川西凹陷須五非常規(guī)氣藏排采技術(shù)初探

袁 劍，黃萬書，張?jiān)粕?/p>

（1.中石化西南油氣分公司川西采氣廠，四川德陽(yáng)618000；2.中石化西南油氣分公司工程院，四川德陽(yáng)618000）

川西凹陷須五非常規(guī)氣藏排采技術(shù)初探

袁 劍*1，黃萬書2，張?jiān)粕?

（1.中石化西南油氣分公司川西采氣廠，四川德陽(yáng)618000；2.中石化西南油氣分公司工程院，四川德陽(yáng)618000）

與國(guó)外典型頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征對(duì)比，西南探區(qū)規(guī)模最大的頁(yè)巖氣川西凹陷須五非常規(guī)氣藏具有壓力更高、物性更差、脆性低、礦粘土含量更高、應(yīng)力差異系數(shù)更大等特點(diǎn)，開發(fā)難度較國(guó)外更大。根據(jù)前期試采特征分析，氣藏普遍產(chǎn)水且單井產(chǎn)水量較大，因此優(yōu)選排采工藝對(duì)提高頁(yè)巖氣開采水平有著重要的意義。通過分析目前常用排采工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，篩選出了三種采氣工藝并開展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。研究表明：氣井能量較為充足時(shí)，速度管柱配合泡排工藝可實(shí)現(xiàn)須五氣井連續(xù)帶液和穩(wěn)定生產(chǎn)；隨著產(chǎn)量壓力遞減，采用連續(xù)高壓氣舉排采工藝才能夠滿足須五水淹井排液需求。

須五；排采工藝；速度管柱；連續(xù)高壓氣舉

1 儲(chǔ)層概況

1.1 氣藏地質(zhì)特點(diǎn)

西南探區(qū)頁(yè)巖油氣主要包括陸相（川西須五段、須三段；川中資陽(yáng)須五、須三段；川北閬中侏羅系大二段、千二段）、海相（川南、川西南志留系龍馬溪組及寒武系九老洞組）兩個(gè)領(lǐng)域，集中表現(xiàn)出“分布廣泛、層位眾多、深淺不一、海陸兼有、資源巨大”的特征，其中川西凹陷須五段規(guī)模最大。

川西須五段氣藏埋深在3000m以上，地層厚度261～751.5m，含水飽和度均值34.6%，地壓梯度為0.0185～0.0190MPa/m，地溫梯度為2.13℃/100m，泥頁(yè)巖TOC為0.39%～16.33%，成熟度Ro為1.02～1.68，脆性礦物含量40%以上，粘土礦物以伊利石為主，局部見有一些微孔。孔隙度3.61%～5%，平均孔隙度4.26%，滲透率為0.0005～0.013md。

與國(guó)外典型頁(yè)巖氣藏儲(chǔ)層特征對(duì)比如表1所示，壓力更高、物性更差、脆性低、礦粘土含量更高、應(yīng)力差異系數(shù)更大等，比國(guó)外開發(fā)難度更大。

表1 川西凹陷須五與國(guó)外典型頁(yè)巖氣藏儲(chǔ)層特征對(duì)比

1.2 氣藏試采特征

目前須五氣藏累計(jì)投產(chǎn)氣井17口，其中水平井2口，直井15口。試采過程中氣井產(chǎn)量、壓力遞減快，油壓由初期26.18MPa降至4.99MPa，月平均遞減10.08MPa，遞減率達(dá)69.7%，平均產(chǎn)氣量由2.57↘0.72× 104m3/d，月平均遞減0.39×104m3；氣藏普遍產(chǎn)水，單井產(chǎn)水量較大，水氣比高，5口井返排結(jié)束的氣井日均產(chǎn)水22m3/d，平均水氣比62.77m3/104m3；井筒壓降梯度大，流壓梯度平均為0.46MPa回壓高，導(dǎo)致氣藏采收率降低。

須五頁(yè)巖氣藏普遍產(chǎn)水，生產(chǎn)中后期隨著壓力和產(chǎn)量的下降，氣井?dāng)y液能力有限，排水采氣問題將成為制約氣藏穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素，因此必須選擇經(jīng)濟(jì)有效的排采工藝對(duì)高效開發(fā)具有非常重大的意義。

2 須五氣藏排采工藝優(yōu)選

2.1 選擇原則

（1）采取控制生產(chǎn)壓差放噴排液方式，待井口壓力為零，放噴排液結(jié)束后，依據(jù)排采井的儲(chǔ)層特性、地層供液情況優(yōu)選合適的排采工藝；

（2）排采工藝方式主要有電潛泵、氣舉、泡沫排水采氣、優(yōu)選管柱（包括連續(xù)油管）、射流泵、機(jī)抽等方式。

2.2 工藝優(yōu)選

目前國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣排水采氣工藝適應(yīng)性情況如表2所示，根據(jù)各工藝應(yīng)用條件，結(jié)合須五氣藏工況條件與生產(chǎn)特征，須五氣藏適應(yīng)工藝泡排、連續(xù)油管、氣舉、電潛泵等。

表2 排水采氣該工藝適應(yīng)性

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與效果分析

3.1 連續(xù)泡排現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

開展泡排劑配伍性室內(nèi)實(shí)驗(yàn)情況如表3所示，結(jié)果表明：XH系列泡排劑具有更優(yōu)的起泡性能，XHY-4具有較強(qiáng)的攜液性能；緩蝕泡排劑XHY-7性能僅次于XHY-4。對(duì)XH系列泡排劑藥劑濃度優(yōu)選如圖1所示，藥劑最佳使用濃度為0.5%。

表3 不同泡排劑性能室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)泡排施工5口井，措施后產(chǎn)氣量平均增加0.02×104m3/d，產(chǎn)水無明顯增加，但生產(chǎn)更加平穩(wěn)；壓力遞減率降低5.1%，產(chǎn)量遞減率降低5.2%，產(chǎn)水量遞減降低6.83%。產(chǎn)能充足階段，泡排工藝有一定效果。

3.2 速度管柱現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

XHF-2井須五段試氣層分6段進(jìn)行了加砂壓裂測(cè)試，獲無阻流量為5.3995×104m3/d，產(chǎn)量和壓力遞減迅速。因此開展了速度管柱復(fù)合泡排排采工藝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將?60.3（50.8）mm CT80的連續(xù)油管下入原有?193.7mm生產(chǎn)套管中作為新的生產(chǎn)管柱，實(shí)際下入深度3255m。施工后通過連續(xù)油管生產(chǎn)，油壓上升3.21MPa，日產(chǎn)氣量提高0.4961×104m3/d，日產(chǎn)液量增加9.29m3/d，施工前后生產(chǎn)對(duì)比曲線如圖2所示。

圖1 XH系列泡排劑藥劑濃度優(yōu)選

圖2 XHF-2井速度管柱配合泡排排采工藝施工前后對(duì)比

速度管柱配合泡排工藝能提高排液能力，增產(chǎn)效果顯著，氣井壓力和產(chǎn)量遞減速率減緩，氣井能量較為充足時(shí)可實(shí)現(xiàn)須五氣井連續(xù)帶液和穩(wěn)定生產(chǎn)。

3.3 高壓氣舉現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

高壓氣舉工藝原理是將高壓天然氣向在環(huán)空或油管中注入，以天然氣的體積及其減壓后的膨脹體積占據(jù)井筒中的空間排替井內(nèi)液體，達(dá)到快速排液的目的。川西凹陷須五非常規(guī)氣藏先后進(jìn)行了鄰井高壓氣舉、車載壓縮機(jī)氣舉、CNG罐車高壓氣舉等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

XHF-1井采用鄰井X301井高壓氣源進(jìn)行氣舉，氣舉閥深度2010m，施工后排液效果較好，日產(chǎn)氣量提高0.32×104m3/d，日產(chǎn)液量有大幅增加，氣舉井施工前后生產(chǎn)情況對(duì)比如圖3所示，同時(shí)對(duì)舉升氣源井新301井壓力和產(chǎn)量影響不大。

圖3 氣舉井XHF-1措施前后生產(chǎn)情況對(duì)比

X3、X27、X28井水淹后實(shí)施車載壓縮機(jī)氣舉工藝，氣井均能復(fù)活，見效快但有效期短，平均只有10～20h。氣舉時(shí)，平均增產(chǎn)氣量0.54×104m3/d；經(jīng)濟(jì)效益差，日虧損9000元左右。其中X27井排氣壓力7.5MPa，日注氣量（2.9～3.3）×104m3。氣舉期間日產(chǎn)氣0.45×104m3/d，累計(jì)產(chǎn)氣11.4×104m3；累計(jì)排液732m3。氣井僅能依靠連續(xù)氣舉維持生產(chǎn)，停止氣舉后氣井水淹。

CNG罐車最大排氣壓力25MPa條件下，環(huán)空注入氣舉適應(yīng)條件為井筒液柱高度小于1700m，須五大多數(shù)氣井油套壓差普遍小于5MPa，滿足作業(yè)要求。該工藝對(duì)4口氣井實(shí)施8井次，但由于受到槽車容量、舉升壓降影響，槽車氣舉舉升時(shí)間平均僅19min，注氣量平均僅1600m3。排液維持時(shí)間平均僅3.3h。槽車氣舉后氣井產(chǎn)液量略有增加，僅X3井增加10m3；實(shí)施槽車氣舉后扣除注入氣量，日產(chǎn)量均下降0.09×104m3。

綜上所述，鄰井高壓氣舉工藝簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)，但對(duì)環(huán)境要求高，選井條件苛刻；車載壓縮氣舉工藝基本可行，但間歇?dú)馀e效果不佳，作業(yè)成本較高；槽車氣舉啟動(dòng)壓力不足，舉升能力有限，維持時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)效益差，不適合須五排液。連續(xù)高壓氣舉能滿足須五水淹井排液需求，如整體增壓氣舉等。

4 結(jié)論與建議

（1）氣井能量較為充足時(shí)，速度管柱配合泡排工藝可實(shí)現(xiàn)須五氣井連續(xù)帶液和穩(wěn)定生產(chǎn)，最大排水量不大于100m3/d，最大下入深度6248m，保證油套連通既可；

（2）隨著產(chǎn)量壓力遞減，采用連續(xù)高壓氣舉排采工藝才能夠滿足須五水淹井排液需求。

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TE37

B

1004-5716(2015)01-0059-04

2014-02-13

2014-02-14

袁劍（1982-），男（漢族），四川自貢人，工程師，現(xiàn)從事采油氣工藝方面的科研生產(chǎn)工作。