蘇里格氣田氣井生產(chǎn)后期管理對策研究

葉小闖，王曉明，蔣成銀，趙濤，王小佳

（中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗017300）

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蘇里格氣田氣井生產(chǎn)后期管理對策研究

葉小闖，王曉明，蔣成銀，趙濤，王小佳

（中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古烏審旗017300）

通過對蘇里格氣田氣井生產(chǎn)規(guī)律進行分析，針對氣井生產(chǎn)管理中存在的各種問題，進行系統(tǒng)的對策研究。從氣井分類管理、排水采氣、節(jié)流器打撈、生產(chǎn)制度優(yōu)化、儲層潛能挖潛等方面探索研究蘇里格氣田氣井生產(chǎn)后期如何進行科學高效地管理。通過實例分析等方式對管理思路的實用性進行了佐證，形成了適合于蘇里格氣田氣井生產(chǎn)后期有效的管理對策。

蘇里格氣田；氣井；后期；對策

蘇里格氣田地質(zhì)構(gòu)造隸屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部，是發(fā)育于上古生界碎屑巖系中的大型砂巖巖性圈閉氣藏。上古生界自下而上可以劃分為石炭系本溪組、二疊系太原組、山西組、下石盒子組、上石盒子組和石千峰組。蘇里格氣田的主力含氣層段為二疊系下石盒子組盒8段和山西組山1段河流-三角洲相砂巖儲層。鄂爾多斯盆地北部由東向西近南北向展布的4條河流-三角洲主砂體控制了整個氣田的分布。

1　氣井生產(chǎn)特征

1.1氣井壓力在開井初期快速下降，呈現(xiàn)出一個較為明顯的“拐點”

蘇里格氣田規(guī)模化開發(fā)以來，已投產(chǎn)氣井9 100余口，氣田大規(guī)模開發(fā)后的氣井生產(chǎn)時間最長的已經(jīng)超過10年，部分氣井已經(jīng)進入停產(chǎn)階段。為了弄清氣井的生產(chǎn)變化規(guī)律，分類對氣井的壓力下降、產(chǎn)量遞減等情況進行分析研究（見表1～表3）。

表1?、耦惥畨航登闆r表

從表1中可以看出，Ⅰ類井投產(chǎn)后在不到兩個月的時間里，壓力平均下降4.2MPa，速度很快。從表中的拐點值開始，壓力下降才慢慢平緩，從后續(xù)的跟蹤研究來看，若壓降速率從拐點處開始算，該類井的壓降速率均在0.03MPa/d以下，能滿足生產(chǎn)需求。

表2?、蝾惥畨航登闆r表

從表2中可以看出，Ⅱ類井和Ⅰ類井情況類似，在投產(chǎn)后約一個月的時間里，壓力平均下降5.4 MPa，壓降幅度更大、時間更短。

從表3中可以看出，Ⅲ類井投產(chǎn)后在不到一個月的時間里，壓力平均下降5.8 MPa，幅度最大、速度最快。從總體來看，部分Ⅲ類氣井在投產(chǎn)初期便難以正常生產(chǎn)，統(tǒng)計選井以能夠較長時間內(nèi)穩(wěn)定生產(chǎn)為基準。

綜上，可以看出，蘇里格氣田絕大多數(shù)氣井在開井生產(chǎn)后的一段時期，不論是哪類井，都有一個套壓快速下降的過程，呈現(xiàn)出一個較為明顯的“拐點”。

表3?、箢惥畨航登闆r表

1.2氣井壓降速率初期較大，然后逐漸變小

對典型區(qū)塊蘇X井區(qū)全部的氣井按不同類型進行分類分析，具體情況（見表4、圖1）。

表4　蘇X井區(qū)壓降速率表

圖1　蘇X井區(qū)壓降速率圖

從典型區(qū)塊的資料分析可以看出，各類氣井在投產(chǎn)初期壓降速率都明顯偏大，后期逐漸變小，圖1表現(xiàn)為各類井的壓降曲線初期都比較陡、斜率大，一定時期后變得平緩、斜率變小，達到允許的數(shù)值以內(nèi)。

2　氣井生產(chǎn)后期存在的問題

根據(jù)蘇里格氣田的開發(fā)規(guī)劃，最終蘇里格氣田的開發(fā)井數(shù)將達到近3萬口，隨著氣井生產(chǎn)時間的延長，氣井生產(chǎn)管理過程中的問題將不斷暴露出來，低產(chǎn)低壓氣井數(shù)量急劇增加，氣井排水采氣難度較大，給氣田經(jīng)濟有效開發(fā)和安全生產(chǎn)都帶來艱巨的挑戰(zhàn)［1-3］。

2.1低產(chǎn)低壓氣井數(shù)量不斷增多，生產(chǎn)管理難度增大

根據(jù)氣井歷年生產(chǎn)情況統(tǒng)計，氣井的平均壓力和產(chǎn)量逐年降低。氣井生產(chǎn)3年后，氣井套壓普遍降至10MPa以下，日產(chǎn)氣量小于0.8×104m3。氣井生產(chǎn)6年后，氣井套壓普遍降至7MPa以下，日產(chǎn)氣量小于0.5× 104m3。氣井生產(chǎn)9年后，氣井套壓普遍降至5MPa以下，日產(chǎn)氣量小于0.3×104m3，大多需要進行間歇開井或氣舉才能保持生產(chǎn)。

目前氣田投產(chǎn)的9 100余口氣井中，套壓小于5 MPa的氣井3 000余口，日產(chǎn)氣量小于0.5×104m3的氣井5 000余口，超過一半的氣井已經(jīng)進入低產(chǎn)低壓生產(chǎn)階段，這些氣井通常需要采取輔助措施才能正常生產(chǎn)，隨著生產(chǎn)時間的延長，低產(chǎn)低效氣井的井數(shù)還將不斷增加，管理的難度還將進一步增大。

2.2井間串接工藝造成井間生產(chǎn)干擾，影響氣井開井時率

井間串接工藝模式在生產(chǎn)建設(shè)過程起到了一定的積極作用，它不僅縮短了采氣管線長度，提高了采氣管網(wǎng)布置對滾動開發(fā)的適應(yīng)性，而且還能夠較大幅度節(jié)約采氣管線建設(shè)成本。但是隨著氣田的不斷深入開發(fā)以及氣井的生產(chǎn)差異，一些生產(chǎn)問題也不斷暴露出來。

（1）串接氣井生產(chǎn)存在一定的井間干擾，氣井壓力較高、產(chǎn)量較大的氣井對壓力較低、產(chǎn)量較小的氣井容易形成生產(chǎn)干擾，影響低產(chǎn)低壓氣井的正常生產(chǎn)。

（2）當干管氣量較大、集氣干管過細時，距離集氣站較遠的氣井井口回壓較高，冬季容易造成凍堵，而且常因回壓過高導(dǎo)致末端氣井開井難度較大，甚至無法開井。

（3）當干管氣量較小，集氣干管過粗時，管線中氣流速度較低，管線的攜液能力就較弱，易造成干管積液，甚至氣井凍堵。

（4）在氣井單井管線、集氣干管出現(xiàn)凍堵、動火等情況下，需要對整條干管及所轄單井管線全部進行關(guān)井放空，不僅造成氣量浪費，而且嚴重影響了開井時率。

2.3井下節(jié)流工藝影響排水采氣效果，打撈難度大

井下節(jié)流工藝的使用有效降低了井口回壓和地面管線運行壓力，降低地面工程投資，減少了油管、地面管線水合物堵塞幾率，降低了地面管線運行風險，是蘇里格氣田經(jīng)濟有效的核心技術(shù)。但是，隨著氣井生產(chǎn)進入低壓低產(chǎn)階段，氣井攜液能力不斷降低，部分氣井必須采取適當?shù)呐潘蓺獯胧┎拍軌蜻B續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，然而井下節(jié)流器的存在使得井筒流壓梯度測試無法開展，很難弄清井筒內(nèi)的實際生產(chǎn)流態(tài)，而且無法進行泡排棒（劑）的投注，嚴重影響這些氣井的排水采氣工作的開展，而且即使從油套環(huán)空成功進行泡排劑的加注，在氣泡通過節(jié)流器時，容易造成消泡，嚴重影響排水采氣的效果，因此必須打撈出井下節(jié)流器才能順利開展各項排水采氣工作。而氣井在井筒積液不斷增多的情況下，如果節(jié)流器上方已形成一定的積液，節(jié)流器的打撈難度也將隨之不斷增加，從而進一步影響排水采氣工作的開展。因此如何選擇合適的節(jié)流器打撈時機和開展有效的排水采氣工作將成為氣井后期生產(chǎn)管理的重要問題。

2.4氣井井數(shù)不斷增加，安全風險不斷增大

隨著氣井投產(chǎn)井數(shù)的不斷增加，出現(xiàn)節(jié)流器失效的概率也不斷增大，一旦節(jié)流器失效后井口截斷閥（或電磁閥）未能及時自動關(guān)閉，極易造成地面管線的超壓、導(dǎo)致集氣站設(shè)備超壓、甚至把大量壓裂砂等雜質(zhì)帶入地面管線和集氣站內(nèi)，破壞管線及設(shè)備，大大地增加了生產(chǎn)安全風險。

3　氣井生產(chǎn)管理對策

3.1氣井分類管理

蘇里格氣田生產(chǎn)管理的時期主要分為夏秋和冬春兩個時期。其中冬季生產(chǎn)管理是蘇里格氣田管理難度最大的季節(jié)，工作的實質(zhì)就是防凍防堵以及凍堵后的解堵工作；夏季生產(chǎn)管理就是做好氣井的排水采氣工作。蘇里格氣田生產(chǎn)管理的階段主要分為高壓高產(chǎn)和低壓低產(chǎn)兩個階段。其中高壓高產(chǎn)氣井主要是降壓生產(chǎn)，低壓低產(chǎn)氣井主要是通過泡排等措施提高氣井的累積采出氣量［4］。

隨著投產(chǎn)氣井井數(shù)的迅速增加，氣井管理的難度不斷增大，“一井一法”的管理方法肯定是無法適應(yīng)蘇里格氣田的開發(fā)管理，因此推薦采取“分區(qū)分治、一類一法”的管理方法。首先根據(jù)每個區(qū)塊不同的生產(chǎn)特點及氣藏情況，分別制定大的管理方針“分區(qū)分治”，再進一步將區(qū)塊內(nèi)的氣井分成不同的類別，采取“一類一法”的方式進行管理，不僅可以提高氣井的管理水平，而且可以提高氣井的管理效率，減少不必要的人力、物力。

3.2節(jié)流器合理打撈時機的確定

井下節(jié)流器在氣井高壓生產(chǎn)階段能起到節(jié)流降壓的作用，為氣田的低壓模式生產(chǎn)提供了關(guān)鍵作用，但是在氣井進入低壓低產(chǎn)階段后，井下節(jié)流器便成為氣井排水采氣工作的一道障礙。因此如何合理把握氣井井下節(jié)流器的打撈時機，便成為氣井生產(chǎn)管理以及排水采氣工作的重點。

夏季井口油壓為3.0 MPa左右，按照節(jié)流器下深1 800m計算，井下節(jié)流器出口處的壓力約為4.0MPa，如果要達到臨界流速，節(jié)流器入口端的壓力必須達到8.0MPa以上，此時折算到井口套壓應(yīng)該是6.0MPa以上，因此當夏季生產(chǎn)時如果井口套壓低于6.0MPa，井下節(jié)流器的出口處的流速便無法達到臨界流速，節(jié)流器的穩(wěn)產(chǎn)作用以及攜液能力都將大幅下降。因此認為套壓低于6.0MPa應(yīng)該作為節(jié)流器打撈的最低壓力（見圖2）。

圖2　節(jié)流器流量隨壓力比的變化圖

如果氣井產(chǎn)液量較大，則可以通過流壓測試、關(guān)井油套壓差等措施及時發(fā)現(xiàn)節(jié)流器上方是否存在積液，當發(fā)現(xiàn)節(jié)流器上方積液達到200m左右時，說明氣井攜液能力不足，井筒積液，應(yīng)立即組織進行節(jié)流器打撈，否則等到節(jié)流器上方積液過多時，節(jié)流器打撈將會比較困難。當液柱超過200 m時，積液對節(jié)流器的壓力將超過600 kg，加上節(jié)流器上行的摩擦阻力以及井下打撈工具的自重，將會超過鋼絲作業(yè)強度（700 kg～1 000 kg），造成節(jié)流器打撈困難。

3.3優(yōu)選合理的排水采氣工藝

目前蘇里格氣田開展的排水采氣工藝措施［5］主要包括連續(xù)油管、柱塞氣舉、壓縮機氣舉、制氮車氣舉、氣舉閥、泡排劑（棒）排水采氣等。如何正確選擇合理的排水采氣工藝，將是氣井低壓低產(chǎn)階段生產(chǎn)管理的重要工作。

通過蘇D等200余口井上的速度管柱試驗對比，速度管柱的試驗效果比較明顯，單井日均可增產(chǎn)0.2× 104m3（由0.5×104m3上升到0.7×104m3），生產(chǎn)更加平穩(wěn)。速度管柱內(nèi)流體的流速增加，氣井攜液能力得到了較大的提升，雖然一次性投入相對較高，但增產(chǎn)效果較好且持續(xù)時間長，對氣量大于0.5×104m3/d的氣井具有較好的推廣價值。

通過在蘇E等400余口井上的柱塞氣舉試驗對比，單井日均可增產(chǎn)氣量0.15×104m3（由0.45×104m3上升到0.6×104m3），柱塞氣舉工藝對日產(chǎn)氣量0.2×104m3～1.2×104m3的氣井均有效，相對于其他排水采氣工藝措施，柱塞氣舉對日產(chǎn)0.2×104m3～0.5×104m3的低產(chǎn)氣井具有更好的適應(yīng)性。

通過各種實驗對比，泡沫排水采氣的適應(yīng)性最強，對所有氣量且井筒積液不是很嚴重的氣井均有效，但是需要每3 d～7 d進行一次井口加注，工作量較大。對氣量小于0.2×104m3/d且井筒積液嚴重的氣井，必須采取壓縮機氣舉或氮氣氣舉將井筒積液排出后并輔以其他排水采氣工藝措施才能保證氣井正常生產(chǎn)。

3.4氣井生產(chǎn)制度優(yōu)化

3.4.1高產(chǎn)氣井，優(yōu)化配產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)對于氣井產(chǎn)氣量在5 000 m3/d以上，關(guān)井油套壓差小于2 MPa，可依靠自身能量連續(xù)攜液生產(chǎn)的氣井，可通過優(yōu)化配產(chǎn)，控制壓降速率，確保氣井長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

3.4.2小產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)氣井配合適當?shù)呐潘蓺獯胧?，保證氣井連續(xù)生產(chǎn)對于氣井產(chǎn)量在1 000 m3/d～5 000m3/d，但是可依靠自身能量連續(xù)生產(chǎn)的氣井，需主動采取排水采氣，輔助氣井積極攜液生產(chǎn)，防止氣井發(fā)生水淹，延長氣井的連續(xù)生產(chǎn)時間。

3.4.3間歇生產(chǎn)氣井，遠程自動開關(guān)對于氣井產(chǎn)量在1 000 m3/d～5 000 m3/d，間歇產(chǎn)液，生產(chǎn)不穩(wěn)定的氣井，可利用遠程自動開關(guān)井技術(shù)：當井口壓力達到某個設(shè)定值時氣井自動開井生產(chǎn)，當套壓低于某個設(shè)定值時自動關(guān)井，從而實現(xiàn)氣井的遠程自動開關(guān)井，真正實現(xiàn)氣井的數(shù)字化管理，提高氣井的管理效率。

3.4.4產(chǎn)能極低氣井，常關(guān)短開對于氣井產(chǎn)氣量小于1 000m3/d，產(chǎn)能極差，不能連續(xù)生產(chǎn)甚至短期關(guān)井后仍無法連續(xù)生產(chǎn)的氣井，建議采用常關(guān)短開制度，或者暫時放置，待具備更好開發(fā)技術(shù)的時候再進行開啟。有效配置目前緊缺的人力、物力資源。

3.5加強氣井安全生產(chǎn)管理

對于氣井安全生產(chǎn)起“保護神”作用的進口緊急截斷閥（或電磁閥），要定期進行現(xiàn)場關(guān)斷校驗，確保管線一旦出現(xiàn)超壓、欠壓情況下能夠切實起到關(guān)斷保護作用，當好安全生產(chǎn)的“保護神”。

4　儲層產(chǎn)能挖潛

4.1補孔找層，挖潛未動儲層的潛能

通過對測井資料的再次查看和分析，對尚有開發(fā)潛力的未動用層位進行補射孔，通過補孔壓裂挖潛未動用儲層的產(chǎn)能。通過對蘇F等20余口井進行補層射孔，取得了預(yù)期的效果，使氣井煥發(fā)出新的活力，有效地延長了氣井的生命周期，提高了氣井的最終采收率。

4.2二次壓裂，挖潛新的能力

針對部分測井解釋結(jié)果較好，但是生產(chǎn)情況不好的氣井，可通過對測井資料和壓裂效果的再次分析，評價測井解釋結(jié)論及儲層改造效果。對儲層改造效果不好的優(yōu)質(zhì)儲層，可以進行二次改造，充分挖潛氣井的潛在產(chǎn)能。

4.3開窗側(cè)鉆，尋找新的儲層

對于沒有儲層挖潛潛力且產(chǎn)能極低的氣井，可通過地震資料分析，查找氣井周圍是否具有有效儲層，對周圍具有較好儲層的產(chǎn)能極低氣井可以開展開窗側(cè)鉆作業(yè)，充分利用目前現(xiàn)有井筒資源，通過打定向井實現(xiàn)周邊儲層的開發(fā)，達到氣田經(jīng)濟高效開發(fā)的目的。

4.4及時廢棄無氣量井，降低運行成本

對于產(chǎn)能極低、排水采氣無效果、沒有儲層挖潛潛力、周圍也沒有較好儲層的氣井，可通過科學的氣井廢棄制度，及時進行廢棄處理，減少對無氣量井的運行管理，有效降低開發(fā)管理成本，達到經(jīng)濟高效開發(fā)的目的。

5　結(jié)語

通過對蘇里格氣田氣井生產(chǎn)規(guī)律進行分析，針對氣井生產(chǎn)管理中存在的各種問題，進行系統(tǒng)的對策分析研究，形成了適合于蘇里格氣田氣井生產(chǎn)后期有效的管理對策。

（1）蘇里格氣田絕大多數(shù)氣井均呈現(xiàn)出開井初期壓降較大，之后壓降速率逐漸變小，呈現(xiàn)出一個較為明顯的“拐點”。

（2）采取“分區(qū)分治、一類一法”的管理方法，可以提高氣井的開發(fā)管理水平，提高氣井的管理效率。

（3）氣井套壓低于6.0 MPa、井筒節(jié)流器上方積液達到200 m，作為節(jié)流器打撈的最佳時機，可使節(jié)流器作用充分發(fā)揮并提高打撈的成功率。

（4）采用查層補孔、二次壓裂、開窗側(cè)鉆等方法在現(xiàn)有井筒工藝基礎(chǔ)上充分挖潛儲層產(chǎn)能，提高儲層的采出程度。

［1］張明文，宋芝伊.開采末期氣田（氣井）挖潛技術(shù)措施及生產(chǎn)技術(shù)管理方法探索［J］.新疆石油天然氣，2008，4（8）：137-140.

［2］張嘯楓，唐俊偉，位云生，等.蘇里格氣田單井生產(chǎn)動態(tài)分析與管理［J］.西南石油大學學報（自然科學版），2009，31（3）：110-114.

［3］李軍，梅明華，史福軍.低產(chǎn)氣井配套工藝措施精細管理技術(shù)［J］.石油化工應(yīng)用，2010，29（9）：29-33.

［4］劉占良，石萬里，孫振，等.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在氣井管理及動態(tài)預(yù)測中的應(yīng)用［J］.天然氣工業(yè)，2011，34（11）：62-65.

［5］梅明華，田喜軍，劉淑哲，等.積液氣井排水采氣工藝優(yōu)化研究［J］.石油化工應(yīng)用，2012，31（8）：97-99.

Study on the counterm easures of the late stagem anagem ent of gaswell production in Sulige gasfield

YE Xiaochuang，WANG Xiaoming，JIANG Chengyin，ZHAO Tao，WANG Xiaojia
（Gas Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Wushenqi Neimenggu 017300，China）

Through the analysis of the Sulige gasfield production law，aiming at the problems existing in gas well production management，a systematic research was carried out.Carry out scientific and efficient management of Sulige gasfield production from well classification management，drainage gas recovery，tapping the potential of reservoir etc.By the way of example analysis ofmanagement idea has carried on the evidence，formed suitable for Sulige gasfield in the late production period of gas well and effectivemanagement countermeasures.

Sulige gasfield；gaswell；late stage；countermeasures

TE377

A

1673-5285（2016）07-0058-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.07.014

2016－06-16

葉小闖，男（1984-），工程師，碩士，現(xiàn)在長慶油田第三采氣廠從事天然氣開發(fā)管理工作，郵箱：yxc1_cq@petrochina.com.cn。