非水相泡排劑在榆林南區(qū)試驗(yàn)及效果分析

張玉華，王 磊，劉 鵬，趙文軍，宋淵娟，李 丹

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710200）

榆林南區(qū)氣層以山2為主，其次為下古氣層。榆林南區(qū)儲(chǔ)層物性變化大，非均質(zhì)性強(qiáng)，依據(jù)榆林氣田氣井地質(zhì)儲(chǔ)層特征，結(jié)合氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征和氣井排水采氣工藝措施，將榆林南區(qū)172口氣井分為三類、八小類。Ⅰ類氣井38 氣井，該類井多處于主砂體帶上，儲(chǔ)層物性好，產(chǎn)能高，生產(chǎn)中無需采取任何工藝措施；Ⅱ類氣井75口氣井，分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三小類，其中ⅡA氣井儲(chǔ)層物性較好，具備提產(chǎn)能力，一般采取合理工作制度能穩(wěn)定生產(chǎn)；ⅡB、ⅡC和Ⅲ氣井受氣井能量和儲(chǔ)層物性的制約，氣井產(chǎn)能不足，配產(chǎn)較低，導(dǎo)致氣井產(chǎn)氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界攜液流量，氣井存在嚴(yán)重積液現(xiàn)象，生產(chǎn)時(shí)油套壓差大，影響氣井正常生產(chǎn)。

1 水體分布特征及產(chǎn)水概況

1.1 水體分布特征

榆林南區(qū)自2003年開始，通過近10年大規(guī)模、滾動(dòng)式開發(fā)，氣區(qū)產(chǎn)液逐年增加，水體分布明顯。通過氣田綜合地質(zhì)研究以及氣井儲(chǔ)層物性、試氣、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等資料綜合分析表明，分析認(rèn)為榆林南區(qū)陜209 井區(qū)上古氣藏存在富水區(qū)。陜209 富水區(qū)面積88.9 km2，地質(zhì)儲(chǔ)量87.8×108m3，估算水體的地下體積為2.416×108m3。近些年，通過建立水體觀察井、控水采氣以及分線開采的措施，各線井區(qū)氣井控水效果良好，目前未再發(fā)現(xiàn)出水現(xiàn)象。

1.2 氣田產(chǎn)水概況

1.2.1 水質(zhì)特征分析 通過2012 全年對(duì)榆林南區(qū)水質(zhì)分析（除富水區(qū)氣井外），榆林南區(qū)氣田Cl-含量在8.21～143000 mg/L，平均5059.13 mg/L，礦化度在179.52～210111.16 mg/L，平均9204.48 mg/L，水型為CaCl2型（見表1）。

從表1 中可以看出，榆林南區(qū)部分氣井礦化度偏高，最高可達(dá)210111.16 mg/L。除此之外，通過水質(zhì)分析，部分氣井水樣凝析油含量較高，以及榆林南區(qū)注醇工藝影響，氣井產(chǎn)水中甲醇含量高?？傮w上，榆林南區(qū)氣田產(chǎn)水呈高礦化度、高凝析油及高甲醇含量“三高”特點(diǎn)。

1.2.2 富水區(qū)產(chǎn)水概況 2012 全年富水區(qū)氣井氯根監(jiān)測(cè)401 井次，礦化度監(jiān)測(cè)109 井次，水質(zhì)分析結(jié)果表明，Cl-含量均在16.32～114483.12 mg/L，平均8817.44 mg/L，總礦化度在174.36～185118.04 mg/L，平均為15393.43 mg/L，均在正常范圍內(nèi)。從富水區(qū)歷年水氣比變化圖（見圖1）可以看出，控水效果明顯。

1.3 泡沫排水采氣現(xiàn)狀

榆林南區(qū)自2002年開始，開展泡沫排水采氣試驗(yàn)和優(yōu)化研究。主要開展了藥劑選型、加注工藝、加注制度、加注參數(shù)工藝等研究，通過持續(xù)完善，從最初單一泡排劑發(fā)展為多種、針對(duì)不同類型氣井的多樣性泡排劑，泡排有效率逐年提升，目前能夠推廣應(yīng)用（見表2）。

總結(jié)榆林南區(qū)近些年泡沫排水采氣工藝效果，UT-6、UT-11B、UT-17 型三種泡排劑主要針對(duì)高礦化度、高甲醇含量、少量凝析油含量的氣井產(chǎn)水。對(duì)于凝析油含量高的產(chǎn)水氣井，泡排效果不明顯。

本文針對(duì)榆林南區(qū)產(chǎn)水氣井凝析油含量大，造成井筒集液嚴(yán)重，開發(fā)出一種高抗凝析油的起泡劑，優(yōu)化工藝參數(shù)，開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，排除井筒積液，提產(chǎn)凝析氣井產(chǎn)能，對(duì)氣田后期開采具有重要意義。

表1 榆林氣田2012年水質(zhì)全分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖1 富水區(qū)歷年水氣比變化圖

表2 榆林南區(qū)歷年泡沫排水采氣實(shí)施情況

2 非水相泡排劑室內(nèi)實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

2.1.1 水質(zhì)分析 根據(jù)SY/T5523-2000《油氣田水分析方法》、SY/T5329-94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》標(biāo)準(zhǔn)推薦方法中規(guī)定的方法，結(jié)合榆林南區(qū)實(shí)際水質(zhì)確定了一套適合該氣田水質(zhì)的檢測(cè)方法，分別對(duì)不同井區(qū)等采出水做水質(zhì)分析。包括離子分析、凝析油含量分析，甲醇含量采用氣相色譜分析。

2.1.2 含凝析油水相發(fā)泡 非水相泡排藥劑（十二烷基苯磺酸鈉、GC-1（復(fù)配藥劑）、十六烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基氯化銨等多種表面活性劑）在油水比9:1、8:2、5:5、2:8、1:9 溶液中，采用高速攪拌發(fā)泡，轉(zhuǎn)速控制在6000～8000 r/min，進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。

（1）發(fā)泡能力測(cè)試：復(fù)配藥劑攪拌結(jié)束后，用量筒量取泡沫體積即為發(fā)泡能力（mL）。

（2）泡沫穩(wěn)定性測(cè)試：將制備好的泡沫導(dǎo)入自制泡沫測(cè)量儀中，用電子秒表計(jì)時(shí)，記錄泡沫儀液面上升隨時(shí)間的變化值，并換算成體積量。當(dāng)排液量為50 mL 時(shí)即為半衰期t1/2。

（3）攜液能力測(cè)試：動(dòng)態(tài)泡沫帶水法是用于測(cè)定起泡劑溶液在氣體攪動(dòng)下，產(chǎn)生泡沫的能力和泡沫含水量，本試驗(yàn)采用的動(dòng)態(tài)帶水儀為自制。利用該裝置評(píng)價(jià)起泡劑時(shí)，將250 mL 試樣溶液加入玻璃管底，然后將空氣以5 L/min的流速從管底注入，當(dāng)泡沫到達(dá)上部出口時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)量3 min 后泡沫帶出的液體體積。

2.2 非水相泡排劑性能評(píng)價(jià)

2.2.1 凝析油與水不同比例的發(fā)泡性能 非水相泡排藥劑（十二烷基苯磺酸鈉、GC-1（復(fù)配藥劑）、十六烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基氯化銨等多種表面活性劑）在油水比9:1、8:2、5:5、2:8、1:9 溶液中，采用高速攪拌發(fā)泡，轉(zhuǎn)速控制在8000 r/min，進(jìn)行發(fā)泡量、半衰期性能評(píng)價(jià)。

表3 轉(zhuǎn)速8000 r/min下0.5%濃度非水相藥劑不同油水比下發(fā)泡情況

表4 轉(zhuǎn)速8000 r/min下1%濃度非水相藥劑不同油水比下發(fā)泡情況

表5 轉(zhuǎn)速8000 r/min 下4%濃度非水相藥劑不同油水比下發(fā)泡情況

從表3、表4、表5 中數(shù)據(jù)可以看出：（1）非水相泡排藥劑中發(fā)泡效果和穩(wěn)定效果明顯；（2）非水相泡排藥劑制得的泡沫的半衰期和發(fā)泡量隨濃度增大而增大。（3）非水相泡排藥劑的發(fā)泡量隨著油水比減小而增大，當(dāng)油水比為5:5 時(shí)，非水相泡排藥劑發(fā)泡量最佳。

2.2.2 礦化度、甲醇與非水相泡排劑配伍性實(shí)驗(yàn) 根據(jù)榆林南區(qū)氣田水質(zhì)特征、地層溫度、甲醇含量等氣井特點(diǎn)，對(duì)非水相泡沫劑進(jìn)行室內(nèi)攜液能力測(cè)試，分析不同因素（礦化度、甲醇含量）對(duì)新型泡排劑的影響程度。通過礦化度、甲醇與非水相泡排劑配伍性實(shí)驗(yàn)，從表6、表7 中數(shù)據(jù)可以看出：隨著礦化度逐漸升高，非水相泡排劑攜液量略有下降趨勢(shì)，但影響不大；高甲醇含量對(duì)非水相泡排劑攜液量有影響，但非水相泡排劑攜液量依舊能達(dá)到泡排要求。

表6 不同礦化度對(duì)泡排劑的影響

表7 不同甲醇含量對(duì)泡排劑的影響

2.2.3 非水相泡排劑在氣田水樣中試驗(yàn) 結(jié)合榆林南區(qū)氣井生產(chǎn)特征，氣田產(chǎn)水特征“三高”高凝析油、高礦化度、高甲醇含量特點(diǎn)，通過選取氣田氣井水樣分析，模擬凝析油、礦化度、甲醇含量同時(shí)存在的情況下，非水相泡排劑進(jìn)行室內(nèi)攜液能力測(cè)試，測(cè)試結(jié)果（見表8）。

從表8 中可以看出：非水相泡排劑在高凝析油、高礦化度、高甲醇含量氣井水樣中有很好發(fā)泡能力和攜液能力，能夠適用于榆林南區(qū)“三高”氣井。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果分析

3.1 泡排井選擇

泡沫排水采氣技術(shù)適用于弱噴及間噴產(chǎn)水井的排水，對(duì)于水淹井、水氣比很高且地層壓力又較低的井不宜采用。榆林南區(qū)近10年開發(fā)，目前需要采取泡排措施低產(chǎn)氣（小于1.5×104m3/d）井較多，約占總井?dāng)?shù)58%，屬于ⅡC和Ⅲ氣井。受氣井能量和儲(chǔ)層物性的制約，氣井產(chǎn)能不足，配產(chǎn)較低，導(dǎo)致氣井產(chǎn)氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界攜液流量，氣井存在嚴(yán)重積液現(xiàn)象，生產(chǎn)時(shí)油套壓差大，影響氣井正常生產(chǎn)。

結(jié)合泡沫排水采氣技術(shù)適用條件及實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，分別選取3口凝析油含量為30%、40%、50%的典型低產(chǎn)氣井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。同時(shí)采取3口氣井水樣，進(jìn)行室內(nèi)水質(zhì)特征化驗(yàn)分析（見表9）。

表8 凝析油、礦化度、甲醇同時(shí)存在對(duì)泡排劑的影響

表9 3口氣井水質(zhì)特征分析結(jié)果表

3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析

3.2.1 榆43-X 井 榆43-X 井生產(chǎn)層位盒8+山2，無阻流量10.1173×104m3/d，配產(chǎn)1.5×104m3/d。水樣化驗(yàn)分析凝析油含量30%。開井生產(chǎn)，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產(chǎn)水量0.3～1.1 m3，產(chǎn)水較少，10月下旬油套壓差為3.6 MPa，存在積液現(xiàn)象。該井2012年10月26～11月17日進(jìn)行間斷性連續(xù)泡沫排水，采用非水相泡排劑，試驗(yàn)前油套壓差為3.6 MPa，泡排后油套壓差1.2 MPa，與試驗(yàn)前相比，油套壓差減小了2.4 MPa，并延長氣井開井時(shí)間，生產(chǎn)平穩(wěn)。

表10 榆43-X 井泡排試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

3.2.2 榆30-X 井 榆30-X 井生產(chǎn)層位馬五13+馬五12+山2，無阻流量3.5459×104m3/d，配產(chǎn)1.0×104m3/d。水樣化驗(yàn)分析凝析油含量40%。開井生產(chǎn)過程中，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產(chǎn)水量0.3～1.0 m3，產(chǎn)水較少，5月下旬油套壓差持續(xù)較大，判斷井筒存在積液現(xiàn)象。

表11 榆30-X 井泡排試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

該井于2012年6月3～6月26日進(jìn)行間斷性連續(xù)泡沫排水，采用非水相泡排劑泡排后（見表11），油套壓差較小，產(chǎn)液量增多，氣井生產(chǎn)平穩(wěn)，效果明顯。

3.2.3 榆28-X 井 榆28-X 井生產(chǎn)層位馬五13+盒8，無阻流量11.098×104m3/d，配產(chǎn)0.5×104m3/d。水樣化驗(yàn)分析凝析油含量50%。該井屬于典型小產(chǎn)量氣井，開井生產(chǎn)后，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產(chǎn)水量0.3～0.8 m3，產(chǎn)水較少，10月上旬油套壓差持續(xù)較大，判斷井筒存在積液現(xiàn)象。

該井于2012年10月21～11月22日進(jìn)行間斷性連續(xù)泡沫排水，采用非水相泡排劑泡排后（見表12），油套壓差較小明顯，產(chǎn)液量增多，氣井生產(chǎn)平穩(wěn)，效果明顯。

表12 榆30-X 井泡排試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

3.3 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明非水相泡排劑在具有一定產(chǎn)能、攜液能力較差低產(chǎn)氣井上的應(yīng)用，有明顯的效果，能夠有效降低氣井生產(chǎn)油套壓差，排除井筒積液，確保氣井生產(chǎn)平穩(wěn)，延長氣井生產(chǎn)時(shí)間，適用于榆林南區(qū)低產(chǎn)積液氣井排水采氣的泡排劑。

（2）非水相泡排劑是一種抗高凝析油含量的泡排劑，選取的3口不同凝析油含量氣井，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)井排水效果明顯，解決了凝析油含量高的積液氣井排水采氣工藝瓶頸問題。

4 結(jié)論及建議

（1）室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明：非水相泡排劑具有抗甲醇、礦化度、高凝析油能力的泡排劑，在具有一定產(chǎn)能、攜液能力較差低產(chǎn)氣井上的應(yīng)用，有明顯的效果，能夠有效降低氣井生產(chǎn)油套壓差，排除井筒積液，確保氣井生產(chǎn)平穩(wěn)，延長氣井生產(chǎn)時(shí)間，適用于榆林南區(qū)凝析油含量較高的低產(chǎn)積液氣井排水采氣泡排劑。

（2）對(duì)于凝析油含量在60%以上的積液氣井，泡排前建議先加注些清水稀釋，降低凝析油比例后，加注非水相泡排劑進(jìn)行泡排效果更佳。

（3）冬季泡排時(shí)產(chǎn)液量過大會(huì)導(dǎo)致地面管線液堵，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況分析，泡排應(yīng)在油套壓差較小時(shí)及時(shí)進(jìn)行。

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