一種適用于高原地區(qū)的氣井生產(chǎn)模式

龍剛

（青海油田公司采氣二廠，甘肅 敦煌 736200）

一、簡(jiǎn)介

（一）地域特點(diǎn)

馬北八號(hào)區(qū)塊位于青海省西北部，柴達(dá)木盆地北緣。距離大柴旦鎮(zhèn)直線距離約56.7km，海拔在3000米左右，屬典型的內(nèi)陸高原荒漠氣候。該區(qū)紫外線強(qiáng)，溫差較大，干旱少雨，多風(fēng)寒冷，含氧量為73%，年平均氣溫為1.4℃，最低氣溫可達(dá)-31.6℃。10月至次年5月為冰凍期。

該區(qū)以天然氣生產(chǎn)為主，伴采少量原油。天然氣生產(chǎn)采用“自噴井口+油管單管進(jìn)站+站內(nèi)集輸”流程。具體動(dòng)態(tài)流程是：天然氣通過(guò)井下油管、采氣樹、地面集輸管線進(jìn)入站區(qū)，經(jīng)過(guò)水套爐升溫后，再進(jìn)行節(jié)流，最后進(jìn)入集輸系統(tǒng)。

（二）生產(chǎn)情況

在該區(qū)，由于受天然氣自身組分、外界因素的綜合影響，在無(wú)措施輔助的前提下，氣井凍堵非常嚴(yán)重，尤其是每年的冰凍期內(nèi)，氣井凍堵概率非常高。2015年初，幾乎所有氣井都有凍堵出現(xiàn)。嚴(yán)重時(shí)，單井的平均生產(chǎn)時(shí)率不足21.5小時(shí)/每日，凍堵影響單井的生產(chǎn)時(shí)間超過(guò)2.4小時(shí)/每日。凍堵嚴(yán)重制約了氣井產(chǎn)能釋放。

氣井凍堵的主要由水合物引發(fā)。凍堵部位一般是在井口以下0-100m的油管段，采氣樹，進(jìn)站管線彎頭、變徑處，管線低洼易積液等部位。

二、方法調(diào)整

經(jīng)過(guò)四年多的不斷摸索改進(jìn)，該區(qū)總結(jié)出一種集合井口加溫、井口加藥與站內(nèi)攜液“三組合”方法，使氣井凍堵得到了有效控制。

（一）井口升溫

由于該區(qū)對(duì)天然氣采取站內(nèi)集中加熱，因此，采氣井口與地面管線都是防凍堵薄弱區(qū)。就該區(qū)而言，天然氣在井口的溫度普遍在5℃-9℃，加上冬季氣溫度普遍在-20℃以下，加劇了凍堵發(fā)生。

提高溫度是解決凍堵的根本途徑。前期，該區(qū)實(shí)驗(yàn)電伴熱帶進(jìn)行井口加溫，但電伴熱帶釋放的熱量低，加上天然氣在采氣樹內(nèi)高速流動(dòng)，升溫效果很差。電伴熱帶對(duì)預(yù)防凍堵作用不明顯。

后期，該區(qū)引進(jìn)了一種高頻電磁加熱裝置進(jìn)行氣井井口升溫，取得了不錯(cuò)的效果。該裝置主要原理是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化成熱能。即電磁加熱控制器將交流電整流變成直流電，再將直流電轉(zhuǎn)成高頻高壓電，對(duì)井口進(jìn)行加熱。以該裝置設(shè)定加熱溫度為40℃為例，天然氣在井口時(shí)可以升溫至18℃-25℃左右。再經(jīng)過(guò)管線輸送至站區(qū)，雖然有熱量損失，但進(jìn)站溫度最高也可以達(dá)到12.5℃左右，有效的解決了低溫問(wèn)題。

（二）藥劑維護(hù)

甲醇能有效抑制水合物的形成。該區(qū)注入甲醇的方式主要是在采氣井口注入。前期，采用人工手動(dòng)將甲醇通過(guò)采氣樹測(cè)試閘門注入井筒或管線。每次都需要兩人進(jìn)行操作：一人反復(fù)開關(guān)采氣樹總閘，另一人爬上采氣樹反復(fù)灌甲醇。不僅工作量大、注醇效率低、還存在多種風(fēng)險(xiǎn)。

后期，引進(jìn)了一種全天候自動(dòng)加藥裝置。人員只需要設(shè)定甲醇注入量與注入時(shí)間，再控制啟動(dòng)按鈕，就可以在任何時(shí)候帶壓將甲醇注入油、套管，起到提前預(yù)防的作用。該裝置在極大的降低了操作工工作量、節(jié)省了維護(hù)時(shí)間的同時(shí)，有效的解決了甲醇注入問(wèn)題。

（三）制度維護(hù)

馬北八號(hào)區(qū)塊屬于底水型油氣藏，天然氣中富含氣相水。富含氣相水的天然氣在生產(chǎn)中由于受外界物性變化以及生產(chǎn)設(shè)備等因素綜合影響，自身會(huì)析出部分液態(tài)水；隨著氣井生產(chǎn)進(jìn)行，天然氣攜帶的地層液態(tài)水量也會(huì)逐漸增加。液態(tài)水在生產(chǎn)流程內(nèi)積聚極易引發(fā)凍堵。

應(yīng)對(duì)積液?jiǎn)栴}，該區(qū)采用了站內(nèi)攜液方法。主要是在站內(nèi)通過(guò)短時(shí)間內(nèi)放大生產(chǎn)制度，提高管線內(nèi)天然氣流速，增加氣流的攜帶能力，達(dá)到排除井筒以及管線積液的目的。為了盡量減少地層擾動(dòng)，該區(qū)單井單次攜液時(shí)間一般不超過(guò)1小時(shí)。采用的方法是：生產(chǎn)氣嘴低于5mm的氣井，所用攜液氣嘴大小為生產(chǎn)氣嘴的兩倍；生產(chǎn)氣嘴不小于5mm時(shí)，攜液氣嘴不超過(guò)10mm。該站區(qū)集輸壓力系統(tǒng)又分為中壓（回壓高于4.2MPa）、低壓（回壓高于2.0MPa低于4.2MPa）與放空（常壓）三個(gè)系統(tǒng)。通過(guò)結(jié)合氣井壓力等級(jí)及積液情況，利用不同系統(tǒng)對(duì)氣井進(jìn)行攜液，一般是結(jié)合井況按照先中壓、后低壓、最后常壓進(jìn)行攜液。

三、效果評(píng)價(jià)

馬北八號(hào)區(qū)塊通過(guò)采用井口加溫、加藥與站內(nèi)攜液“三組合”的方式，有效控制了氣井凍堵發(fā)生。據(jù)2019年四季度統(tǒng)計(jì)，該區(qū)采用“三組合”維護(hù)方式的氣井，凍堵發(fā)生較采用前下降了約93.5%；單口氣井平均生產(chǎn)時(shí)率達(dá)到了23.78小時(shí)/每天，較采用前提高了2.28小時(shí)/每天。事實(shí)證明，“三組合”方式對(duì)保障高原低溫地區(qū)的氣井正常生產(chǎn)是有效的。

四、總結(jié)

對(duì)氣井而言，控制了溫度、疏導(dǎo)了積液、再配合定期的加藥維護(hù)，就能有效的防止水合物凍堵的發(fā)生。

可以通過(guò)對(duì)井口加溫、井口加藥、站內(nèi)攜液進(jìn)行自動(dòng)化升級(jí)改造，達(dá)到進(jìn)一步減輕工作量的目的。

高原高寒地區(qū)氣井“三組合”生產(chǎn)模式值得參考借鑒。其他地區(qū)可結(jié)合其氣候、生產(chǎn)特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。