海上低滲凝析氣田生產(chǎn)井提高采收率良好實(shí)踐

張祥榮，胡海洋(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

0 引言

南海西部首個(gè)低滲凝析氣田A氣田共開采WC9-2/WC9-3/WC10-3三個(gè)區(qū)塊，區(qū)塊內(nèi)孔隙度、滲透率均較低，油層厚度普遍不大，整體油藏物性較差，屬于中低孔、低滲油藏，動(dòng)用儲(chǔ)量鉆后與ODP差異大。A氣田采用導(dǎo)管架平臺(tái)A平臺(tái)進(jìn)行生產(chǎn)開發(fā)，共完鉆13口生產(chǎn)井。生產(chǎn)開發(fā)過程中根據(jù)生產(chǎn)井特性將其分為中高產(chǎn)井、低產(chǎn)井、關(guān)停井、間歇生產(chǎn)井、水淹風(fēng)險(xiǎn)井共五類，開采過程中生產(chǎn)井主要受反凝析傷害，出現(xiàn)儲(chǔ)層烴鎖，導(dǎo)致井筒近井地帶存在污染，影響氣井產(chǎn)能。

1 實(shí)施方案中的整體降壓生產(chǎn)

A氣田工藝處理流程實(shí)施整體分階段(三個(gè)階段，)深度降壓策略，示意圖如圖1所示。一是提高生產(chǎn)井的生產(chǎn)壓差，進(jìn)一步提高生產(chǎn)井的單井采收率；二是針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)水淹井，提高流體流動(dòng)速率，增大高產(chǎn)液井?dāng)y液量，防止生產(chǎn)井積液淹井。根據(jù)降壓測(cè)試方案逐步降低各個(gè)壓力節(jié)點(diǎn)至目標(biāo)壓力，降壓過程中密切關(guān)注關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)、外輸熱值及烴露點(diǎn)變化情況。

圖1 分階段深度降壓工藝流程

階段一：低壓井進(jìn)入低壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)4 450 kPa)后進(jìn)入濕氣壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)行增壓，與高壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)9 150 kPa)、段塞流捕集器(設(shè)點(diǎn)9 150 kPa)來氣混合進(jìn)入脫水、脫烴系統(tǒng)，脫烴時(shí)經(jīng)過JT閥節(jié)流降壓至5 500 kPa后通過干氣壓縮機(jī)增壓外輸至香港海管。

階段二：低壓井進(jìn)入低壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)1 750 kPa)后進(jìn)入濕氣壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)行增壓，與高壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)4 450 kPa)、段塞流捕集器(設(shè)點(diǎn)4 450 kPa)來氣混合進(jìn)濕氣壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)行增壓后入脫水、脫烴系統(tǒng)，脫烴時(shí)經(jīng)過JT閥節(jié)流降壓至4 950 kPa后通過干氣壓縮機(jī)增壓外輸至香港海管。

階段三：低壓井進(jìn)入低壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)1 550 kPa)與段塞流捕集器(設(shè)點(diǎn)1 750 kPa)來氣后進(jìn)入濕氣壓縮機(jī)一級(jí)進(jìn)行增壓，與高壓生產(chǎn)分離器(設(shè)點(diǎn)4 000 kPa)來氣混合進(jìn)入濕氣壓縮機(jī)二級(jí)進(jìn)行增壓后入脫水、脫烴系統(tǒng)，脫烴時(shí)經(jīng)過JT閥節(jié)流降壓至4 650 kPa后通過干氣壓縮機(jī)增壓外輸至香港海管。

2 實(shí)施方案中的低效井治理

結(jié)合氣井動(dòng)態(tài)分析及前期生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，制定每口低效井的“一井一策”精細(xì)管理化方案，創(chuàng)新提出小油嘴生產(chǎn)—大油嘴清噴工作制度、間歇井開關(guān)井預(yù)警策略、水淹風(fēng)險(xiǎn)井清噴決策系統(tǒng)三項(xiàng)治理低效井的技術(shù)革新措施，深度挖潛每口低效井產(chǎn)能。

2.1 創(chuàng)新探索小油嘴生產(chǎn)—大油嘴清噴工作制度，大幅度提高揮發(fā)性油藏生產(chǎn)井時(shí)率

揮發(fā)性油藏生產(chǎn)井自投產(chǎn)后多次出現(xiàn)壓力突降后無產(chǎn)出的異常情況，需要關(guān)井恢復(fù)地層能量實(shí)行間歇生產(chǎn)，建議后續(xù)進(jìn)行氣舉或泵抽生產(chǎn)。在通過多次清噴作業(yè)后摸清揮發(fā)性油藏生產(chǎn)井特性，發(fā)現(xiàn)該類井井口壓力在特定壓力區(qū)間生產(chǎn)時(shí)壓力衰減速率會(huì)異常加快。通過分析地質(zhì)油藏資料、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、清噴數(shù)據(jù)及壓力恢復(fù)特征，判斷該類生產(chǎn)井低于10 MPa后地層反凝析嚴(yán)重，地層孔隙出現(xiàn)烴鎖后滲流阻力大幅度增加，導(dǎo)致井底積液嚴(yán)重。通過實(shí)行小油嘴生產(chǎn)—大油嘴清噴工作制度，以小油嘴維持井口壓力在10 MPa以上生產(chǎn)，當(dāng)井口壓力下降至10 MPa后迅速開大油嘴清噴積液。采取該工作制度能使地層壓力高于露點(diǎn)壓力減緩反凝析作用烴液的析出，同時(shí)該氣量滿足井筒攜液條件，這樣生產(chǎn)井近井地帶能夠達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡防止淹井。

2.2 進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，制定水下井口間歇井開關(guān)井預(yù)警策略

間歇生產(chǎn)井由于地層壓力不足及近井地帶污染等原因無法維持自噴生產(chǎn)，且水下井口無法讀取井下壓力數(shù)據(jù)、鋼絲測(cè)壓作業(yè)成本高難度大，難于摸清儲(chǔ)層壓力恢復(fù)情況。首先對(duì)生產(chǎn)井近60次間歇開關(guān)井壓力溫度、組分及上岸流量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，準(zhǔn)確確定間歇生產(chǎn)井維持最長時(shí)間開井的工作制度。同時(shí)通過壓力、流量變化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定間歇井開關(guān)井預(yù)警策略，將壓力、溫度、流量設(shè)定報(bào)警值，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行工況調(diào)整，最大程度提高單井產(chǎn)能。

2.3 保障井筒流動(dòng)性，制定水淹風(fēng)險(xiǎn)井清噴決策系統(tǒng)

由于地層出水，導(dǎo)致氣體在井筒內(nèi)流動(dòng)過程中形成段塞流，隨著地層壓力下降，氣井?dāng)y液能力逐漸減弱，為保障生產(chǎn)平穩(wěn)，提前預(yù)知井筒內(nèi)氣體攜液能力變化尤為重要。對(duì)此設(shè)立生產(chǎn)井清噴決策系統(tǒng)，從井口壓力波動(dòng)幅度、井口溫度波動(dòng)幅度、瞬時(shí)產(chǎn)氣量波動(dòng)幅度及產(chǎn)能測(cè)試產(chǎn)液變化情況，量化清噴時(shí)機(jī)所需指標(biāo)，用于指導(dǎo)水淹風(fēng)險(xiǎn)井生產(chǎn)參數(shù)異常監(jiān)測(cè)，及時(shí)導(dǎo)入放空系統(tǒng)進(jìn)行放噴清理井底積液，保障井筒內(nèi)流體的流動(dòng)性，延長生產(chǎn)井采氣周期，提高單井采收率。

3 實(shí)施方案中的地面工藝設(shè)施工藝制度優(yōu)化

綜合考慮關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與生產(chǎn)井異常關(guān)井影響因子，通過探索建立在役壓縮機(jī)負(fù)荷分配及異常關(guān)停選井策略、完善PMS(能源管理系統(tǒng))脫扣CASE策略，優(yōu)化地面工藝設(shè)施設(shè)備工作制度，提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)效及單井生產(chǎn)時(shí)效。

(1)建立在役壓縮機(jī)負(fù)荷分配及異常關(guān)停選井策略，提高氣田抗干擾能力。A氣田天然氣工藝系統(tǒng)每臺(tái)壓縮機(jī)組均為相對(duì)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，壓縮機(jī)控制系統(tǒng)之間無直接邏輯控制，抗壓力波動(dòng)能力弱，單臺(tái)壓縮機(jī)關(guān)停后容易觸發(fā)整個(gè)平臺(tái)的生產(chǎn)關(guān)停。為提高工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將壓縮機(jī)異常關(guān)停與單井選擇聯(lián)動(dòng)控制，建立在役壓縮機(jī)負(fù)荷分配及異常關(guān)停選井策略。通過該選井策略，考慮單井氣量、組分、生產(chǎn)特征、外輸要求及壓縮機(jī)組負(fù)荷、工況等影響進(jìn)行組合選擇，壓縮機(jī)停機(jī)聯(lián)動(dòng)關(guān)閉所選生產(chǎn)井，避免由壓縮機(jī)單元關(guān)停擴(kuò)大升級(jí)為生產(chǎn)關(guān)停。

(2)完善平臺(tái)電站PMS脫扣CASE策略保生產(chǎn)。A氣田共有3臺(tái)主發(fā)電機(jī)組，其中2臺(tái)索拉T60透平發(fā)電機(jī)組，1臺(tái)瓦克夏燃?xì)馔鶑?fù)式發(fā)電機(jī)組，系南海西部海域平臺(tái)首次不同類型發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。PMS系統(tǒng)的控制方式是預(yù)先計(jì)算出當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)各種故障時(shí)，根據(jù)優(yōu)先級(jí)列出所要卸載的設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)故障出現(xiàn)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)功能。運(yùn)行初期由于PMS脫扣CASE與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施不匹配，策略不完善，多次因大型用電設(shè)備(如壓縮機(jī))異常停機(jī)后導(dǎo)致發(fā)電機(jī)逆功率拉停電網(wǎng)，平臺(tái)掉電。通過梳理平臺(tái)用電設(shè)備，依據(jù)對(duì)生產(chǎn)的重要性進(jìn)行優(yōu)先級(jí)劃分，共劃分為10級(jí)。針對(duì)四種不同的發(fā)電機(jī)帶載情況，完善細(xì)化PMS脫扣CASE策略，在機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，將要卸載的設(shè)備分散化，在不需要卸載全部設(shè)備時(shí)，只對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行卸載，使設(shè)備卸載精細(xì)化，把對(duì)生產(chǎn)的影響降低到最低。

(3)針對(duì)A氣田臺(tái)風(fēng)遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)、下游關(guān)停低流量生產(chǎn)及大修停產(chǎn)不停井等非常規(guī)生產(chǎn)模式，建立健全應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，編寫應(yīng)急響應(yīng)方案，細(xì)化崗位應(yīng)急職責(zé)。

4 結(jié)語

海上低滲凝析氣田缺乏成熟的開發(fā)開采經(jīng)驗(yàn)，且受限于平臺(tái)空間、設(shè)備、成本等因素，低滲凝析氣田井下增產(chǎn)措施難度大。通過整體及單井降壓生產(chǎn)、生產(chǎn)井工作制度的摸索、優(yōu)化地面工藝流程等措施能夠提高單井生產(chǎn)時(shí)效，保證平臺(tái)平穩(wěn)生產(chǎn)，最終提高單井采收率，對(duì)其他氣田有較強(qiáng)的推廣意義，A氣田通過上述措施共增產(chǎn)天然氣1 640萬m3，凝析油7 150 m3，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益6 409萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。