樂東22-1氣田海上氣井控水增產(chǎn)探索與實踐

華金林 毛煉

摘要：隨著海上氣田氣井生產(chǎn)時間的增加，氣井出水是氣田面臨的一個比較嚴峻的問題。嚴重出水影響氣井的穩(wěn)定生產(chǎn)，使得氣井的產(chǎn)量急劇下降，甚至導致氣井水淹，大大減少采收率。由于堵水采氣和排水采氣對于海上氣田來說作業(yè)成本極高，因此研究控水措施對于延長海上氣田出水井生產(chǎn)周期具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：控水;水淹;微正流量;攜液;清噴

1 項目背景

樂東22-1氣田A9H井于2009年8月投產(chǎn)，開采層位為L2I下、L2Ⅱ下、L2Ⅲ上氣組。2016年10月樂東22-1氣田A9H井產(chǎn)水量“爬梯式”上漲，井口壓力下降趨勢明顯，且有較大幅度波動，截止2017年3月，水氣比由0.01方/萬方上升至2.95方/萬方，產(chǎn)水及水氣比持續(xù)上升，面臨水淹停噴風險[1]。

2?A9H井出水原因分析

A9H井是中層系一口合采水平井，合采L2I下、L2Ⅱ下、L2Ⅲ上氣組，其中L2Ⅲ上氣組是主要開發(fā)層段。

2.1?L2I下氣組出水可能性分析

L2I下氣組物性中等，探井6井試井滲透率15mD，無阻流量12萬方/天，A9H井劈分日產(chǎn)氣約6萬方/天。L2I下氣組多口井鉆遇水層，其中探井3、7井鉆遇水層，探井2、6井及開發(fā)井A1、A2、A7井3口井的底部鉆遇水層，A9H井距離內(nèi)邊界632m。結(jié)合測井解釋分析，A9H井底部高滲層和南邊鉆遇水層是同一套砂，存在高滲層溝通外部大水體導致該井見水的可能。綜合物性、產(chǎn)氣能力、氣水分布，A9H井在L2I下氣組出水的可能性較大。

2.2?L2Ⅱ下氣組出水可能性分析

L2Ⅱ下氣組屬低阻氣層，物性較差，試井滲透率2mD～11mD，有效厚度0.6m～6m，平面非均質(zhì)性強;探井3井無阻流量0.5萬方/天，A9H井類比無阻流量約6萬方/天，劈分日產(chǎn)氣約2萬方/天，A9H井距離氣水界面約1.6km。綜合物性、產(chǎn)氣能力、氣水分布，A9H井L2Ⅱ下氣組出水的可能性較小。

2.3?L2Ⅲ上氣組出水可能性分析

L2Ⅲ上氣組為一套高阻氣層，整體物性較好，孔隙度26.3%，試井滲透率60mD-683mD，生產(chǎn)井無阻流量51萬方/天-218萬方/天，A9H井劈分日產(chǎn)氣約20萬方/天。A9H井位于氣藏高部位，距離內(nèi)邊界約2.3km，該氣藏距離內(nèi)邊界最近是底部位的A12H井。L2Ⅲ上氣組儲層能量較充足，水體倍數(shù)為35倍左右。預測A9H井在L2Ⅲ上氣組見水時間為2019年1月，A12H井為2017年10月。綜合物性、氣水分布和數(shù)模預測，L2Ⅲ上氣組最早出水的生產(chǎn)井應為低部位的A12H井，A9H井在該氣組最早見水的可能性不大。

結(jié)合見水原因分析結(jié)果，油藏認為L2I下氣組出水的可能性較大，L2Ⅱ下氣組出水的可能性較小，L2Ⅲ上氣組最早見水的可能性不大。若L2I下氣組見水，預測A9H井2017年10月水淹關(guān)停。

由于A9H井下管柱有泵開式剪切球座，內(nèi)徑1.25in，測井儀器無法通過，無法進行常規(guī)控水作業(yè)，需動管柱，但平臺無修井機，僅能進行連續(xù)油管和鋼絲作業(yè)，因此必須動用鉆井船進行動管柱作業(yè)，作業(yè)成本極高，且在修井后對產(chǎn)能影響較大。A9H井多層合采，各小層的壓力、產(chǎn)能均不清楚，存在最大出水層位即是主力氣層的風險，產(chǎn)水上升快，存在水淹關(guān)停時間早于預期的風險。

總體來說該井實施找水/控水的工藝措施難度較大，工程和儲層保護風險較高，如何對該井實施有效控水以達到延長生產(chǎn)周期的目的，成為工藝人員亟待解決的問題。

3?創(chuàng)新方案

為攜帶出A9H井筒內(nèi)的液體，需要提高氣量防止水淹。但過度開大油嘴，氣井產(chǎn)能下降過快加速水淹，因此需要找到平衡點，確定氣井合理的工作制度。

3.1?“微正流量”生產(chǎn)模式挖潛能

當氣井出現(xiàn)水侵以后，如不能持續(xù)將水攜帶出井筒，將會引起氣井生產(chǎn)的不穩(wěn)定，造成井筒積液對儲氣層產(chǎn)生很大的回壓，并最終導致氣井水淹而過早停噴，嚴重影響氣井采收率，且氣井出水將使得油管內(nèi)由氣相單相流動轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖簝上嗔鲃樱瑢е戮才e升矛盾加劇，油管內(nèi)流動壓力損失變大[2]。由此可見，在氣井轉(zhuǎn)入帶水生產(chǎn)階段時，需適當增加生產(chǎn)壓差，提高氣量持續(xù)地將地層水攜帶出井筒。但是如果氣量過大將進一步加劇底水錐進，造成地層水對產(chǎn)層的污染，使壓力和產(chǎn)量迅速并大幅度下降。此外，大氣量生產(chǎn)還有可能引起井底坍塌，造成滲透層和油管的堵塞，加劇氣井生產(chǎn)情況的惡化。因此在氣田出水時，應將氣井氣量控制在微正流量（略大于最小攜液流量），出水氣井采取微正流量生產(chǎn)下既能持續(xù)不斷得將水攜帶出井筒又不會加劇出水。通過對Turner最小攜液模型[3]的優(yōu)化，可以推導出最小攜液流速和最小攜液流量公式，即：

根據(jù)上述公式可以看出微正流量不是一個恒定不變的值，而是一個隨著氣井的不斷生產(chǎn)和工況的變化而實時改變的值，其中井底流壓是對最小攜液流量影響最大的參數(shù)。因此在實際生產(chǎn)時，用井底流壓來表征微正流量是比較實用的，在一定的工作制度下，如果井底流壓呈上升趨勢，則說明井底積液增加了，此時流量小于最小攜液流量，不滿足微正流量生產(chǎn)，應開大油嘴減小井口壓力，提升產(chǎn)量。據(jù)此氣田操作人員首先進行了氣井最低流量的攜液能力測試，經(jīng)過測試A9H井的流量低于15萬方/天的情況下，氣井的攜液能力不能滿足生產(chǎn)需求，將會導致井筒積液。隨后將該井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式2中計算得到最小攜液流量為15.5萬方每天，與現(xiàn)場實測值15萬方每天十分接近。根據(jù)這一情況，見水初期氣田決定將A9H井的產(chǎn)量控制在約16萬方/天，基本該井實現(xiàn)壓力、溫度、產(chǎn)量穩(wěn)定。在滿足最小攜液量條件下，通過調(diào)整氣井生產(chǎn)參數(shù)，充分利用下層產(chǎn)氣，上層產(chǎn)水的自噴排水能力，減緩氣藏水錐速度，保證氣井攜液速度與氣藏水錐速度之間的動態(tài)平衡，采用微正流量生產(chǎn)至今，A9H井出水得到有效治理。

3.2?優(yōu)化選井邏輯，實現(xiàn)選擇性關(guān)井

出水井產(chǎn)液大幅增加之后，已經(jīng)不具備長時間的關(guān)井條件，因氣井出水具有不可逆性，一旦長時間關(guān)井，會造成井筒積液，大量積液產(chǎn)生的巨大阻力，造成開井困難，甚至水淹停噴，因此出水井生產(chǎn)時一定要采取措施避免意外關(guān)井。

根據(jù)樂東22-1氣田邏輯設計，壓縮機故障停機后相應工藝流程前端的生產(chǎn)井會自動關(guān)閉，造成出水井回壓突然升高。為保證A9H井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，減少井筒壓力激動，由樂東22-1氣田黨支部牽頭，開展頭腦風暴，梳理排查可能引發(fā)A9H井意外關(guān)停的各種因素，經(jīng)反復分析論證，在生產(chǎn)安全兩相顧的前提條件下，創(chuàng)造性的提出了優(yōu)化壓縮機選井邏輯，改變以往壓縮機停機“一刀切”的關(guān)井模式，細化關(guān)井選項，由控制室操作工根據(jù)工況“選擇性”關(guān)井，避免了A9H井在壓縮機故障停機時關(guān)井，同時將A9H井物流通過生產(chǎn)分離器出口壓力調(diào)節(jié)閥放空，保證該井流體在井筒內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定流動，消除了井筒積液風險。

3.3 優(yōu)化大修方案，實現(xiàn)“停產(chǎn)不停井”

為了進行設備維護改造，氣田每年要進行大型維修，基于安全性考慮，傳統(tǒng)做法是關(guān)閉所有生產(chǎn)井開展“停產(chǎn)檢修”，但在氣井大量見水后這種“停產(chǎn)檢修”的模式已經(jīng)不能適應生產(chǎn)需要。為避免A9H井水淹停噴，氣田將檢修內(nèi)容分為放空系統(tǒng)和非放空系統(tǒng)兩類，將具體作業(yè)內(nèi)容及隔離方案進行優(yōu)化，把放空系統(tǒng)檢修轉(zhuǎn)移到正常生產(chǎn)期間開展，非放空系統(tǒng)檢修時則將A9H井導入放空流程進行連續(xù)放空清噴，清除井筒積液，既保證了大修作業(yè)安全，又保證了井內(nèi)流體的持續(xù)流動，連續(xù)兩年實現(xiàn)了大修“停產(chǎn)不停井”。

3.4 加密動態(tài)監(jiān)測，完善清噴方案

針對A9H井出水量急劇增加的嚴峻形勢，氣田增加了產(chǎn)能測試頻率，定期對壓力、溫度、產(chǎn)氣、產(chǎn)液及水樣氯離子等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，提前預判生產(chǎn)風險，同時考慮避臺期間生產(chǎn)關(guān)停的影響，編制了應急清噴方案，明確了A9H井清噴實施條件、清噴實施風險點及安全操作注意事項，累積實施緊急清噴3次，成功將A9H井搶救回來并維持良好的生產(chǎn)工況，為氣田的穩(wěn)產(chǎn)增效提供了堅實的基礎。

4應用推廣及效益情況

4.1 項目效益

針對A9H氣井實施找水/控水工藝措施難度大、工程和儲層保護風險較高、產(chǎn)水量“爬梯式”上漲的特點，決定繞開常規(guī)的排水采氣方法，在氣量大于臨界攜液量的“微正流量”模式下，實時調(diào)整A9H井油嘴開度，持續(xù)監(jiān)控壓力、溫度變化趨勢，同時采取大修“停產(chǎn)不停井”、優(yōu)化選井邏輯、制定應急清噴方案等措施，成為延長該井生產(chǎn)周期的重要手段。2017年以來，生產(chǎn)人員不斷完善優(yōu)化“微正流量”為主的綜合控水采氣技術(shù)，實現(xiàn)A9H井平穩(wěn)生產(chǎn)至今，增產(chǎn)天然氣約1億方，有效推進了氣田高質(zhì)量發(fā)展。

4.2應用推廣

隨著開采時間的增加和開發(fā)程度的加深，氣田必將面臨一個較嚴峻的問題，即含水氣井不斷增加。這將嚴重地威脅氣井生產(chǎn)的穩(wěn)定，使產(chǎn)氣量急劇下降，其結(jié)果將使氣井被水淹而造成停產(chǎn)，大大降低氣井采收率。樂東22-1氣田投產(chǎn)已逾十年，各氣井產(chǎn)水量均存在不同程度的上漲，A5H、A20H同時也存在產(chǎn)水量大、產(chǎn)水上升速度快的現(xiàn)象。通過應用“微正流量”為主的綜合控水采氣技術(shù)，并根據(jù)每口氣井的生產(chǎn)工藝參數(shù)進行優(yōu)化，A5H、A20H井的產(chǎn)水上升速度得到明顯遏制，產(chǎn)氣量維持微弱自然衰減趨勢，有效延長了出水井的生產(chǎn)周期。

該技術(shù)轉(zhuǎn)化程度較高，應用范圍廣泛，尤其對于實施找水/控水工藝措施難度大的氣井提供了一種延長生產(chǎn)周期的解決思路，并已在多口出水井的生產(chǎn)管理上推廣應用，取得了良好的經(jīng)濟效益，具有較高的推廣性和可操作性。

參考文獻：

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