蘇里格致密砂巖水平井排水采氣技術(shù)探討及實(shí)踐

李昌綿

摘 要：氣田進(jìn)入開發(fā)中后期，保持老井長期有效生產(chǎn)是氣田穩(wěn)產(chǎn)的前提，排水采氣是致密氣田開發(fā)后期的核心措施，以蘇X水平井開發(fā)區(qū)塊為例，探討水平井的積液規(guī)律和不同排水采氣工藝的適用條件，結(jié)合氣井日產(chǎn)氣量、液面、產(chǎn)水量、油/套壓等參數(shù)判斷，集成和完善不同的排水采氣措施，形成了一套水平井開發(fā)的排水采氣系列技術(shù)，對(duì)氣田產(chǎn)水氣井的開發(fā)提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：致密氣;排水采氣;泡沫排水;綜合遞減率

0 引言

蘇里格氣田蘇X區(qū)塊目的層位盒8段和山1段，河道砂體橫向疊置分布，隨機(jī)性很強(qiáng)，連續(xù)性區(qū)域變化大，且以低孔、低滲為主，含氣飽和度差異大，非均質(zhì)性嚴(yán)重。依據(jù)氣井全生命周期分析，除部分低飽和區(qū)氣井投產(chǎn)初期即見水外，氣井開發(fā)中后期均有不同程度的積液，個(gè)別水氣比個(gè)別達(dá)到16.9，氣水兩相流大大增加了氣體滲流阻力，很大程度上降低了氣井的最終產(chǎn)氣量。針對(duì)氣井“低壓、低產(chǎn)、小水量”的生產(chǎn)特征，經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān)，遵循“實(shí)踐--認(rèn)識(shí)--再實(shí)踐--再認(rèn)識(shí)”的創(chuàng)新思維，在關(guān)鍵工具及材料研發(fā)不斷突破，形成了以泡沫排水、強(qiáng)排收液為主，壓縮機(jī)氣舉等為輔的技術(shù)系列，為氣田穩(wěn)產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。

1 氣井生產(chǎn)特征分析

①氣井初期遞減快，低壓低產(chǎn)期長：氣井投產(chǎn)后快速遞減，進(jìn)入低壓低產(chǎn)階段，在該階段遞減率逐漸下降，生產(chǎn)時(shí)間長。以氣田初期投產(chǎn)（2012-2015年）的48口老井為例分析表明：氣井低壓低產(chǎn)采氣量占累計(jì)采氣量的60%以上;

②低產(chǎn)小水量氣井占主體：產(chǎn)氣量小于3×104m3/d氣井占87.7%，日產(chǎn)水量小于10m3氣井占比29.0%，該類氣井以每年3～5%的速度逐年增加，氣井普遍積液;

③氣井生產(chǎn)80%以上的時(shí)間需要排水采氣：48口井生產(chǎn)初期，措施井?dāng)?shù)比例快速增加，生產(chǎn)4年后，均為排水采氣措施井。氣井生產(chǎn)后期，主要以間歇方式生產(chǎn)。特高產(chǎn)氣井井?dāng)?shù)較少，水量超過40m3/d的氣井25口，但個(gè)別氣井初期產(chǎn)量高，受產(chǎn)水影響，氣井壓力、產(chǎn)量下降快。

2 氣井產(chǎn)液規(guī)律及積液有效判斷

2.1 產(chǎn)液影響影響因素分析

經(jīng)分析出水類型、生產(chǎn)壓差和采氣速度對(duì)氣井產(chǎn)液影響較大。從區(qū)域地質(zhì)認(rèn)識(shí)來看，研究區(qū)屬于巖性圈閉氣藏，無邊底水，從中部地區(qū)幾口井的出水情況分析，該塊產(chǎn)出水有兩種類型：凝析水和孔隙水。從部分井檢測(cè)結(jié)果來看，凝析水一般礦化度較低，產(chǎn)水量小;孔隙水產(chǎn)水量較大，水氣比逐漸升高，水侵對(duì)氣井出水對(duì)開發(fā)效果影響大。生產(chǎn)壓差對(duì)氣井出水影響很大。生產(chǎn)壓差過大，會(huì)增加層內(nèi)水的出水量和出水速率。區(qū)域儲(chǔ)集層具有中--強(qiáng)壓敏特征，產(chǎn)層壓力釋放后引起塑性變形，使儲(chǔ)集層滲透率損失20%-40%。采氣速度是控制水侵的主要?jiǎng)討B(tài)因素。采氣速度越高，所需的生產(chǎn)壓差越大，在井底形成的低壓帶使水體在井底附近迅速錐進(jìn)，氣井將會(huì)很早見水。開采速度越高，氣井的出水時(shí)間越早，無水采收率越低。

2.2 氣井產(chǎn)液基本規(guī)律

統(tǒng)計(jì)水平井試采、氣液計(jì)量和強(qiáng)排收液的出液數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析比對(duì)：特高產(chǎn)水井：試采期間產(chǎn)液量≥40方/天，氣液計(jì)量產(chǎn)液量≥8方/天，合計(jì)井?dāng)?shù)25口，主要分布在區(qū)塊北部;高產(chǎn)水井：試采期間產(chǎn)液量40-25方/天，氣液計(jì)量產(chǎn)液量8-3方/天，合計(jì)井?dāng)?shù)11口，主要分布在區(qū)塊東西部;中等產(chǎn)水井：產(chǎn)液量25-10方/天，氣液計(jì)量產(chǎn)液量≤3方/天，合計(jì)井?dāng)?shù)28口，主要分布在區(qū)塊東西部;低產(chǎn)水井：產(chǎn)液量<10方/天，合計(jì)井?dāng)?shù)129口，主要分布在區(qū)塊中南部。

2.3 積液有效判斷方法

通過總結(jié)分析，主要有生產(chǎn)特征法、臨界攜液流量法、儀器測(cè)量法、溫度判別法和積液分類法：

①生產(chǎn)特征法：通過觀察、分析并總結(jié)氣井產(chǎn)水的壓力和產(chǎn)量的典型變化特征來判別;

②臨界攜液流量法：應(yīng)用Turner模型進(jìn)行氣井臨界攜液流量，建立井口油壓和水平井臨界攜液產(chǎn)量的關(guān)系，劃分積液區(qū)和非積液區(qū)進(jìn)行判別;

③儀器測(cè)量法：水平井液面在循環(huán)閥上，可以通過液面測(cè)試儀、壓力梯度法進(jìn)行測(cè)試，引進(jìn)氣液計(jì)量裝置實(shí)現(xiàn)在線計(jì)量，實(shí)測(cè)生產(chǎn)中出液情況;

④溫度判別法：井口溫度決定于液量。井口溫度高，說明該井產(chǎn)液量高;井口溫度曲線波動(dòng)，說明該井階段產(chǎn)液;

⑤積液分類法：水平井積液按深度、排采期限劃分節(jié)點(diǎn)。節(jié)流器上：1800m以上，高含水，排采初期;循環(huán)閥上：3000-1800m之間，中含水，排采中期;循環(huán)閥下：3000m以下，低含水，排采末期。

3 排水采氣工藝措施的篩選

蘇X區(qū)塊投入開發(fā)之后，十余年的時(shí)間里，先后試驗(yàn)了泡排、渦流增壓、壓縮機(jī)氣舉、速度管柱等多種排水采氣工藝，通過不斷創(chuàng)新、集成與完善，摸索出了一套適合區(qū)塊的水平井的排水采氣工藝，包括井下節(jié)流、泡排、壓縮機(jī)氣舉、強(qiáng)排收液、氮?dú)庹T噴、液氮/二氧化碳誘噴等。針對(duì)氣井不同生產(chǎn)階段，不同壓力和產(chǎn)量條件，不斷優(yōu)化排產(chǎn)工藝適應(yīng)性，取得較好效果。

依據(jù)近200余口井投產(chǎn)情況分析結(jié)果及采用的應(yīng)對(duì)措施，總結(jié)如下3種工藝篩選方法：

①全生命周期法：根據(jù)氣井生命周期不同階段的生產(chǎn)特征，采取不同排水采氣技術(shù)對(duì)策，多種工藝順序、復(fù)合上陣，精準(zhǔn)、高效排水采氣;

②產(chǎn)量法：根據(jù)氣井不同生產(chǎn)時(shí)間和產(chǎn)量，采取不同排水采氣技術(shù)對(duì)策，延長氣井壽命，提高采收率;

③液位法：氣井生產(chǎn)過程中，液位正常情況下是不斷下降的，根據(jù)液位下降深度，把握工藝銜接時(shí)機(jī)，做到措施組織和管理及時(shí)、到位。

自2014年以來，累計(jì)增產(chǎn)近5億方，措施增產(chǎn)占老井產(chǎn)量比例顯著提高，2019年占比超過15%，老井綜合遞減率控制在15%以下，排水產(chǎn)氣增產(chǎn)措施對(duì)區(qū)塊遞減作用巨大，目前綜合遞減率為25.3%，有效促進(jìn)了區(qū)塊高效開發(fā)。

4 結(jié)論

①從氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征出發(fā)，剖析氣井產(chǎn)水特點(diǎn)和產(chǎn)液規(guī)律，分析出水類型、生產(chǎn)壓差和采氣速度對(duì)氣井產(chǎn)液影響。針對(duì)氣井不同積液情況，提出生產(chǎn)特征法、臨界攜液流量法和積液分類法等5種積液有效判斷方法;

②通過實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用和總結(jié)，形成了以泡沫排水、強(qiáng)排收液為主，壓縮機(jī)氣舉等為輔的水平井排水產(chǎn)氣技術(shù)系列，并提出針對(duì)不同氣井條件的3種排產(chǎn)工藝篩選方法，應(yīng)用效果顯著。

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