低壓耐鹽型泡排劑在大牛地氣田的應(yīng)用及評(píng)價(jià)

楊易駿 ，劉 慧，王錦昌，周瑞立，李國(guó)峰，陳 旭，林新宇，何榮華，吳偉然，徐衛(wèi)峰，王 廈，張家偉，羅旭術(shù)

（1.中國(guó)石化華北油氣分公司石油工程技術(shù)研究院，河南鄭州 450006；2.中國(guó)石化華北油氣分公司采氣一廠，陜西榆林 719000）

大牛地氣田是典型的低壓、低產(chǎn)、低孔、低滲、低豐度“五低”致密砂巖氣藏，單井產(chǎn)量低且普遍產(chǎn)水。隨著開發(fā)的深入，氣井壓力、產(chǎn)量不斷降低，攜液能力逐漸變差，井內(nèi)積液日趨增加，嚴(yán)重影響氣田的長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)。泡沫排水采氣工藝作為一種物理化學(xué)法與其他的機(jī)械法相比具有投資較小、設(shè)備簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為大牛地氣田的主體排采工藝[1-4]。但由于氣田二期增壓工程的投運(yùn)，氣井壓力進(jìn)一步降低且部分老井產(chǎn)出液中礦化度較高，導(dǎo)致現(xiàn)用泡排劑輔助排液效果逐漸變差[5，6]。為解決部分低壓且產(chǎn)出液礦化度較高老井的泡沫排液?jiǎn)栴}，優(yōu)選兩性及非離子表面活性劑研制了一種低壓耐鹽型泡排劑CP-01，并采用Q/SH4006 03-2014《大牛地氣田泡沫排水采氣工藝作業(yè)規(guī)范》對(duì)其與現(xiàn)用泡排劑XHY-6、UT-11C 進(jìn)行了性能對(duì)比評(píng)價(jià)。并通過(guò)5 口井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，該低壓耐鹽型泡排劑CP-01 能夠改善低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井的排液效果，達(dá)到提高產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量、生產(chǎn)時(shí)率，減少降壓帶液頻率的目的。

1 低壓耐鹽型泡排劑CP-01 性能指標(biāo)

低壓耐鹽型泡排劑CP-01 采用耐高礦化度、增泡穩(wěn)泡性好、生物降解性好的兩性及非離子表面活性劑復(fù)配而成，從而具有抗鹽起泡性好（≤260 000 mg/L）、抗油穩(wěn)泡性佳（≤10 %）、抗甲醇能力強(qiáng)（≤30 %）、抗酸性氣體（H2S≤100 mg/L）、抗高溫（≤90 ℃）等特點(diǎn)。

2 低壓耐鹽型泡排劑CP-01 性能評(píng)價(jià)

為驗(yàn)證低壓耐鹽型泡排劑CP-01 在大牛地低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井中的適應(yīng)性，按照Q/SH4006 03-2014《大牛地氣田泡沫排水采氣工藝作業(yè)規(guī)范》要求對(duì)低壓耐鹽型泡排劑CP-01、現(xiàn)用泡排劑XHY-6 及UT-11C 的配伍性、起泡、穩(wěn)泡、二次起泡及攜液等性能進(jìn)行了室內(nèi)對(duì)比評(píng)價(jià)。室內(nèi)試驗(yàn)用的水樣取自現(xiàn)場(chǎng)低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井Z5（井口油壓5.68 MPa、礦化度149 000 mg/L）的產(chǎn)出液，試驗(yàn)用藥劑均取自大牛地氣田現(xiàn)場(chǎng)。

2.1 配伍性評(píng)價(jià)

由于大牛地氣田不同層位的地層水水質(zhì)存在差異，且氣井在生產(chǎn)過(guò)程中需要加注RX-611 型除硫劑、WJL-221 型緩蝕劑、MJ-03 型阻垢劑等多種藥劑，因此亟需評(píng)價(jià)低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與地層水及各種藥劑的配伍性。

2.1.1 與地層水的配伍性 為評(píng)價(jià)低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與地層水樣的配伍性能，以現(xiàn)用泡排劑XHY-6、UT-11C 與地層水的配伍性為參照，取大牛地氣田Z5 井地層水水樣配制3 ‰的泡排劑溶液，用超級(jí)恒溫水浴70 ℃下加熱30 min 后室溫下靜置24 h，各種泡排劑溶液顯示均一、無(wú)分層、無(wú)沉淀現(xiàn)象（初始狀態(tài)下及加熱30 min、靜置24 h 后的各種3 ‰泡排溶液分別見圖1、圖2）。說(shuō)明該低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與現(xiàn)場(chǎng)采出水水樣配伍性良好，且配伍性與現(xiàn)用泡排劑XHY-6、UT-11C 相當(dāng)。

2.1.2 與其他藥劑的配伍性 為評(píng)價(jià)低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井現(xiàn)用藥劑的配伍性能，按照現(xiàn)場(chǎng)加注藥劑配比（1:1）要求，分別量取低壓耐鹽型泡排劑CP-01、現(xiàn)用藥劑（RX-611 型除硫劑、MJ-03 型阻垢劑、WJL-221 型緩蝕劑）配制成50 mL～100 mL 的混合溶液，室溫下靜置24 h 后，混合溶液顯示均一、無(wú)分層、無(wú)沉淀現(xiàn)象（初始狀態(tài)下及靜置24 h 后的低壓耐鹽型泡排劑CP-01 及現(xiàn)用藥劑的混合液分別見圖3、圖4）。說(shuō)明該低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與現(xiàn)用藥劑配伍性良好。

圖1 初始狀態(tài)下三種3 ‰的泡排溶液

圖2 加熱30 min、靜置24 h 后三種3 ‰的泡排溶液

圖3 低壓耐鹽泡排及現(xiàn)用藥劑混合液（初始）

圖4 低壓耐鹽泡排及現(xiàn)用藥劑混合液（24 h 后）

2.2 起泡、穩(wěn)泡、二次起泡能力評(píng)價(jià)

分別量取0.75 mL 的低壓耐鹽型泡排劑CP-01 及現(xiàn)場(chǎng)用泡排劑XHY-6、UT-11C，加入250 mL 低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井Z5 的地層水中，得到藥劑濃度為3 ‰的待測(cè)樣液。在70 ℃條件下，將配制好的待測(cè)樣液裝在羅氏泡沫管內(nèi)，用滴液法測(cè)定泡排劑的起泡、穩(wěn)泡及二次起泡性能，測(cè)試結(jié)果（見表1）。

通過(guò)上述試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果可以看出：在礦化度較高的水質(zhì)環(huán)境下，低壓耐鹽型泡排劑CP-01 初始發(fā)泡高度為220 mm、5 min 后泡沫高度為60 mm、10 min 后泡沫高度為25 mm、二次起泡高度為225 mm，其起泡、穩(wěn)泡、二次起泡性能均優(yōu)于現(xiàn)用泡排劑XHY-6、UT-11C。

2.3 攜液能力評(píng)價(jià)

分別量取0.75 mL 的低壓耐鹽型泡排劑CP-01 及現(xiàn)場(chǎng)用泡排劑XHY-6、UT-11C，加入200 mL 低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井Z5 的地層水中，得到藥劑濃度為3 ‰的待測(cè)樣液。在70 ℃條件下，將配制好的待測(cè)樣液裝在Ross Mile 恒溫?cái)y液儀，用氣流法測(cè)定泡排劑的攜液性能。測(cè)試結(jié)果（見表2）。

由表2 可知，在礦化度較高的水質(zhì)環(huán)境下，低壓耐鹽型泡排劑CP-01 攜液率為93.5 %，而現(xiàn)用泡排劑XHY-6、UT-11C 的攜液率為92 %～93 %，且低壓耐鹽型泡排劑CP-01 攜帶第一滴液滴進(jìn)入燒杯時(shí)間較短（僅為32 s）及將200 mL 基液攜帶完畢的時(shí)間最短（僅為8.2 min），說(shuō)明低壓耐鹽型泡排劑CP-01 具有較強(qiáng)的攜液性能。

表1 低壓耐鹽型泡排劑CP-01 及現(xiàn)用泡排劑起泡、穩(wěn)泡、二次起泡性能（70 ℃、礦化度149 000 mg/L）

表2 低壓耐鹽型泡排劑CP-01 及現(xiàn)用泡排劑攜液性能（70 ℃、礦化度149 000 mg/L）

綜上所述，低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與大牛地氣田低壓及產(chǎn)出液礦化度較高氣井的地層水及現(xiàn)用藥劑配伍性良好，且在礦化度較高的水質(zhì)環(huán)境下，其起泡、穩(wěn)泡、二次起泡及攜液性能均比現(xiàn)用泡排劑好。

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果評(píng)價(jià)

3.1 選井情況

為進(jìn)一步驗(yàn)證低壓耐鹽型泡排劑CP-01 在大牛地氣田低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井的輔助帶液能力及適應(yīng)性，根據(jù)泡沫排水采氣技術(shù)應(yīng)用條件（產(chǎn)氣量介于臨界攜液流量與攜泡流量之間），選取5 口存在井筒積液的氣井開展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)井基本情況（見表3）。

3.2 試驗(yàn)效果分析

對(duì)表3 中選取的5 口低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井開展了低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)前后各井壓力、產(chǎn)量變化分別（見圖5～圖9）。

表3 試驗(yàn)井基本情況

圖5 Z1 井低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中采氣曲線

圖6 Z2 井低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中采氣曲線

圖7 Z3 井低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中采氣曲線

圖8 Z4 井低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中采氣曲線

圖9 Z5 井低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中采氣曲線

由圖5～圖9 可知：Z1 井為一口高液氣比（7.02 m3/104m3）氣井，試驗(yàn)分為相對(duì)空白期、絕對(duì)空白期及低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)期三個(gè)階段。其中相對(duì)空白試驗(yàn)階段，采取井口化排車小環(huán)空加注XHY-6 型現(xiàn)用泡排劑6 L/2d，平均油壓3.4 MPa、平均套壓5.0 MPa，油套壓差1.6 MPa，生產(chǎn)時(shí)率100%，平均產(chǎn)氣6 735 m3/d，平均產(chǎn)液4.73 m3/d，液氣比7.02 m3/104m3；絕對(duì)空白試驗(yàn)階段，為防止現(xiàn)用泡排劑對(duì)低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)效果的影響、停注原泡排劑3 d，期間平均油壓4.0 MPa、平均套壓5.0 MPa，油套壓差1.0 MPa，生產(chǎn)時(shí)率100 %，平均產(chǎn)氣6 994 m3/d，平均產(chǎn)液4.94 m3/d，液氣比7.06 m3/104m3；低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)階段，采取井口化排車小環(huán)空加注低壓耐鹽型泡排劑6 L/2d，平均油壓3.81 MPa、平均套壓5.23 MPa，油套壓差1.42 MPa，生產(chǎn)時(shí)率100 %，平均產(chǎn)氣7 660 m3/d、平均產(chǎn)液5.69 m3/d，液氣比7.43 m3/104m3；與相對(duì)空白試驗(yàn)比，油套壓差減小0.18 MPa，產(chǎn)氣量增加925 m3/d，產(chǎn)液量增加0.96 m3/d，生產(chǎn)時(shí)率相當(dāng)，且與絕對(duì)空白試驗(yàn)相比，產(chǎn)氣、產(chǎn)液及液氣比均有所提高，表明低壓耐鹽型泡排劑CP-01 在低壓且高液氣比氣井中具有良好的輔助排液能力，取得了一定的增產(chǎn)效果。

Z2 井為一口壓力接近管網(wǎng)、產(chǎn)氣量接近臨界攜泡流量的低壓低產(chǎn)氣井，試驗(yàn)分為相對(duì)空白+管線置換期、絕對(duì)空白期及低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)期三個(gè)階段。其中相對(duì)空白+管線置換試驗(yàn)階段，采取站內(nèi)套注UT-11C 型泡排劑5 L/d～6 L/d，平均油壓3.35 MPa、平均套壓5.4 MPa，油套壓差2.05 MPa，生產(chǎn)時(shí)率88.54%，平均產(chǎn)氣3 184 m3/d，平均產(chǎn)液1.27 m3/d，降壓帶液頻繁（一天1.8 次）；絕對(duì)空白試驗(yàn)階段，為避免現(xiàn)用泡排劑對(duì)低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)效果的影響、站內(nèi)停注原泡排劑3 d，期間平均油壓3.3 MPa、平均套壓5.5 MPa，油套壓差2.2 MPa，生產(chǎn)時(shí)率72.92 %，平均產(chǎn)氣1 741 m3/d，平均產(chǎn)液1.52 m3/d，液氣比8.73 m3/104m3，降壓帶液頻次增加（每天3 次）；低壓耐鹽型泡排劑CP-01 試驗(yàn)階段，采取站內(nèi)套注低壓耐鹽型泡排劑4 L/d～6 L/d，平均油壓3.8 MPa、平均套壓5.5 MPa，油套壓差1.7 MPa，生產(chǎn)時(shí)率89.43 %，平均產(chǎn)氣3 103 m3/d、平均產(chǎn)液1.46 m3/d，降壓帶液頻繁（每天1.5 次）；與相對(duì)空白試驗(yàn)比，油套壓差減小0.35 MPa，產(chǎn)氣量相當(dāng)，產(chǎn)液量增加0.19 m3/d，生產(chǎn)時(shí)率提高0.89 %，且與絕對(duì)空白試驗(yàn)相比，產(chǎn)氣、產(chǎn)液及生產(chǎn)時(shí)率均有所提高，表明低壓耐鹽型泡排劑CP-01一定程度上提高了低壓低產(chǎn)且產(chǎn)出液礦化度偏高氣井的帶液能力，取得了一定的穩(wěn)產(chǎn)效果。2019 年在大牛地氣田共進(jìn)行5 口低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井的（礦化度為68 100 mg/L～149 000 mg/L）低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，有效率100 %，試驗(yàn)期間取得了一定的增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)效果（見表4）。

4 經(jīng)濟(jì)效益核算

由低壓耐鹽型泡排劑CP-01 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程可知，其成本費(fèi)主要包括人工勞務(wù)費(fèi)、化排車運(yùn)行費(fèi)、藥劑成本及運(yùn)輸費(fèi)，通過(guò)計(jì)算可得：5 口井試驗(yàn)總成本費(fèi)為1.21 萬(wàn)元。5 口低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井開展低壓耐鹽型泡排劑CP-01 先導(dǎo)試驗(yàn)后取得一定的增產(chǎn)效果，日增產(chǎn)氣量1 161 m3、累計(jì)增產(chǎn)氣量1.741 5×104m3，天然氣價(jià)按照1.16 元/立方米計(jì)算，日創(chuàng)效0.13萬(wàn)元、累計(jì)創(chuàng)效2.02 萬(wàn)元，作業(yè)成本僅為1.21 萬(wàn)元，投入產(chǎn)出比為1:1.7。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）室內(nèi)評(píng)價(jià)顯示，低壓耐鹽型泡排劑CP-01 與大牛地低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井地層水及現(xiàn)用其他藥劑配伍性良好，且其抗鹽性能較現(xiàn)用泡排劑好。

（2）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)單井分析表明，氣井的壓力、產(chǎn)量是影響泡排效果的主要因素，藥劑加注方式、管網(wǎng)壓力是次要因素；產(chǎn)氣量介于攜液與攜泡流量之間的高液氣比及低壓低產(chǎn)氣井對(duì)泡排劑的依賴程度較高，表現(xiàn)為絕對(duì)空白期停藥后產(chǎn)氣、產(chǎn)液量下降明顯，其中Z2、Z4井影響甚為嚴(yán)重；井口加注泡排劑的效果優(yōu)于站內(nèi)加注，且管網(wǎng)壓力波動(dòng)對(duì)氣井泡排效果也有一定影響。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)總體效果表明，5 口低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井試驗(yàn)后，日增氣量1 161 m3，累計(jì)增氣量1.741 5×104m3，作業(yè)成本低廉，投入產(chǎn)出比可觀，取得一定的增產(chǎn)效果及經(jīng)濟(jì)效益。

（4）通過(guò)室內(nèi)評(píng)價(jià)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了低壓耐鹽型泡排劑CP-01 在大牛地低壓及產(chǎn)出液礦化度偏高氣井中具有較強(qiáng)的適應(yīng)性且性能優(yōu)于現(xiàn)用泡排劑，滿足了低壓（3 MPa～6 MPa）及礦化度偏高（6.8×104mg/L～14.9×104mg/L）條件下的高液氣比、低產(chǎn)、低含硫等類氣井經(jīng)濟(jì)有效排采，可在大牛地氣田規(guī)?；瘧?yīng)用。