探測(cè)液面資料在蘇X氣田的應(yīng)用

馬遙

（西安石油大學(xué)，陜西西安710065）

探測(cè)液面資料在蘇X氣田的應(yīng)用

馬遙

（西安石油大學(xué)，陜西西安710065）

探測(cè)液面是氣田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中一項(xiàng)常規(guī)且重要的工作，目前在蘇X區(qū)塊主要應(yīng)用壓力計(jì)探測(cè)液面及回聲儀探測(cè)液面兩種測(cè)試方法。這兩種方法對(duì)于判斷油管及油套環(huán)空的積液程度及液面位置有很大應(yīng)用價(jià)值，這為氣田生產(chǎn)管理及科研工作提供可靠依據(jù)，達(dá)到科學(xué)、高效、合理開(kāi)發(fā)氣田的目的。

壓力計(jì)探測(cè)液面；回聲儀探測(cè)液面；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；排水采氣

蘇X氣田氣井產(chǎn)凝析液和地層水，隨著氣井生產(chǎn)延續(xù)，氣井必將經(jīng)歷低壓、低產(chǎn)下因攜液能力不足而積液的過(guò)程。積液井?dāng)?shù)逐年增多，積液降產(chǎn)是影響氣田穩(wěn)產(chǎn)的重要因素。積液位置的判斷是提高排水采氣效率的首要條件，判斷積液位置的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括壓力計(jì)探測(cè)液面及回聲儀探測(cè)液面，對(duì)于兩種方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)介紹，對(duì)于制定合理氣井管理制度，提高排水采氣能力都提供了直觀有效的認(rèn)識(shí)。

1 利用回聲儀探測(cè)液面確定氣井是否存在積液

1.1 回聲儀探測(cè)液面的原理

回聲儀探測(cè)液面的儀器采用了源于聲納的先進(jìn)聲學(xué)技術(shù)，能夠提供更高的測(cè)量深度、精度和疑難井檢測(cè)分析能力[1]。應(yīng)用安裝在井口上的聲波脈沖發(fā)聲器發(fā)出的聲波，沿油、套環(huán)形空間向井底傳播，遇到回音標(biāo)、油管接箍和液面等發(fā)生反射。反射波傳到井口被微音器所接收，并將反射脈沖轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、顯示和存儲(chǔ)等處理，測(cè)出聲波傳播速度和反射時(shí)間，即可測(cè)出聲源與反射物之間距離。目前在蘇X氣田中主要應(yīng)用于氣井的油套環(huán)空中來(lái)進(jìn)行液面探測(cè)，回聲儀由于其具有相對(duì)成本低，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)有效的測(cè)試方法。

1.2 利用回聲儀確定液面深度

回聲儀利用聲波反射原理，氣相與液相波形的差異來(lái)確定液面的所在位置[2，3]，再將單井的油套壓及儲(chǔ)層中深錄入，便可以計(jì)算出油套環(huán)空的液面位置深度。

聲速法：測(cè)出聲波反射時(shí)間，再根據(jù)聲速來(lái)計(jì)算液面位置：

式中：D－井口到液面的距離；T－聲波從發(fā)射到接收的時(shí)間；V－聲速。

但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，仍出現(xiàn)了無(wú)法測(cè)試到有效曲線的情況，這是由于油套環(huán)空中存在有泡排劑或者其他輔助排水采氣的藥劑，在測(cè)試中聲波遇這些物質(zhì)就會(huì)首先發(fā)生反射，此時(shí)探測(cè)出的就是假液面，無(wú)法深入真實(shí)的了解井底積液程度。所以利用回聲儀探測(cè)液面的條件是測(cè)試前3日內(nèi)不能對(duì)單井實(shí)施排水采氣等措施，此外對(duì)于套管封隔器未解封的氣井無(wú)法探測(cè)節(jié)流器以下積液，這也就局限了回聲儀測(cè)試法的應(yīng)用廣度。

2 利用壓力計(jì)探測(cè)液面確定氣井是否存在積液

2.1 壓力計(jì)探測(cè)液面的原理

利用電子壓力計(jì)進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)電子壓力計(jì)所測(cè)到的井內(nèi)壓力及壓力梯度數(shù)據(jù),可以計(jì)算出液面的位置。將壓力計(jì)下到預(yù)定的幾個(gè)深度，測(cè)出不同深度的壓力值，計(jì)算壓力梯度，根據(jù)壓力梯度值的變化確定氣液界面[4，5]。

圖1 蘇XX1壓力測(cè)試曲線資料

2.2 利用壓力計(jì)確定液面深度

將深度（m）做橫軸，壓力（MPa）為縱軸，做蘇XX1井的壓力梯度圖（見(jiàn)圖1，表1）。

表1 蘇XX1壓力測(cè)試資料

從蘇XX1井的壓力測(cè)試數(shù)據(jù)可以得到，在壓力梯度為0.050 MPa/100m時(shí)，該曲線顯示為純氣相段，而在壓力梯度為0.934 MPa/100m時(shí)，顯示為純液相段。兩段曲線的拐點(diǎn)處則為該井的氣液相分界面，也就是所需要的液面位置。

對(duì)蘇X地區(qū)選取了52口積液井進(jìn)行了壓力計(jì)探測(cè)液面測(cè)試（見(jiàn)表2），通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：氣井井筒內(nèi)壓力梯度在0～0.3 MPa/100m，一般判斷為氣體；壓力梯度大于0.3 MPa/100m，一般判斷為液體。但在實(shí)際應(yīng)用中，這種測(cè)試方法受節(jié)流器影響，只能判斷油管內(nèi)節(jié)流器以上是否積液。

表2 蘇X區(qū)塊52口井壓力計(jì)探測(cè)液面資料

表2 蘇X區(qū)塊52口井壓力計(jì)探測(cè)液面資料（續(xù)表）

3 利用探測(cè)液面資料輔助曲線分析

3.1 利用壓力計(jì)探測(cè)液面資料輔助分析

根據(jù)氣井生產(chǎn)曲線所反映的氣井動(dòng)態(tài)參數(shù)（氣量、套壓、油壓、生產(chǎn)時(shí)間）的變化來(lái)判斷氣井是否積液（見(jiàn)圖2）。井筒中的氣體流態(tài)受到節(jié)流器影響發(fā)生變化，節(jié)流器前、后是兩個(gè)不同的壓力系統(tǒng)。Py、P2為低壓系統(tǒng)，Pt、P1、Pwf為高壓系統(tǒng)。正常生產(chǎn)條件下，壓力、產(chǎn)量均為緩慢平穩(wěn)下降，當(dāng)井筒存在積液時(shí)，氣井壓力、產(chǎn)量表現(xiàn)出較大的變化。曲線只能定性判斷出氣井積液位置，無(wú)法判斷出積液量；所以需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)探測(cè)液面的資料數(shù)據(jù)來(lái)輔助定量判斷。

圖2 井筒壓力參數(shù)示意圖

根據(jù)井下節(jié)流器節(jié)流器入口壓力與產(chǎn)量的關(guān)系圖版可以看出，入口壓力與產(chǎn)量成正比。典型的積液癥狀有：產(chǎn)量波動(dòng)或下降相對(duì)較大、壓力波動(dòng)或上升、高壓不產(chǎn)氣、短期關(guān)井存在油套壓差。

在蘇XX2井生產(chǎn)過(guò)程中，于2015年11月冬季生產(chǎn)中出現(xiàn)了積液降產(chǎn)情況，平均套壓高達(dá)14.21 MPa，目前采取泡沫排水采氣措施輔助帶液，為了檢驗(yàn)措施效果，了解井底積液情況，于2016年8月對(duì)該井進(jìn)行了壓力計(jì)探測(cè)液面（見(jiàn)圖3），根據(jù)圖中兩段壓力梯度數(shù)據(jù)拐點(diǎn)得到，液面位置在1 380 m左右。

圖3 蘇XX2壓力計(jì)探測(cè)液面數(shù)據(jù)

蘇X區(qū)塊27口氣井（見(jiàn)表3）井口套壓平均值為10.32 MPa，液面深度平均值為1 100 m，對(duì)比可以看出，套壓的數(shù)值與液面位置存在明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)探測(cè)液面的數(shù)據(jù)對(duì)于氣井生產(chǎn)中曲線分析起到了支撐和輔助作用。

表3 蘇X區(qū)塊27口井壓力與探測(cè)液面數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

（1）回聲儀利用聲波反射原理，氣相與液相波形的差異來(lái)確定液面的所在位置，便可以計(jì)算出油套環(huán)空的液面位置深度。但油套環(huán)空中存在有泡排劑或者其他輔助排水采氣的藥劑，或者對(duì)于套管封隔器未解封的氣井無(wú)法探測(cè)節(jié)流器以下積液。

（2）氣井井筒內(nèi)壓力梯度在0～0.3 MPa/100m，一般判斷為氣體；壓力梯度大于0.3 MPa/100m，一般判斷為液體。但壓力計(jì)探測(cè)液面測(cè)試方法受節(jié)流器影響，只能判斷油管內(nèi)節(jié)流器以上是否積液。

（3）套壓的數(shù)值與壓力計(jì)探測(cè)液面測(cè)得液面位置存在明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。

［1］丁強(qiáng)國(guó)，申勇，姜居英，等.鋼絲探測(cè)液面工藝方法和液面計(jì)算方法的探究［J］.油氣井測(cè)試，2012，21（1）：70-78.

［2］趙春立，楊志，張正祖.氣井井筒積液及其高度研究［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，13（5）：93-96.

［3］常鵬，曹鵬亮，姚欣欣，李媛.井筒積液位置判識(shí)方法研究［J］.工程技術(shù)，2013，16（37）：181.

［4］李拉毛才旦，宋維春，楊喜彥，等.回聲液面探測(cè)儀在澀北氣田的應(yīng)用［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2014，8（1）：27-29.

［5］張洪.壓力計(jì)探測(cè)液面法討論［J］.油氣井測(cè)試，2003，12（5）：49-50.

TE931.1

A

1673-5285（2016）12-0058-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.12.015

2016－10-20