三級間歇試驗及效果評價

孫鈺涵，雷國發(fā)，劉漢超，楊靖堯，李 文，邴 瑞，沈 陽，陳偉偉，李建成

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，陜西西安 710018）

單井間歇是氣井全生命周期的必經(jīng)之路，由于地層滲流和井筒流動為兩相流，地層水會逐漸增加氣體滲流阻力和井底壓力，造成井筒積液。

氣田東二區(qū)單井產(chǎn)量低、攜液能力差，氣井間歇生產(chǎn)生命期較其他區(qū)塊到達早且周期長，所轄內(nèi)生產(chǎn)井中積液井比例在2020 年末高達76.88%，年平均液氣比達到0.87 m3/104m3，尤其是靠近77-1 區(qū)塊單站液氣比最高達到4.31 m3/104m3。

為使積液井正常生產(chǎn)，東二區(qū)目前以單井泡排+間歇作為解決積液的常規(guī)手段，通過不斷重復、有規(guī)律的開關(guān)井，輔以加注表面活性劑，達到排水采氣的目的。

但在逐步摸索排液規(guī)律的過程中，發(fā)現(xiàn)了嚴重制約單井排液的因素。即單井措施后開井排液時，單井管線和集氣支線中的積液量限制了井筒排液，不同程度縮短了制度周期，增加了不必要的人工、物料、管理成本。因此在考慮單井管線和集氣支線中的積液的基礎(chǔ)上，提出了三級間歇理論[1-3]。

1 三級間歇概念

1.1 管網(wǎng)積液對井筒排液的制約性

目前東二區(qū)氣田以“間歇周期內(nèi)平均日產(chǎn)量最大的間歇制度是最優(yōu)”為增產(chǎn)氣量評價標準，以“措施制度后連續(xù)生產(chǎn)至壓力恢復速率拐點的時間最長”為控制壓力評價標準。結(jié)合兩種評價標準判斷有效率體現(xiàn)了以效益為核心的思路。

逐井評價發(fā)現(xiàn)，同一條集氣支線或單井管線上不同位置的同類單井開展措施后，差異較大。

主要原因是集輸管網(wǎng)復雜，流速受到管容、管壓、流體成分的影響，管網(wǎng)中均存在不同程度的積液。而積液量會降低集輸能力、升高末端井壓力，導致措施效果較差，井筒積液難以排出，連續(xù)生產(chǎn)時間短，形成惡性循環(huán)[4-7]。

1.2 三級間歇概念的提出

在全面提升基礎(chǔ)管理，全面提質(zhì)增效、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的思路下，提出從單井-干管-集氣站三級間歇體系的新思路，由點至面，從井筒至干管至集氣站，形成良性排液周期循環(huán)（見圖1）。

圖1 三級間歇體系

2 三級間歇試驗效果評價

2.1 第一級-單井間歇

通過“5 大類、12 小類”的分類標準及配套技術(shù)對策，形成“一類一制度、一井一方法”，以單井平均日產(chǎn)氣量最大化的目的為導向，明晰了不同壓力下制度周期的確定。東二區(qū)氣田2020 年共計開展單井間歇4 000 余井次，平均單井增產(chǎn)800 m3，措施覆蓋率88%，措施有效率66%，理論體系日趨成熟。

人工間歇：形成地層產(chǎn)液井“輪換關(guān)井恢復、壓縮機停機后及時泡排”思路，井筒積液井“冬病夏治”的管理模式。

機械間歇：形成智能間歇/柱塞氣舉井系統(tǒng)化管理方法，以制度、動態(tài)、設(shè)備、巡護分級分責的管理體系。

人工+機械間歇：在明確以效益為核心的基礎(chǔ)，適時介入，相互輔助，加大排水采氣力度。

影響因素及存在問題：

（1）單井排水采氣工藝處于被動解決積液狀態(tài)：低滲透氣藏滲流具有反滲吸啟動壓力的特征，氣井如果長期待積液后才開展措施，可能會導致反滲吸水鎖，進而影響氣井產(chǎn)能。不同積液井理論制度應考慮不同關(guān)井時間、開井時機、加注濃度、加注周期及加注時機。單井單制度評價跟蹤耗費大量人力物力，以目前技術(shù)無法完成。

（2）各類影響因素較多：夏季是排水采氣“黃金期”，同時動火、清管、壓縮機保養(yǎng)、檢修技改也較為集中，春秋季節(jié)壓縮機啟停需密切關(guān)注壓力調(diào)整制度以適應干管壓力的變化，部分單井因關(guān)井時間較長、制度周期未及時調(diào)整效果較差。

（3）管網(wǎng)積液影響：2-1 干線及各站支線清管后單井措施有效率均提升5%～10%，管網(wǎng)積液對措施效果影響無法忽視，忽略單井管線、集氣支線的首末端壓差盲目開展措施對有效率造成一定影響。

2.2 第二級-干管間歇

2.2.1 整條干管間歇試驗 試驗內(nèi)容：整條干管關(guān)井24 h，關(guān)前套管注劑40～60 L，由進站端至末端逐口開井。

壓縮機啟機狀態(tài)：對14 條干管292 口氣井進行試驗，其中10 條干管效果較好，4 條干管效果不顯著，有效率為71.4%。

壓縮機停機狀態(tài)：對6 條干管124 口氣井進行試驗，其中3 條干管效果較好，2 條干管效果一般，1 條干管無效，有效率為50%（見表1）。

表1 產(chǎn)液重點干管重點井統(tǒng)計表

小結(jié)：（1）壓縮機長期停機時整條干管間歇適用于干管較長、末端井產(chǎn)能好的情況，由近至遠開井效果明顯；（2）壓縮機長期停機時干管壓力偏高，末端井措施效果明顯，但是持續(xù)排液時間較短；（3）壓縮機連續(xù)啟機時整條干管間歇適用于干管較長、干管末端井叢較多、整條干管總配產(chǎn)適中的情況，產(chǎn)能較高井分布均勻的干管效果最好；（4）壓縮機連續(xù)啟機時管壓與油壓相差較小，制度周期內(nèi)產(chǎn)量非最大化，僅作為管網(wǎng)排液的一種手段；（5）整條干管間歇的缺點是工作量大、開關(guān)井頻次高，適用范圍不廣泛，同時對柱塞井連續(xù)生產(chǎn)制度造成一定影響。

2.2.2 干管激動帶液試驗 試驗內(nèi)容：當進站壓力與干管末端井管壓差值達到一定值時，將電動球閥關(guān)閉，密切監(jiān)視壓力情況，憋壓至預設(shè)值后，迅速開啟閥門，加大輸氣壓差，增大流體流速。

壓縮機分啟停時段開展18 條干管激動帶液，統(tǒng)計有效率達到78%（壓差下降0.1 MPa 以上或單次排液量大于1 m3），平均單井壓力降低了0.12 MPa（見圖2）。

圖2 干管激動帶液試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計-壓縮機啟機狀態(tài)

小結(jié)：（1）干管激動帶液主要影響因素為末端井管壓與進站壓力之間的壓差，壓縮機啟停為次要影響因素，管網(wǎng)的復雜程度和末端井產(chǎn)能一定程度也影響效果；（2）試驗中總產(chǎn)能高、產(chǎn)液量大的干管，單次措施效果一般，有規(guī)律、周期性開展措施由近至遠的排液，或輔助單井間歇措施效果較好；（3）干管激動帶液適用范圍廣泛，低成本、可操作性強，缺點是無法針對性的將復雜管網(wǎng)的積液有效排出；（4）建議首先開展干管激動帶液后，輔助整條干管間歇，根據(jù)管網(wǎng)調(diào)整開井順序，排液效果較好。

2.2.3 干管泡排試驗 試驗內(nèi)容：優(yōu)選12 條集氣支線（要求末端井產(chǎn)能較高，壓力恢復能力較好），通過末端井短期間歇，或不關(guān)井干管泡排加大注劑量，達到增加末端流體流速，管網(wǎng)內(nèi)起泡帶液的效果。

試驗效果分析：有效8 次，無效2 次，效果一般2次，有效率67%（見表2）。

表2 干管泡排試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

效果明顯：優(yōu)選干管末端井叢中產(chǎn)能較高、關(guān)井壓力恢復較好單井，間歇開井后從34-37C5 管壓壓力表處分別加注100 L/150 L/200 L 泡排劑，通過試驗前后單井瞬流與站內(nèi)分離器液位變化分析效果。

小結(jié)：（1）該試驗適用于管網(wǎng)簡單，末端井產(chǎn)能較高的干管，且壓縮機停機狀態(tài)下效果明顯；（2）加注量與干管長度、末端井瞬時流量有直接關(guān)系，一般情況下，在100～200 L 內(nèi)，濃度比例0.1 時效果較好，且差異不大；（3）末端井間歇后，即瞬時流量增大時，影響管網(wǎng)內(nèi)流體流速，對排液起一定影響因素，不關(guān)井泡排基本無效；（4）為增加流體流速，建議干管泡排前后配合壓縮機啟機帶液，對干管排液有一定幫助。

2.3 第三級-壓縮機間歇

以壓縮機間歇啟停為主，集氣站檢修、2-1 支線清管為輔，開展全站間歇。相比清管前，平均產(chǎn)油量由336.7×104m3/d 增加至359.5×104m3/d，產(chǎn)液由364.6 m3增加到468.8 m3，增幅28.6%。

對比8 座集氣站，其中4 座產(chǎn)量較高集氣站效果明顯，4 座不明顯。

小結(jié)：（1）壓縮機間歇試驗效果影響因素主要為瞬時氣量，氣量影響停機時間的判斷，停機時間影響流體流速，控制流速即控制產(chǎn)氣量與排液量；（2）壓縮機間歇試驗分夏季、冬季，長期啟機時停機與長期停機時啟機，目前夏季因下游限產(chǎn)等原因無法滿足連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的試驗條件，未開展，試驗數(shù)據(jù)不充分；（3）試驗結(jié)果表明，瞬時氣量≥100×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機啟機時單臺壓縮機停機時間在0.8～1.2 h 內(nèi)效果較好；瞬時氣量≈50×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機啟機時單臺壓縮機2 h≤停機時間≤4 h 效果較好；瞬時氣量≤20×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機啟機時停機時間≥4 h 效果較好。

3 結(jié)論

3.1 試驗總結(jié)

（1）單井間歇針對井筒排液的效果較好，且已形成一套實用的管理制度；

（2）整條干管間歇針對干管排液效果明顯，適用于干管較長、末端井產(chǎn)能好的情況，由近至遠開井效果明顯；

（3）干管激動帶液試驗中總產(chǎn)能高、產(chǎn)液量大的干管，單次措施效果一般，有規(guī)律、周期性開展措施由近至遠的排液，或輔助單井間歇措施效果更好；

（4）干管泡排試驗排液效果較好，試驗中加注量與干管長度、末端井瞬時流量有直接關(guān)系，一般情況下，在100～200 L 內(nèi)，濃度比例0.1 時效果較好，且差異不大；

（5）壓縮機間歇試驗表明，啟停機對瞬時氣量、排液均有不同程度的影響，單站瞬時流量、停機時間對效果影響最大。

3.2 應用效果評價及推廣前景

該項試驗中針對干管的不同措施可應用于蘇里格氣田其他相似液氣比的區(qū)塊，流體流速相近的情況下，可小范圍開展后調(diào)整措施至大面積推廣；壓縮機間歇應用時需考慮單站液氣比、特殊工藝井（如柱塞氣舉井）比例，同時站內(nèi)分離器、閃蒸分液罐的處理量，避免造成火炬池積液等情況發(fā)生。