長(zhǎng)嶺高含CO2底水氣藏氣舉排水技術(shù)研究與應(yīng)用

李文英

（中國(guó)石油吉林油田公司油氣工程研究院 吉林松原 138000）

在氣井開采過程中，常常由于井底積液導(dǎo)致產(chǎn)量遞減，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致氣井停噴關(guān)井，造成重大損失。吉林油田長(zhǎng)嶺氣田營(yíng)城組于2007年投入開發(fā)，是典型的高含CO2、底水氣藏。目前該區(qū)塊共有生產(chǎn)氣井20口，產(chǎn)出氣中平均CO2含量達(dá)到23%。隨著氣藏的逐步開采，氣井積液?jiǎn)栴}日益突出，由于產(chǎn)液量大且存在CO2腐蝕問題，使排液難度加大，影響氣田的開發(fā)。因此，選擇合適的排水技術(shù)，具有十分重要的意義。

1 營(yíng)城組氣井井筒產(chǎn)液積液認(rèn)識(shí)

氣井生產(chǎn)時(shí)通常會(huì)產(chǎn)出一些液體，這些液體主要來(lái)源有3種情況[1]：①地層中的自由水、凝析液；②井筒溫度、壓力降低后從天然氣中凝析出的凝析液；③外來(lái)工作液。正常生產(chǎn)時(shí)，氣井中液體通常是以液滴的形式分布在氣相中。當(dāng)氣相提供的能量不能使井筒中的液體連續(xù)流出井口時(shí)，就會(huì)在井底形成積液。

2 排水采氣技術(shù)對(duì)策

2.1 技術(shù)難點(diǎn)

營(yíng)城組屬于國(guó)內(nèi)罕見的高含CO2氣藏，腐蝕環(huán)境惡劣，常規(guī)排水采氣配套設(shè)備抗腐蝕性能較差，采用封隔器完井，泡排、氣舉等常規(guī)排水技術(shù)應(yīng)用受限。

2.2 排水技術(shù)適應(yīng)性分析

通過分析營(yíng)城組產(chǎn)液井存在的問題，對(duì)常用的排液工藝進(jìn)行適用性分析。

綜合對(duì)比以上論證結(jié)果，確定營(yíng)城組氣井采用高等級(jí)連續(xù)油管氣舉排水工藝。

表1 營(yíng)城組氣井常用排液工藝適用性分析

2.3 排水技術(shù)對(duì)策研究

（1）氣井遞減初期，形成了以放噴和間歇?dú)馀e為主的助排措施優(yōu)選方法。氣井遞減初期，出現(xiàn)“不排水不出氣，越排水越出水”的特征，無(wú)法長(zhǎng)期連續(xù)排液生產(chǎn)，該階段可充分利用地層壓力，短期恢復(fù)氣井排液能力，重新建立生產(chǎn)壓差，恢復(fù)攜液能力，井筒積液排出后，生產(chǎn)壓差變大，存在底水錐進(jìn)加快風(fēng)險(xiǎn)。 針對(duì)長(zhǎng)嶺高含CO2氣藏氣井采用永久式封隔器完井，間歇?dú)馀e未能復(fù)活，設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有管柱進(jìn)行連續(xù)氣舉。設(shè)計(jì)正循環(huán)氣舉方式，環(huán)空注氣，油管排水采氣，封隔器上沖孔或打開滑套，預(yù)測(cè)地面最低注氣壓力15.5MPa。

（2）氣井遞減期中后期及水淹井，開展高等級(jí)速度管柱+連續(xù)氣舉試驗(yàn)。遞減中后期，氣井自身攜液能力難以恢復(fù)，需要連續(xù)助排延長(zhǎng)生命周期，考慮氣井高含CO2、封隔器完井等難點(diǎn)，結(jié)合各工藝適應(yīng)條件，優(yōu)選高等級(jí)速度管柱+連續(xù)氣舉排水采氣技術(shù)。結(jié)合氣藏排水需求和氣井?dāng)y液能力分析，選擇邊部位長(zhǎng)深A(yù)井開展高等級(jí)速度管柱排水試驗(yàn)，完成長(zhǎng)深A(yù)井高等級(jí)速度管柱排水采氣設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)已開展實(shí)施。

2.4 速度管柱氣舉排水工藝設(shè)計(jì)

由于營(yíng)城組氣井采用封隔器管柱完井方式，沒有排液循環(huán)通道，無(wú)法連續(xù)氣舉，為了提供氣井助排循環(huán)通道，驗(yàn)證速度管柱攜液能力，開展高等級(jí)速度管柱排水試驗(yàn)。

2．4．1 管柱設(shè)計(jì)

通過管柱攜液能力分析、室內(nèi)腐蝕試驗(yàn)及管柱強(qiáng)度計(jì)算，評(píng)價(jià)篩選出1-1/2″管柱2205雙向不銹鋼材質(zhì)連續(xù)油管。①堵塞器回收花管，底部帶有磁力吸附；②試片托筒，聚四氟試片固定支架，雙向限位，試片50×10×3；③壓力計(jì)托筒，壓力計(jì)直徑22mm，雙向限位。

2．4．2 氣舉參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）舉升壓力設(shè)計(jì)：通過井筒多相流軟件對(duì)該井不同產(chǎn)氣量和不同產(chǎn)液量下的管攜流壓進(jìn)行計(jì)算，注氣壓力隨日產(chǎn)水量增加而增大，根據(jù)長(zhǎng)深A(yù)井產(chǎn)水量情況，設(shè)計(jì)地面氣源注氣壓力應(yīng)＞20MPa。

（2）氣舉方式設(shè)計(jì)：通過計(jì)算，正循環(huán)氣舉比反循環(huán)氣舉所需注氣壓力高2～3MPa，且隨產(chǎn)液量升高而需要更高注氣壓力，為了降低地面施工難度，設(shè)計(jì)采用反循環(huán)。通過地面建壓縮機(jī)進(jìn)行連續(xù)氣舉排液，初期氣舉啟動(dòng)使用凈化站管網(wǎng)凈化氣作為氣舉氣源，后期使用本井自產(chǎn)氣作為氣舉氣源，實(shí)現(xiàn)連續(xù)氣舉：①壓縮機(jī)性能要求：工作壓力可達(dá)到25MPa；排氣量為3～5×104m3/d；供電功率約為240kW；②配套設(shè)備：配套多功能分離器、排污罐、變壓器，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需求。

長(zhǎng)深A(yù)井為典型的“不排水不出氣，越排水越出水”類型氣井，結(jié)合自身排水效果和臨井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)情況，整體評(píng)價(jià)長(zhǎng)深A(yù)井高等級(jí)速度管柱+連續(xù)氣舉的排水效果。

表2 氣舉注氣壓力預(yù)測(cè)

3 應(yīng)用效果

長(zhǎng)深A(yù)井處于單獨(dú)火山體，巖性較為單一，不存在明顯隔夾層，縱向高導(dǎo)裂縫，裂縫滲透性好，是初期高產(chǎn)的重要滲流通道，同時(shí)裂縫溝通底水也是水侵的主要原因，因此不具備堵水條件。長(zhǎng)深A(yù)井水體大，單井水體倍數(shù)高達(dá)36.3，目前水淹停井，需要連續(xù)排液才能實(shí)現(xiàn)復(fù)產(chǎn)，參照威遠(yuǎn)氣田的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開展高等級(jí)速度管柱加連續(xù)氣舉排水方案。

井下管柱設(shè)計(jì)方面，氣舉排水需建立井下通道，通過設(shè)計(jì)采用不動(dòng)管柱、下入高等級(jí)速度管柱氣舉方式實(shí)施排水采氣。第一階段：井筒及近井地帶排水，產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量較低，不能連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)；第二階段：井筒及近井地帶水排出后，逐漸形成氣液連續(xù)相，氣量升高且可穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)；第三階段：注氣壓力提高后氣井產(chǎn)液升高，氣量隨之升高。

4 結(jié) 論

（1）對(duì)于營(yíng)城組目前投產(chǎn)的20口氣井，通過礦化度分析可知，營(yíng)城組4口氣井產(chǎn)水來(lái)源為凝析水、16口井產(chǎn)水來(lái)源為地層水，其中11口井產(chǎn)液量逐漸增加。

（2）氣井遞減初期，出現(xiàn)“不排水不出氣，越排水越出水”的特征，無(wú)法長(zhǎng)期連續(xù)排液生產(chǎn)，該階段可充分利用地層壓力，短期恢復(fù)氣井排液能力，重新建立生產(chǎn)壓差，恢復(fù)攜液能力，井筒積液排出后生產(chǎn)壓差變大，存在底水錐進(jìn)加快風(fēng)險(xiǎn)。

（3）遞減中后期，氣井自身攜液能力難以恢復(fù)，需要連續(xù)助排延長(zhǎng)生命周期，考慮氣井高含CO2、封隔器完井等難點(diǎn)，結(jié)合各工藝適應(yīng)條件，優(yōu)選高等級(jí)速度管柱+連續(xù)氣舉排水采氣技術(shù)。

（4）長(zhǎng)深A(yù)井為典型的“不排水不出氣，越排水越出水”類型氣井，結(jié)合自身排水效果和臨井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)情況，長(zhǎng)深A(yù)井通過高等級(jí)速度管柱+連續(xù)氣舉的排水，水淹井復(fù)產(chǎn)，基本實(shí)現(xiàn)工程目的。