致密油水平井泡沫油產(chǎn)生規(guī)律及控制方法研究

趙志強(qiáng)（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

泡沫油現(xiàn)象最早在加拿大和委內(nèi)瑞拉幾個稠油區(qū)塊被發(fā)現(xiàn)，在油藏的稠油溶解氣驅(qū)過程中，顯示出較高的產(chǎn)量和一次采收率，在這些油田收集的井口油樣呈現(xiàn)出一種油相連續(xù)的泡沫狀態(tài)，這些油樣就像巧克力奶油一樣，包含了大量的氣泡，而且這些氣泡非常穩(wěn)定，在敞開的容器中可以保持幾個小時到幾十個小時，其中真正的原油不足油氣總體積的20%[1]。

A 區(qū)塊致密油水平井自2013 年投產(chǎn)，目前共有抽油機(jī)井10 口。下泵生產(chǎn)后，始終按照“高于飽和壓力”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行流壓控制，但生產(chǎn)14 個月左右，部分井出現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)相矛盾問題。通過驗(yàn)證證明了泡沫油的存在，為保證致密油高效開發(fā)，需要對泡沫油產(chǎn)生規(guī)律與界限，泡沫油產(chǎn)生后流壓控制方法開展研究[2]。

1 驗(yàn)證存在泡沫油

為了證明井筒內(nèi)存在泡沫油，通過現(xiàn)場取樣、測壓、洗井、調(diào)整防沖距等方法進(jìn)行驗(yàn)證。

對A-P116 井現(xiàn)場取樣，取出油樣為泡沫狀，脫氣后，體積僅余1/3。同時對A 區(qū)塊氣大、高液面、低泵效的其他5 口井進(jìn)行了現(xiàn)場取樣，泵況正常，取樣均為泡沫狀。A 區(qū)塊5 口井取樣情況見表1。

以100 m 為步長，開展2 口井不同深度井筒壓力測試試驗(yàn)，結(jié)果表明筒內(nèi)混合液密度最大僅為0.48 g/cm3，遠(yuǎn)小于計算密度。

表1 A 區(qū)塊5 口井取樣情況

以A-P116 井為例，洗井前憋泵45 min 壓力由0.6 MPa 上升到3.6 MPa，穩(wěn)壓15 min，壓力不降。雖然起壓較慢，但管柱不漏。再進(jìn)行洗井處理，量油情況表明，洗井后產(chǎn)量初期較高，后期下降，證明泵況正常，初期由于含水高，產(chǎn)量高，后期含水下降，泡沫油影響導(dǎo)致泵效下降。

通過以上取樣、壓力測試、洗井等手段綜合判斷，證明致密油水平井井筒中存在泡沫油。

2 泡沫油產(chǎn)生規(guī)律及界限

調(diào)研表明，天然能量開發(fā)的高飽和壓力、高氣油比的油藏，在開采過程中存在初期建產(chǎn)、快速遞減、減速遞減、緩慢遞減四個階段。通過分析A 區(qū)塊水平井產(chǎn)能遞減情況，認(rèn)為該區(qū)塊已處于“彈性+溶解氣驅(qū)”的遞減階段。

通過統(tǒng)計分析A 區(qū)塊先期出現(xiàn)泡沫油7 口井的產(chǎn)量、遞減率、動液面、泵效等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，總結(jié)得出泡沫油出現(xiàn)在“彈性+溶解氣驅(qū)”階段，月遞減率出現(xiàn)負(fù)值的判斷方法以A-P112 井為例生產(chǎn)曲線見圖1。

圖1 A-P112 井生產(chǎn)曲線

依據(jù)上述方法對A 區(qū)水平井生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場功圖、液面、測壓等數(shù)據(jù)，分析認(rèn)為A 區(qū)4 口井出現(xiàn)泡沫油，生產(chǎn)情況見表2。

表2 A 區(qū)塊產(chǎn)生泡沫油時生產(chǎn)情況

3 泡沫油井流壓控制方法及效果

調(diào)研表明，泡沫油衰竭開發(fā)的完整過程分為3個階段：第一階段油藏壓力大于飽和壓力的單相流階段；第二階段油藏壓力處于泡點(diǎn)和擬泡點(diǎn)壓力之間的泡沫油流階段；第三階段油藏壓力低于擬泡點(diǎn)壓力的氣竄流階段。通過綜合分析A 區(qū)塊水平井各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，認(rèn)為該區(qū)塊油井處于泡沫油流階段[3]。

在泡沫油流階段，當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆抵翑M泡點(diǎn)壓力之前，為溶解氣驅(qū)階段，在溶解氣驅(qū)過程中，氣泡的生長有利于對油相的驅(qū)替，隨著流壓下降，分散氣泡逐漸發(fā)生合并形成連續(xù)氣相，由于大于原油流速從而發(fā)生氣竄，最終導(dǎo)致產(chǎn)量急劇下降。

為了提高水平井最終采出程度，泡沫油階段流壓控制方法應(yīng)為控制生產(chǎn)參數(shù)，延遲到達(dá)擬泡點(diǎn)壓力時間，主要措施有兩方面：第一方面調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)；第二方面間歇生產(chǎn)[4]。

1）2016 年制定了調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)、換小泵等提高流壓，緩解氣影響措施，共調(diào)整11 井次。根據(jù)實(shí)測壓力折算井筒內(nèi)混合液密度計算，調(diào)后初期平均流壓從調(diào)整前6.3 MPa 升至6.9 MPa，升高0.6 MPa。

從產(chǎn)量遞減看，調(diào)參后3 個月平均遞減率從19.5%降至9.9%，見到了較好調(diào)整效果。同時調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)大幅度降低了抽油機(jī)能耗，統(tǒng)計調(diào)整前后，平均單井日耗電由135 kWh 下降到92 kWh，當(dāng)年累積節(jié)電12.77×104kWh。

2）為了進(jìn)一步摸索提高流壓與產(chǎn)量變化之間的關(guān)系，選擇下入直讀壓力計井A-P119 井進(jìn)行關(guān)井恢復(fù)壓力試驗(yàn)。關(guān)井29 天后，井底流壓從5.2 MPa 上升至9.6 MPa，日產(chǎn)液從11.7 t 升至39.0 t，經(jīng)過84 天后，壓力與產(chǎn)量恢復(fù)至關(guān)井前水平，統(tǒng)計產(chǎn)量大于關(guān)井前的有效時間段內(nèi)累積產(chǎn)液量1 356 t，較不關(guān)井的累積產(chǎn)液量1 059 t 增加297 t，同時增加產(chǎn)油223 t。統(tǒng)計關(guān)井29 天，累積節(jié)約抽油機(jī)能耗0.310 3×104kWh，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)價值[5]。

4 結(jié)論與認(rèn)識

1）通過統(tǒng)計分析泡沫油井產(chǎn)液、功圖、遞減率等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，給出“彈性+溶解氣驅(qū)”階段，月遞減率出現(xiàn)負(fù)值時出現(xiàn)泡沫油的界限，為即將出現(xiàn)泡沫油井提前采取預(yù)防措施提供技術(shù)指導(dǎo)。

2）通過分析泡沫油井不同流壓下對應(yīng)的產(chǎn)量、遞減率及泡沫油體積變化規(guī)律，給出了泡沫油井流壓控制方法。為延緩產(chǎn)量遞減，保證高效舉升提供技術(shù)指導(dǎo)。

3）調(diào)小參、換小泵、間抽關(guān)井等提高流壓措施，能夠緩解產(chǎn)量遞減，提高采出程度，大幅度降低了抽油機(jī)能耗，有利于致密油水平井高效開發(fā)。