負壓采氣技術(shù)在大牛地氣田的應用

陳宇

【摘?要】大牛地氣田大28井區(qū)氣井主要為水平井開發(fā)，整體表現(xiàn)為低壓低產(chǎn)、高水氣比等生產(chǎn)特征，自身攜液困難，需頻繁放空維持生產(chǎn)，目前主要以泡排、速度管為主要排水工藝，但仍不能較好解決氣井排液問題。選取氣井有一定產(chǎn)能，但滿足不了臨界攜液流量、需定期降壓帶液的氣井DPX井開展了井口負壓采氣試驗，試驗過程中密切跟蹤生產(chǎn)情況，調(diào)整負壓設(shè)備工況參數(shù)，并不斷優(yōu)化生產(chǎn)制度，有效杜絕了氣井頻繁放空的問題，實現(xiàn)了氣井滿時率生產(chǎn)。DPX井日均增產(chǎn)3000方，增產(chǎn)率62.5%，綜合評價試驗取得成功，增產(chǎn)效果明顯，達到了較好的試驗目的，意味著技術(shù)引進取得了一定突破，也給大28井區(qū)低效井、關(guān)停井的治理提供了新的思路。

【關(guān)鍵詞】混輸泵;低壓低產(chǎn)井;氣井排液;井口負壓采氣;現(xiàn)場應用

鄂爾多斯盆地大牛地氣田屬于“低壓、低產(chǎn)、低孔、低滲”氣田，動態(tài)資料顯示氣田經(jīng)過多年開發(fā)，地層壓力逐漸下降。由于氣田外輸條件的客觀限制，氣田天然氣的外輸壓力要求較高（不低于4.5MPa），目前約有30%的氣井壓力在5.0MPa，接近管網(wǎng)壓力。同時，常規(guī)采氣工藝技術(shù)也無法實現(xiàn)低壓氣井的連續(xù)生產(chǎn)。為提高氣井產(chǎn)量，增加經(jīng)濟效益，提出了應用井口負壓采氣工藝的技術(shù)思路，開展了該工藝可行性的試驗研究。

1 負壓采氣工藝概況

負壓采氣工藝主要是借助混輸抽氣泵對氣井進行抽吸，降低井口油壓至常壓甚至負壓，通過放大壓差既能增加產(chǎn)氣量，同時又能提高氣體流速，打破井下原積液的液位平衡，推動油管內(nèi)大量股狀水采至地面，氣井生產(chǎn)出現(xiàn)產(chǎn)量急劇上升的“爆發(fā)”現(xiàn)象;“爆發(fā)”后的氣井，產(chǎn)量逐漸趨于穩(wěn)定且明顯高于“爆發(fā)”前的產(chǎn)量，氣體攜液能力大大增強，地層產(chǎn)能得到充分利用，可有效延長穩(wěn)產(chǎn)時間。

與傳統(tǒng)的優(yōu)選管柱、泡沫排水、柱塞氣舉和壓縮機氣舉等排水采氣工藝技術(shù)相比，井口負壓工藝的施工全部在地表完成;不改變采氣樹內(nèi)部的任何結(jié)構(gòu);不帶壓作業(yè);能耗低，管理方便;裝置運行平穩(wěn)可靠，適應各種類型的低壓低產(chǎn)井;實現(xiàn)氣液混輸，無就地排放;不會把水壓回地層，充分利用地層產(chǎn)能;通過機械作用即可達到增產(chǎn)效果。

2 負壓采氣工藝選井

為了初期工藝運行能夠獲得較明顯的實驗效果，依據(jù)以下選井原則特選取大28井區(qū)DPX井作為本次實驗井。①本身具有一定產(chǎn)能，但由于水氣比高或泡排效果差等因素導致氣井自身攜液困難而造成井內(nèi)積液，甚至頻繁水淹，使得產(chǎn)能無法得到有效釋放的此類氣井。②氣井需滿足工藝設(shè)備30-100方/天的燃氣供應量，用于裝置燃氣發(fā)電機發(fā)電，保證工藝設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。③氣井井場有滿足工藝機組尺寸的空地。

DPX井于2016年9月12日投產(chǎn)，層位太2層，管柱尺寸89mm，管線長度6.36km，投產(chǎn)初期注醇管線就已斷裂，生產(chǎn)初期油壓10.5MPa，日產(chǎn)氣40000方/天，產(chǎn)液10方/天;至2017年1月份，產(chǎn)量快速下降至14000方/天，產(chǎn)液5.5方，油壓3.5MPa，并開始出現(xiàn)降壓帶液，主要安排井口投棒輔助帶液，但效果不佳，氣井積液嚴重，生產(chǎn)時率逐漸下降;由于大管柱攜液困難，積液嚴重，氣井放空增多，于2018年12月15日下速度管生產(chǎn)，初期油壓3.5MPa，套壓6.2MPa，日產(chǎn)氣6000方/天，產(chǎn)液2.98方/天。由于注醇管線斷裂，泡排只能井口加注，但加注效果不佳，于2019年6月3日開始開展井口負壓采氣試驗，連續(xù)進計量生產(chǎn)，計量期間日產(chǎn)氣5052方，日產(chǎn)液1.83方，每天需要降壓帶液1次，生產(chǎn)時率91.5%。

3 現(xiàn)場應用及效果分析

3.1 負壓采氣工藝運行情況

DPX井于7月2日井口設(shè)備裝置安裝連接到位后開始調(diào)試，至7月4日設(shè)備開始滿時率正常運轉(zhuǎn)，之后開始調(diào)節(jié)實驗運行參數(shù)，7月14日至7月19日進行第一次停機維保，7月20日之后設(shè)備逐漸運行平穩(wěn)，壓縮機運行制度為全時率運行，轉(zhuǎn)速控制在300-430r/min。具體的工藝運行參數(shù)制度數(shù)據(jù)如表2所示。

從DPX井的井口負壓設(shè)備運行參數(shù)來看，通過混輸泵負壓后，在轉(zhuǎn)速平均為330r/min時，可以使負壓壓差達到0.6MPa，使出口壓力平均為3.3MPa左右，同時站內(nèi)氣嘴調(diào)節(jié)至8mm左右，進站壓力可穩(wěn)定在2.9-3.1MPa左右，瞬時流量穩(wěn)定在200左右時，可以實現(xiàn)輔助氣井較好的帶液，即使在短期不加注泡排的情況下，也可實現(xiàn)較高時率生產(chǎn)。

3.2 工藝效果分析

DPX井口負壓采氣試驗主要分四個階段進行，試驗期間生產(chǎn)曲線見圖1-3。

自7月2日開始實驗前一個月該井日產(chǎn)氣5052方，日產(chǎn)液1.83方，降壓帶液頻次為1次/天，生產(chǎn)時率91.9%，泡排制度為井口加注6L/2天;試驗開始后設(shè)備調(diào)試運行初期（7月2日-8日），日產(chǎn)氣3607方，未出液，9日通過站內(nèi)降壓帶液一次，輔助井口加注泡排6L后，11日-15日未進行降壓帶液，日產(chǎn)氣5728方，日產(chǎn)液1.33方;設(shè)備維保期間（7月14日-7月19日），該井未安排加注泡排，站內(nèi)降壓帶液明顯增多，生產(chǎn)時率下降至80.92%，日產(chǎn)氣3993方，日產(chǎn)液1.22方;自7月20日重新啟動設(shè)備后，井口加注過一次泡排，共降壓帶液4次，日產(chǎn)氣5215方，日產(chǎn)液1.51方，生產(chǎn)時率96%，油壓由實驗前3.7MPa降至2.7MPa，套壓由5.5MPa上升至5.8MPa，生產(chǎn)趨于好轉(zhuǎn);進入8月以后，生產(chǎn)日趨好轉(zhuǎn)，套壓保持在5.2MPa，油壓穩(wěn)定在2.8MPa，日產(chǎn)氣持續(xù)增加并穩(wěn)定至7800方左右，日產(chǎn)液增加至2.3方左右，期間無降壓帶液，滿時率生產(chǎn)，增產(chǎn)效果顯著。

4 結(jié)論及建議

（1）通過對試驗井開展負壓采氣工藝，綜合效果評價分析認為，該工藝設(shè)備可以有效杜絕氣井的放空，各項生產(chǎn)指標有明顯改變，達到了穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目的，DPX井日均增產(chǎn)3000方，增產(chǎn)率62.5%，增產(chǎn)效果顯著，試驗取得成功。

（2）DPX井在運行井口負壓工藝后，起到了一定的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)效果，結(jié)果證明運行過程中合理制度的泡排加注也是穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵手段。

（3）當設(shè)備入口壓力保持在0.8MPa左右時，負壓采氣混輸泵可以達到正常運轉(zhuǎn)，同時可以保證氣井的正常生產(chǎn);在負壓情況下，入口最低壓力可以抽至-0.07MPa左右。

（4）試驗井DPX目前為速度管井，建議后期可考慮選擇60.3mm油管、降壓帶液頻繁（1-2次/天）、產(chǎn)液量較高（>10方/天）或水氣比高（>10）等生產(chǎn)情況的氣井開展井口負壓采氣試驗。

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（作者單位：中石化華北油氣分公司采氣一廠）