(chǎn)水，平均產(chǎn)水量為10．28m3／d；山1段試氣井40口，22口產(chǎn)水，平均產(chǎn)水量為5．50m3／d。

盒8上亞段、盒8下亞段和山1段產(chǎn)水不均勻，層位上產(chǎn)水以盒8上亞段為主，從山1段到盒8下亞段、盒8上亞段產(chǎn)水量有逐漸增加的趨勢。由此可見，蘇里格西區(qū)產(chǎn)水氣井所占總井?dāng)?shù)的比例較高，且單井產(chǎn)水量較大，進(jìn)而導(dǎo)致井下節(jié)流條件下排液難度增加。

2 蘇里格西區(qū)井筒積液狀況及泡沫排液效果

通過對蘇里格西區(qū)氣井試采數(shù)據(jù)分析可知，蘇里格西區(qū)氣井積液較為嚴(yán)重，其中，低產(chǎn)能大水量井積液尤為嚴(yán)重?，F(xiàn)場通過流壓測試、環(huán)空測壓以及關(guān)井壓力恢復(fù)測試等方法對該區(qū)井筒積液狀況進(jìn)行了測試。結(jié)果顯示，僅蘇48井區(qū)發(fā)現(xiàn)井筒積液較為嚴(yán)重的井就有15口。表1為現(xiàn)場測試得到的蘇里格西區(qū)部分積液嚴(yán)重的氣井相關(guān)參數(shù)。由表1可以看出，液面主要集中在800～2317．4m之間，平均液面為1263．6m，均在節(jié)流器以上。

目前，蘇里格西區(qū)僅48井區(qū)開展了單井泡沫排水86井次／24口，僅有5口井泡沫排水效果顯著，累增氣量82．9131×104m3。相對于泡沫排水有效井而言，19口氣井泡沫排水無明顯效果，無效井占絕大多數(shù)。表2為蘇里格西區(qū)典型井泡沫排水效果統(tǒng)計(jì)表。由此可見，與無井下節(jié)流氣井相比，井下節(jié)流條件下泡沫排液效果較差。

表1 部分嚴(yán)重積液氣井的積液狀況

表2 蘇里格西區(qū)部分井下節(jié)流條件下泡沫排水效果統(tǒng)計(jì)表

3 典型氣井泡沫排水效果及影響因素分析

3．1 蘇48－16－89井

該井于2008年12月投產(chǎn)。2010年8月，該井產(chǎn)能明顯下降，產(chǎn)量劇減，流壓測試顯示，井筒積液嚴(yán)重，液面位置536m（節(jié)流器位于1860m處）。8月27日開始投泡沫排水棒進(jìn)行泡沫排液。排液后，油套壓迅速恢復(fù)，產(chǎn)氣量明顯增加。目前，油套壓分別為14．55MPa與22．38MPa，節(jié)流器配產(chǎn)1．2× 104m3／d，日產(chǎn)氣量0．2×104m3。根據(jù)儲層資料顯示，該井開采主力層位雖屬于低孔低滲儲層，但經(jīng)壓裂后，油套壓恢復(fù)達(dá)20MPa以上，恢復(fù)程度達(dá)95%以上，產(chǎn)能相對較高。因此，盡管井筒積液嚴(yán)重，且存在嚴(yán)重的節(jié)流器泡沫剪切消泡現(xiàn)象，但由于產(chǎn)能較高，起泡劑在節(jié)流器上方的起泡能力得到較好的恢復(fù)，進(jìn)而氣井泡沫排水采氣效果較好。由此可見，氣井產(chǎn)能高低是影響井下節(jié)流條件下泡沫排水的主要因素，產(chǎn)能越高，泡沫排液效果越好。

3．2 蘇48－4－87井

該井于2008年12月投產(chǎn)。隨著生產(chǎn)時(shí)間延長，該井產(chǎn)能明顯降低，產(chǎn)量下降至0．0432m3／d。2010年7月18日，探得該井積液面上升至1080m處（節(jié)流器位于2010m處），積液較為嚴(yán)重。7月25日注入15L泡沫排水劑進(jìn)行泡沫排水，產(chǎn)能及產(chǎn)氣量無明顯變化，泡沫排水增產(chǎn)措施失敗。據(jù)儲層資料顯示，該井開采主力層位屬于低孔低滲儲層，且壓裂后油套壓恢復(fù)僅有5．6MPa與7．6MPa，恢復(fù)率低于30%，產(chǎn)能較低。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，氣源壓力較低，井筒積液嚴(yán)重以及節(jié)流器剪切消泡作用可導(dǎo)致節(jié)流器上方二次起泡較差，無法形成有效泡沫。由此可見，該井自身產(chǎn)能較低，井筒積液嚴(yán)重（積液將節(jié)流器淹沒930m左右），加之節(jié)流器消泡作用等因素是導(dǎo)致該井泡沫排液失敗的主要原因。

3．3 蘇西101－76井

該井2008年11月26日投產(chǎn)，投產(chǎn)前油套壓均為26MPa，節(jié)流器配產(chǎn)2．0×104m3／d。2009年5月22日，通過環(huán)空測試顯示，該井環(huán)空積液位于2524m。6月24日打撈節(jié)流器，發(fā)現(xiàn)積液面位置位于1250m（節(jié)流器位于1700m處）。8、9月對該井泡沫排水5次。泡沫排水后氣井產(chǎn)氣量無明顯增加，與泡沫排水前相同，均為0．1×104m3／d。據(jù)儲層資料顯示，該井開采主力層屬于低孔低滲性儲層，但壓裂后油套壓恢復(fù)至24MPa，恢復(fù)程度達(dá)95%以上，產(chǎn)能相對較高。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)研究，氣源壓力高低是影響井下節(jié)流條件下排液效果的主要因素，但井筒積液高度以及積液面與節(jié)流器相對位置也是影響排液效果的關(guān)鍵因素。一般而言，氣源壓力越高、井筒積液程度以及積液面與節(jié)流器相距越小，則泡沫排液效果越好。反之，排液效果越差。根據(jù)現(xiàn)場資料與室內(nèi)研究可知，井筒積液嚴(yán)重，且積液面與節(jié)流器相距較大是導(dǎo)致該井泡沫排液失敗的主要原因。通過現(xiàn)場試采資料分析，氣井產(chǎn)能、井筒積液程度以及積液面與節(jié)流器相對位置是影響井下節(jié)流條件下泡沫排水效果的主要因素。一般而言，氣井產(chǎn)能越高，積液高度及積液面與節(jié)流器相距越小，則泡沫排液效果越好。

4 井下節(jié)流條件下泡沫排水工藝適用性分析

根據(jù)上述分析，氣井產(chǎn)能是影響井下節(jié)流條件下泡沫排液效果的主要因素。在此，根據(jù)現(xiàn)場資料，將氣井依據(jù)產(chǎn)氣量分為4類，并結(jié)合井筒積液程度及積液面與節(jié)流器相對位置對泡沫排液效果的影響規(guī)律，對各類氣井泡沫排液的適用性進(jìn)行分析，為現(xiàn)場井下節(jié)流排水工藝選擇提供一定的指導(dǎo)。

1）Ⅰ類氣井 產(chǎn)氣量在5000m3／d以上的氣井。對于該類氣井，盡管節(jié)流器對泡沫剪切消泡嚴(yán)重，但由于產(chǎn)氣量較大，起泡劑無論通過油套環(huán)空還是油管加入，在節(jié)流器上方的起泡能力均能得到較好的恢復(fù)。因此，該類氣井存在節(jié)流器條件下仍能采用泡沫排液采氣工藝進(jìn)行排液，且效果顯著。

2）Ⅱ類氣井 產(chǎn)氣量低于5000m3／d、高于2000m3／d的氣井。該類氣井產(chǎn)氣量相對較小，若采用環(huán)空加泡沫排水劑的方式，則節(jié)流器消泡嚴(yán)重，在節(jié)流器上方無法形成有效泡沫，排液效果較差。但該類氣井可通過改變泡沫排水劑的加入方式，即采用油管加入，起到消除節(jié)流器剪切消泡的作用。因此，該類氣井存在節(jié)流器條件下也可采用泡沫排液工藝進(jìn)行排液，且效果良好。

3）Ⅲ類氣井 產(chǎn)氣量高于1000m3／d、低于2000m3／d的氣井。該類氣井采用泡沫排水效果較差，但可通過優(yōu)化節(jié)流器下入深度，縮短排水周期等方式提高節(jié)流器上方流體二次起泡能力，達(dá)到改善該類氣井節(jié)流條件下泡沫排液效果。

4）Ⅳ類氣井 產(chǎn)氣量低于1000m3／d的氣井。該類氣井由于產(chǎn)能較低，尤其是大水量低產(chǎn)能氣井，若存在節(jié)流器條件下泡沫排液效果極差，則不適于采用泡沫排水采氣。

5 結(jié)論及建議

1）氣井產(chǎn)能是影響井下節(jié)流條件下泡沫排液效果的主要因素。氣井產(chǎn)能越高，泡沫排水劑在節(jié)流器上方起泡能力恢復(fù)程度越高，泡沫排液效果越好。

2）對于產(chǎn)能較低、產(chǎn)氣量較小的氣井，積液高度以及積液面與節(jié)流器相對位置也是影響井下節(jié)流條件下泡沫排液效果的主要因素。積液高度越小，積液面與節(jié)流器相距越近，則泡沫排液效果越好。

3）產(chǎn)氣量在5000m3／d以上的氣井，節(jié)流器對泡沫排液效果影響較小；產(chǎn)氣量在1000m3／d以上的氣井，節(jié)流器對泡沫排液效果影響較大，但可通過改變泡沫排水劑加入方式，優(yōu)化節(jié)流器下入深度，縮短排液周期，以提高節(jié)流器上方二次起泡能力，改善泡沫排液效果。因此，對于Ⅰ、Ⅱ以及Ⅲ類氣井均可采用低成本泡沫排水工藝進(jìn)行排液。

4）產(chǎn)氣量低于1000m3／d的氣井，尤其是大水量條件下，不適于采用泡沫排水采氣。

［1］韓丹岫，李相方，侯光東．蘇里格氣田井下節(jié)流技術(shù)［J］．天然氣工業(yè)，2007，27（12）：116～118．

［2］佘朝毅，李川東，雷振中，等．井下節(jié)流工藝技術(shù)在氣田開發(fā)中的應(yīng)用［J］．鉆采工藝，2003，26（B06）：52～56．

［3］田冷，何順利，舍治成．蘇里格氣田井下節(jié)流技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用［J］．重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，10（6）：24～26．

［4］李旭日，劉建儀，張廣東．井下節(jié)流氣井泡沫排水采氣機(jī)理研究［J］．天然氣勘探與開發(fā)，2011，34（1）：54～59．

［編輯］ 蕭 雨

TE375

A

1000－9752（2012）05－0150－03

2011－06－07

田偉（1975－），男，1998年西安石油學(xué)院畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事采氣工藝技術(shù)研究工作。

文守成，Tel：0716－8060457；E－mail：wenshoucheng1234＠163．com。