新疆油田氣井排液采氣工藝優(yōu)選方法

劉 捷，廖銳全，陳 進(jìn)，徐小輝

(1.長江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

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新疆油田氣井排液采氣工藝優(yōu)選方法

劉 捷1，廖銳全1，陳 進(jìn)2，徐小輝2

(1.長江大學(xué)，湖北 武漢 430100；2.中油新疆油田分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

隨著新疆油田氣藏進(jìn)入開發(fā)中后期，相當(dāng)數(shù)量的氣井已經(jīng)出現(xiàn)井筒積液，嚴(yán)重影響了氣井的正常生產(chǎn)。為使氣井穩(wěn)產(chǎn)，達(dá)到提高采收率的目的，研制了排液采氣工藝技術(shù)優(yōu)選圖版。在新疆油田排液采氣工藝初選的基礎(chǔ)上，結(jié)合積液診斷精度較高的Coleman模型，以生產(chǎn)液氣比和日產(chǎn)氣量為橫、縱坐標(biāo)，繪制了新疆油田排液采氣工藝優(yōu)選宏觀控制圖。應(yīng)用該圖版對(duì)新疆油田積液氣井的排液采氣工藝進(jìn)行優(yōu)選，現(xiàn)場實(shí)施效果表明，該方法選擇的工藝技術(shù)達(dá)到了使氣井穩(wěn)產(chǎn)，甚至增產(chǎn)的目的。

氣井；排液采氣；井筒積液；臨界攜液流量；Coleman模型；新疆油田

引 言

新疆油田公司部分氣田已進(jìn)入開發(fā)中后期，積液現(xiàn)象嚴(yán)重，排液采氣工藝效果較差，原因是排液采氣工藝優(yōu)選方法可操作性較差，不便于現(xiàn)場應(yīng)用。在新疆油田氣井排液采氣工藝及積液診斷模型適應(yīng)性分析的基礎(chǔ)上，繪制了新疆油田氣井排液采氣工藝優(yōu)選宏觀控制圖，能夠方便快捷地選擇氣井排液采氣工藝。

1 氣井排液采氣工藝選擇依據(jù)

1.1 不同排液采氣工藝的技術(shù)界限

目前國內(nèi)外較為成熟的排液采氣工藝有優(yōu)選管柱、泡排、氣舉、機(jī)抽、電潛泵、射流泵等工藝及其復(fù)合工藝[1]。對(duì)于給定的一口產(chǎn)水氣井，排液采氣工藝的選擇，需要綜合考慮氣藏情況、開采條件等各方面的因素[2]。

新疆油田氣藏為受構(gòu)造巖性控制的帶邊底水帶油底的凝析氣藏，儲(chǔ)層埋深一般為4 200～4 300 m。根據(jù)新疆油田氣藏的儲(chǔ)層及生產(chǎn)特征可知，電潛泵、射流泵、螺桿泵和潛油螺桿泵這4種排液方法的使用受到了限制；地面集輸工藝中，要求氣井的最小外輸壓力為6 MPa，這一條件又限制了機(jī)抽排液方法的應(yīng)用。因此，新疆油田適應(yīng)性較強(qiáng)的排液采氣工藝為小直徑油管排液、泡排(液態(tài)烴含量小于30%)、柱塞氣舉和間歇?dú)馀e。

4種適應(yīng)性較強(qiáng)的排液采氣工藝的選擇依據(jù)為：產(chǎn)液量Ql<10 m3/d時(shí)，選用小直徑油管排液；10 m3/d≤Ql<25 m3/d時(shí)，如果液態(tài)烴含量小于30%，選用泡沫排液采氣工藝，如果液態(tài)烴含量大于30%，選用柱塞氣舉排液采氣工藝(液氣比LGR>10×10-4m3/m3，)；Ql≥25 m3/d時(shí)，選用間歇?dú)馀e排液采氣工藝。

1.2 新疆油田臨界攜液流量數(shù)學(xué)模型

目前新疆油田常用的3個(gè)臨界攜液流量數(shù)學(xué)模型是Turner[3]、Coleman[4]和LiMin[5]模型。結(jié)合劉雙全等人[6]的研究結(jié)果，收集了新疆油田11口不積液井和12口積液井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。根據(jù)井口和井底的壓力、溫度數(shù)據(jù)，分別計(jì)算井口和井底位置的臨界攜液流量，取兩者之間的較大值作為該井的臨界攜液流量。根據(jù)臨界攜液流量對(duì)23口氣井的積液狀況進(jìn)行診斷，將診斷結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行對(duì)比分析。如圖1所示，直線以上的區(qū)域?qū)儆诓环e液區(qū)域，落在該區(qū)域的氣井應(yīng)該是不積液氣井；直線以下的區(qū)域?qū)儆诜e液區(qū)域，落在該區(qū)域的井應(yīng)該是積液井。

圖1a為LiMin模型，診斷為不積液的井為17口，積液井為6口，其中6口井出現(xiàn)診斷誤差；圖1b為Coleman模型，診斷為不積液的井為10口，積液井為13口，其中5口井出現(xiàn)診斷誤差；圖1c為Turner模型，診斷為不積液的井為3口，積液井為20口，其中8口井出現(xiàn)診斷誤差。3個(gè)模型診斷結(jié)果的對(duì)比分析表明，Coleman模型的計(jì)算精度相對(duì)較高。

圖1 積液分析模型綜合診斷結(jié)果

2 氣井排液采氣工藝技術(shù)優(yōu)選圖版

根據(jù)新疆油田臨界攜液流量計(jì)算的Coleman模型和新疆油田排液采氣工藝的技術(shù)界限，繪制了如圖2所示的新疆油田排液采氣工藝技術(shù)優(yōu)選宏觀控制圖。

圖2 新疆油田氣井排液采氣工藝技術(shù)優(yōu)選宏觀控制圖

圖2中藍(lán)線為油管內(nèi)徑為?62.0 mm時(shí)的臨界攜液流量控制線，首先運(yùn)用Coleman模型計(jì)算油管內(nèi)徑為?62.0 mm時(shí)不同液氣比條件下的臨界攜液流量，然后根據(jù)不同液氣比及對(duì)應(yīng)的臨界攜液流量數(shù)據(jù)繪制而成。該線將圖版分為2個(gè)大的區(qū)域，氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在上部區(qū)域(Ⅰ區(qū))說明氣井能夠正常攜液生產(chǎn)，不需要采用任何排水采氣工藝，稱之為自流區(qū)；氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在下部區(qū)域說明氣井在油管內(nèi)徑為?62.0 mm時(shí)會(huì)出現(xiàn)井筒積液，必須及時(shí)采取一定的措施來降低積液對(duì)氣井的影響。

圖2中粉紅線為油管內(nèi)徑為?38.1 mm時(shí)臨界攜液流量控制線，該線的繪制方法與藍(lán)線類似。該線又可以將藍(lán)線的下部區(qū)域分為2個(gè)部分，氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在粉紅線以上，說明氣井油管內(nèi)徑更換為?38.1 mm后能夠正常攜液生產(chǎn)，氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在粉紅線以下，說明氣井油管內(nèi)徑更換?38.1 mm后仍然不能正常攜液生產(chǎn)。

如果氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在粉紅線以上，優(yōu)先考慮采用小直徑油管排水采氣工藝，但是該工藝的技術(shù)界限要求氣井產(chǎn)液量Ql<10 m3/d，因此，在圖版中增加了10 m3/d的流量控制線(紅線)作為小直徑油管排液采氣工藝應(yīng)用的邊界條件，與藍(lán)線和粉紅線組成了小直徑油管排液采氣區(qū)(Ⅱ區(qū))；若Ql≥10 m3/d時(shí)，根據(jù)前面排液采氣工藝的技術(shù)界限，在圖版中增加了25 m3/d的流量控制線，與藍(lán)線、粉紅線和紅線組成了泡沫排液采氣區(qū)(Ⅲ區(qū))。但是氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在泡沫排水采氣區(qū)時(shí)，要根據(jù)液態(tài)烴含量對(duì)排液采氣工藝進(jìn)行優(yōu)選。液態(tài)烴含量小于30%時(shí)選用泡沫排液采氣工藝，液態(tài)烴含量大于30%時(shí)選用柱塞氣舉。

如果氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在粉紅線以下，說明此時(shí)氣井自身能量明顯不足，應(yīng)該考慮采用氣舉排液采氣工藝。根據(jù)前面的技術(shù)界限，繪制了液氣比為10×10-4m3/m3的控制線(褐色線)，將此線作為柱塞氣舉和間歇?dú)馀e的分界線。該線與粉紅線及橫、縱坐標(biāo)軸組成了間歇?dú)馀e排液采氣區(qū)(Ⅳ區(qū))，與粉紅線、黃線及橫坐標(biāo)軸組成了柱塞氣舉排液采氣區(qū)(Ⅴ區(qū))。

當(dāng)Ql>25 m3/d時(shí)，由于產(chǎn)液量太高，柱塞氣舉排液采氣工藝已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)的需要，因此，可以將前面繪制的25 m3/d的流量控制線延長，形成由黃線、藍(lán)線組成的間歇?dú)馀e排液采氣區(qū)(Ⅵ區(qū))。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

應(yīng)用本文給出的優(yōu)選方法對(duì)新疆油田4口氣井進(jìn)行了排液采氣工藝的選擇，優(yōu)選結(jié)果見圖3，P5002、P5003和P5009井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在小直徑油管排液采氣區(qū)，滴西183井生產(chǎn)數(shù)據(jù)落在泡排區(qū)。根據(jù)優(yōu)選結(jié)果，現(xiàn)場對(duì)4口井進(jìn)行了排采試驗(yàn)。

圖3 新疆油田4口氣井排液采氣工藝技術(shù)優(yōu)選

對(duì)P5002、P5003、P5009井進(jìn)行了小直徑連續(xù)油管排液采氣現(xiàn)場試驗(yàn)。措施前后3口氣井的生產(chǎn)參數(shù)分析表明，3口井措施后比措施前油套壓差平均降低了1.80 MPa，平均增加可利用生產(chǎn)壓差1.67 MPa，平均增加日產(chǎn)液量0.33 t/d，無需再進(jìn)行排液措施，實(shí)現(xiàn)了低產(chǎn)氣井小產(chǎn)量穩(wěn)定帶液生產(chǎn)。按照地質(zhì)預(yù)測的停噴時(shí)間，將累計(jì)多產(chǎn)氣1 530.8×104m3，多產(chǎn)凝析油1 621.6 t。

滴西183井日產(chǎn)氣量為2×104m3/d左右，產(chǎn)油量為2～3 m3/d，產(chǎn)水為10～12 m3/d，產(chǎn)出液中，含水率達(dá)到87%左右，液態(tài)烴含量小于30%，因此，選用泡沫排水采氣工藝進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。

該井以出液量的4‰加入泡排劑，前6 h采用?3 mm油嘴通過分離器進(jìn)行點(diǎn)火外排，油壓、套壓分別為27.5、28.5 MPa，日產(chǎn)氣為1.7×104～2.0×104m3/d，無產(chǎn)出液，更換為?4 mm油嘴后，產(chǎn)氣量達(dá)到4×104m3/d左右，油壓、套壓為27.0、27.5 MPa，累計(jì)排液125.7 m3，更換為?5 mm油嘴排液155 h，累計(jì)排液358 m3，日排液穩(wěn)定在32 m3/d以上，油壓、套壓基本平穩(wěn)，日產(chǎn)氣基本穩(wěn)定在1.8×104～2.0×104m3/d，生產(chǎn)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，表明該井實(shí)施泡排工藝是有效的。

4 結(jié) 論

(1) 新疆油田氣井后期應(yīng)采用的排液采氣工藝為小直徑油管、泡排(液態(tài)烴含量小于30%)、柱塞氣舉和連續(xù)氣舉。

(2) 新疆油田氣井的積液診斷模型應(yīng)選用Coleman模型。

(3) 文中給出的方法能夠方便快捷地優(yōu)選氣井的排液采氣工藝，4口排采試驗(yàn)井的生產(chǎn)效果表明，該方法在新疆油田是切實(shí)可行的，按優(yōu)選工藝實(shí)施后氣井達(dá)到了穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)的目的。

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編輯 孟凡勤

20140924；改回日期：20141121

湖北省教育廳科技項(xiàng)目“產(chǎn)水氣井分類管理的開發(fā)模式研究”(Q20141303)

劉捷(1979-)，男講師，2001年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院石油工程專業(yè)，2011年畢業(yè)于長江大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，獲博士學(xué)位，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.01.034

TE375

A

1006-6535(2015)01-0141-03