高含硫氣井排水采氣工藝適應(yīng)性研究

呂國強

摘要：在高含硫氣田中，為了保證邊底水線穩(wěn)定開展以及氣井水淹治理效果，可以采用排水采氣手段，然而并非所有工藝均適用于統(tǒng)一氣田中，需要科學選擇。對此，本文分析了排水采氣的條件、介紹了不同排水工藝的適應(yīng)性，并針對最優(yōu)工藝的選擇進行了分析。

關(guān)鍵詞：高含硫氣井;排水采氣;適應(yīng)性

前言：我國氣田中，天然氣中硫化氫體積分數(shù)較大，可能超出1%以上。此種氣田主要分布在四川盆地。比如PG油田，磁層為侏羅系、二三疊系、石炭系與志留系，其氣藏埋深最高位6200m，硫化氫體積分數(shù)達到15.2%，主體壓力超出52Mpa，二氧化碳的體積分數(shù)達到8.6%。

1 排水采氣的條件分析

PG主體氣藏水體的規(guī)模達到18.10×108m3，其水體倍數(shù)達到4.53，水體能量不足，開展氣藏生產(chǎn)活動時，可以選擇排水采氣手段[1]。

氣藏水汽比呈現(xiàn)逐年上升趨勢，投產(chǎn)初期水氣比僅能夠達到0.13/104，在2014年則達到了0.97/104，反映出地層水開始不斷侵入氣區(qū)，另外促使氣井生產(chǎn)工作中，井筒出現(xiàn)能量損失問題，使得生產(chǎn)難度增加，不斷出現(xiàn)水淹問題。

水侵類型主要是典型空隙與典型裂縫兩種類型，極易造成氣藏水侵，選擇堵水工業(yè)會造成堵氣問題，嚴重影響氣藏生產(chǎn)水平，并且氣層中也會積蓄地層水，進而無法有效排出基質(zhì)氣。同時，完成控水與堵水作業(yè)之后，無法有效控制凈水侵量。所以在汽水邊界的氣井應(yīng)該積極開展排水作業(yè)，減少邊水不斷進入氣藏中。

P103-1井與P103-2井生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及連井波阻抗剖面顯示，兩個井具有良好連通性，將P103-1井關(guān)閉之后，P103-2井以及其他臨近井的邊水突進速度加快，關(guān)井前，P103-1井水量達到150m3/d，已經(jīng)滿足排水采氣要求，排水可以促使該井能夠恢復(fù)產(chǎn)能，同時還能夠促使鄰井的開采效果得到充分優(yōu)化。

2 排水采氣工藝適應(yīng)性分析

2.1生產(chǎn)管柱

第一，工藝原理。在氣井低于臨界攜液流穩(wěn)定生產(chǎn)過程中，氣體無法將積液帶到井口位置，在出水量持續(xù)增加過程中，產(chǎn)氣量下降。需要科學選擇排水采氣工藝，將井筒積液全部排出，可以提高水穩(wěn)產(chǎn)。因此，為了確保氣井穩(wěn)產(chǎn)，應(yīng)該確保氣井產(chǎn)氣量始終高于臨界攜液量。選擇管柱排水工藝主要是為了保證攜液生產(chǎn)穩(wěn)定性，借助各個型號管柱可以實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)目標。

第二，技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)施工便捷、適應(yīng)性強，在結(jié)垢、出砂、腐蝕等復(fù)雜條件下均具有良好適應(yīng)性。

第三，技術(shù)局限。該技術(shù)無法在產(chǎn)水量大的氣井中進行應(yīng)用。并且在深度方面也有一定限制，在老井中管柱更換工作不夠便捷，生產(chǎn)工作還會受到管柱直徑影響。

第四，技術(shù)適應(yīng)性。管柱工藝通常在產(chǎn)水量較小的氣井中應(yīng)用較為廣泛，同時PG氣田中氣井主要是高產(chǎn)水量氣井，最高能夠達到310m3/d。同時鉆深基本上超出6000m，以該工藝的適用條件分析，管柱排水法適用性不足。

2.2泡沫排水采氣

第一，工藝原理。泡沫排泄過程主要是化學劑加入井底，并與井底積液混合形成氣泡，在不斷增加表面活性劑的同時，起泡劑可降低水的表面張力。在井筒氣體流動作用下，化學劑流態(tài)也出現(xiàn)變化，充分強化氣井攜液質(zhì)量，向井口攜帶積液。

第二，技術(shù)優(yōu)勢。該工藝反應(yīng)速度快，成本低，在凝析水、間噴出水以及其他低壓氣井中具有廣泛應(yīng)用[2]。

第三，適用條件。該技術(shù)在結(jié)垢、出砂、腐蝕等復(fù)雜條件與定向井中具有良好適應(yīng)性。井底溫度低于1290℃、排液量低于180m3/d，排深低于6000m條件下具有良好適應(yīng)性。

第四，工作適應(yīng)性。四川盆地地區(qū)，泡排工藝在中低含硫井與無硫井中經(jīng)濟效益較為突出。PG氣田的地層溫度在128℃左右，埋藏深度在6000m左右，地層的水礦化度最低為10000mg/L，最高為50000mg/L。在邊部出水井方面，開采初期以及中期產(chǎn)水量均在180m3/d以下，因此，可以選擇泡排工藝。然而，PG氣田井底設(shè)置了永久性封隔器，不連通有關(guān)，無法順利加注泡排劑。

2.3連續(xù)氣舉排水采氣

第一，工藝原理。借助下圖氣舉裝置，從井口向井底不斷壓縮氣體，并通過氣舉閥使其向油管流入，減少液體密度，通過氣體把井筒中積液帶到進口位置。

第二，技術(shù)優(yōu)勢，在地質(zhì)條件復(fù)雜、定向井中具有良好適用性，流體介質(zhì)與井深結(jié)構(gòu)不會對工藝使用造成影響，設(shè)備管理便捷，操作流程簡單。技術(shù)成熟，已經(jīng)形成氣舉+增壓+排泡、半閉式、閉式等排水技術(shù)。

第三，技術(shù)局限性。若是地層壓力較低，則氣舉效果無法達到預(yù)期，對高壓氣源具有較大需求。

第四，工藝適應(yīng)性。PG氣田中主要是邊部氣井需要進行排水采氣，同時井組是氣井樹妖分布形式，壓力較高，高壓氣源較為穩(wěn)定，選擇該工藝時，無需進行壓氣站建設(shè)，有效減少投資費用。同時，該工藝在流體性質(zhì)、批量范圍等影響下能夠保持良好應(yīng)用效果，可以克服高含硫氣井中高溫與侵蝕等問題。

3 排水采氣工藝選擇

通過對PG氣田井身結(jié)構(gòu)以及地質(zhì)條件等方面分析，排水采氣工藝具有良好適應(yīng)性[3]。然而應(yīng)為PG氣田井底普遍設(shè)置封隔器，因此常規(guī)氣舉工藝存在一定限制，分析國外相關(guān)工藝發(fā)現(xiàn)，高含硫氣井油管穿孔方式應(yīng)用效果突出，主要是對封隔器以上設(shè)計深度的油管，借助射孔槍進行穿孔，具有氣舉閥作用，構(gòu)建全新油套循環(huán)體系，與地面設(shè)備能夠配合開展氣舉排水作業(yè)，相比于常規(guī)氣舉工藝，其主要特點就是不需要井下設(shè)備、不動管柱、風險小以及成本低等。而GP氣田就是典型中高含硫、超深、高溫氣藏，在選擇排水工藝過程中，需要對井下設(shè)備的耐高溫與抗硫性能等進行充分考慮，因此該工藝在PG氣田中具有良好適應(yīng)性。

結(jié)語：綜上所述，本文主要對連續(xù)氣舉、泡沫排水以及其他排水工藝進行分析，對相關(guān)工藝的應(yīng)用優(yōu)勢以及適應(yīng)性等進行了闡述。最終結(jié)合PG氣田實例，發(fā)現(xiàn)油管穿孔氣舉工藝的適應(yīng)性最為突出，具有不需要井下設(shè)備、不動管柱、風險小以及成本低等特點。

參考文獻：

[1]彭楊， 葉長青， 孫風景，等. 高含硫氣井罐裝電潛泵系統(tǒng)排水采氣工藝[J]. 天然氣工業(yè)， 2018， 38（02）：67-73.

[2]陳永浩. 高含硫氣井泡沫排水采氣技術(shù)研究[J]. 中國石油和化工標準與質(zhì)量， 2019， 39（16）：217-219+221.

[3]陳貝貝， 韓江南. 探究高含硫氣井泡沫排水采氣技術(shù)[J]. 中國化工貿(mào)易， 2019， 11（31）：97-97.

中石化中原油田分公司石油工程技術(shù)研究院，河南，濮陽，457000