井口增壓與泡排組合開采工藝在低壓小產(chǎn)水氣井中的應(yīng)用

摘　要

天然氣生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，降壓開采增壓輸送工藝已作為一項(xiàng)成熟技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。但是，作為后期開采的負(fù)壓開采技術(shù)未能得到推廣。針對(duì)這種現(xiàn)狀，開展了井口增壓與泡排組合開采工藝方面的研究，并在黃家場(chǎng)、 隆昌等氣田開展應(yīng)用試驗(yàn)，取得顯著經(jīng)濟(jì)效益。文中就選井原則和典型井家19井應(yīng)用情況進(jìn)行細(xì)致分析。

西南油氣田分公司川西南氣礦是一個(gè)有著40余年勘探、開發(fā)史的老礦區(qū)。近幾年來，由于勘探上沒有新的重大發(fā)現(xiàn)，使礦區(qū)的后備資源嚴(yán)重不足;新井投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)彌補(bǔ)不了 老井的自然遞減;該礦氣井嚴(yán)重老化，全礦有近90%的氣井現(xiàn)已低于輸壓，靠降壓開采增壓輸送維持生產(chǎn)，單井井口產(chǎn)量遞減加快，單井產(chǎn)量低。針對(duì)這種現(xiàn)狀，礦區(qū)對(duì)井口增壓與泡排組合開采工藝寄予極大的希望，在黃家場(chǎng)、隆昌、界市場(chǎng)、瓦市等氣田開展試驗(yàn)，取得了突破性進(jìn)展。

1　選井原則

通過前期選擇不同出水類型氣井，多井次試驗(yàn)，根據(jù)井 口增壓工藝的特點(diǎn)，在總結(jié)正反兩方面經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確立以下選井原則。
(1)氣井為低壓小產(chǎn)水氣井，井口流動(dòng)壓力接近或平輸氣壓力，地層水不活躍，對(duì)氣井的生產(chǎn)影響不大;
(2)氣井產(chǎn)層滲透性好;
(3)井況良好;
(4)氣井所在區(qū)塊或裂縫系統(tǒng)有一定剩余儲(chǔ)量，所選井預(yù)期增產(chǎn)效果明顯。
確立這4條原則是與井口增壓輸送開采的特點(diǎn)相適應(yīng)的。井口增壓輸送開采最直接的作用就是降低了井口回壓，人們期望實(shí)現(xiàn)“通過降低井口回壓，從而降低井底流壓，增大生產(chǎn)壓差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)”這一推論。對(duì)于氣水同產(chǎn)井而言，降低井口回壓是技術(shù)手段，增大生產(chǎn)壓差和增產(chǎn)是技術(shù)目標(biāo)。
盡可能地優(yōu)選水對(duì)氣井生產(chǎn)影響不明顯的氣井。 因?yàn)閮上嗔鲃?dòng)過程中的水氣比越小流動(dòng)阻力亦越小, 流體間的關(guān)系也簡(jiǎn)單得多。 地層水較活躍的氣井, 在降壓后, 初期會(huì)出現(xiàn)水侵加劇的現(xiàn)象, 造成水侵區(qū)域儲(chǔ)層氣體滲流阻力的增加, 結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)井口壓力下降、產(chǎn)量降低的現(xiàn)象。 包 32 井就出現(xiàn)過用增壓車抽吸加速生產(chǎn), 結(jié)果導(dǎo)致氣井停噴的事例。
產(chǎn)層滲透性連通性好, 否則壓差增大后, 有效生產(chǎn)壓差不會(huì)明顯增加。對(duì)于產(chǎn)水氣井而言, 井筒內(nèi)流體舉升穩(wěn)定也是一個(gè)影響增產(chǎn)的重要條件;在產(chǎn)水氣井中, 井底回壓由氣柱和液柱兩部分組成, 增壓機(jī)抽吸首先降低了氣柱回壓, 而井底回壓降低主要取決于液柱所造成的回壓的降低, 否則井口回壓降低了, 而井底回壓不一定得到降低。 例如氣井生產(chǎn)過程中的積液過程便是井口流動(dòng)壓力降低而井底回壓升高的過程。

2　家19井復(fù)合開采工藝應(yīng)用情況

2.1　家19井基本情況
在確定了選井原則之后，選出了家19井等一批井實(shí)施井口增產(chǎn)加泡排復(fù)合工藝實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)以家19井為例，談一下這種工藝在該井的應(yīng)用及管理。
家19井構(gòu)造位置屬于黃家場(chǎng)構(gòu)造長(zhǎng)軸東段，于1978年5月27日完鉆，完鉆井深2582.0m，完鉆層位P1m1a，產(chǎn)層井段P₁m^b 2469～2534m，產(chǎn)層中深2477.0m。，127mm襯管完井，63.5mm油管下入深度為2495.43m，井內(nèi)落魚(1524mm鉆頭+接頭)共0.54m)。
該井于1978年10月1日投產(chǎn)，初期P_cf 14.35MPa，P_tf 13.48MPa，q_g 19.3×10⁴m³/d，q_w 0.4m³/d。1980年12月2日轉(zhuǎn)套管生產(chǎn)，生產(chǎn)至1988年3月，開始間歇生產(chǎn)，生產(chǎn)參數(shù)為P_cf 1.34MPa，P_tf 1.51MPa，q_g 9.3×10⁴m³/d，q_w 0.9m³/d。生產(chǎn)至1990年3月24日，轉(zhuǎn)油管生產(chǎn)成功。1991年3月4日，用44通井規(guī)通至2494m遇阻。統(tǒng)計(jì)至上工藝前1997年4月，P_cf 0.83MPa，P_tf0.73MPa。q_g 4.0×10⁴m³/d，q_w 3m³/月，間歇生產(chǎn)，供瀘州碳黑廠用氣，累計(jì)采氣Gp 72624.0×10⁴m³，產(chǎn)水3167m³。
(1)該井日產(chǎn)水量小，小于1m³/d左右，出水不活躍;
(2)產(chǎn)層段滲透性、連通性好。
①產(chǎn)層段P₁1m²b的巖性特征為:與不等厚互層，灰褐色石灰?guī)r，質(zhì)純粉晶，瓷狀斷口，見黑褐色及淺灰色燧石。深灰褐色石灰?guī)r部分深灰褐色，普遍帶褐色，微含泥質(zhì)粉晶，局部泥晶瓷狀斷口，含少許白堊及方解石脈，見重結(jié)晶及白云化現(xiàn)象。
②完井試油:在P_R=17.84MPa，P_wf=16.94MPa下獲氣55.6×10⁴m³/d，采氣指數(shù)J=61.78×10⁴m³/MPa/d，表明產(chǎn)層供給狀況良好。
③測(cè)試時(shí)一開始就趨于穩(wěn)定，關(guān)井1min后油套壓就接近平衡，12min后油套壓完全平衡。由此可見，產(chǎn)層裂縫是非常發(fā)育的，且連通性也好。
(3)井況良好，該井有48m口袋，通井時(shí)通井規(guī)也能通至管鞋附近，表明井底落魚及少量沉砂對(duì)產(chǎn)層影響不大。
(4)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求出了氣量與井口流壓之間的關(guān)系式:q_g=5.80-1.954P_tf²，預(yù)測(cè)出當(dāng)P_tf=0.3MPa時(shí)，q_g=5.62×10⁴m³/d，P_tf=0.2MPa時(shí)，q_g=5.72×10⁴m³/d，P_tf=0.1MPa時(shí)，q_g=5.78×10⁴m³/d，預(yù)測(cè)結(jié)果表明該井增產(chǎn)明顯，并擬上M4型增壓機(jī)。
(5)該井所在系統(tǒng)，剩余可采儲(chǔ)量為262×10⁸m³。由上述可見，家19井符合工藝的選井條件。
2.2　井口增壓+泡排復(fù)合工藝措施的原理及實(shí)施簡(jiǎn)況
經(jīng)過論證后，1997年3～5月，M4型增壓機(jī)在家19井安裝完畢(圖1)，并投入運(yùn)行。投入運(yùn)行初期，由于井底積液沒有帶出來，氣井出現(xiàn)積液現(xiàn)象，產(chǎn)量由運(yùn)行前的4.0×10⁴m³/d 降至 3.5×10⁴m³/d 再降至 2.5×10⁴m³/d。在方案實(shí)施前，氣井可能積液的問題已估計(jì)到，這在選井原則中已有體現(xiàn)。因此，要讓氣井增產(chǎn)，必須解決積液?jiǎn)栴}。

圖1 家19 井井口增壓與泡排復(fù)合采氣工藝流程圖

2.2.1　井口增壓+泡排復(fù)合工藝原理
向套管環(huán)空內(nèi)注入一定比例的泡沫劑，以達(dá)到降低積液密度、減小地層水表面張力，易于舉升的目的。由于泡沫液在井底與地層水充分混合后，成為易于舉升的泡沫狀流體，井口增壓機(jī)抽吸，降低了井口回壓，增大了井筒內(nèi)舉升壓差，氣井產(chǎn)量短時(shí)間內(nèi)加大，容易將泡沫狀流體排出。由于在增壓機(jī)進(jìn)氣口前安裝有分離器，井內(nèi)排出的液體經(jīng)分離器排放掉，不會(huì)對(duì)增壓機(jī)的運(yùn)行造成影響。

2.2.2　現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施結(jié)果與經(jīng)濟(jì)效益分析
1997年5月23日后，開始實(shí)施這一復(fù)合工藝，開始由化排車完成注泡工作，后來考慮到注泡是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，就在井口安裝了平衡罐，由站上職工按照所給定的參數(shù)，完成加泡工作。經(jīng)過一個(gè)多月的摸索，給該井制定出了合理的工作制度，達(dá)到預(yù)期效果，現(xiàn)將工藝實(shí)施前后的基本情況列于表1。

表1　家19井實(shí)施復(fù)合工藝前后產(chǎn)量

氣井穩(wěn)定月增產(chǎn)42.0×10⁴m³/月，折算全年增產(chǎn)504×10⁴m³，按井口價(jià)0.56元/m³計(jì)算，年創(chuàng)產(chǎn)值282萬(wàn)元，扣除增壓機(jī)運(yùn)行費(fèi)用和其它費(fèi)用，創(chuàng)效益270萬(wàn)元/年。家19井等4口井采取組合工藝開采取得的效果可見表2。

表2　增壓+泡排組合工藝開采效果

3　認(rèn)識(shí)與體會(huì)

(1)嚴(yán)格按照選井原則選出的氣井，應(yīng)用該工藝取得的增產(chǎn)效果顯著。
(2)就川西南氣礦的現(xiàn)狀而言，不僅該工藝是一種見效快、效果顯著的增儲(chǔ)增產(chǎn)手段，而且極具推廣應(yīng)用價(jià)值。
(3)該工藝研究的深化發(fā)展方向是，井口增壓后，井口還有一定的剩余壓力，可以通過某種方式進(jìn)一步降壓，使得井口絕對(duì)壓力低于0.1MPa，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的“負(fù)壓開采”，是井口增壓+泡排組合工藝以后的深化發(fā)展方向。從技術(shù)角度講，這是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的，在增壓機(jī)與井口之間串入真空泵即可。實(shí)施負(fù)壓開采，我們可以在現(xiàn)有工藝技術(shù)水平下繼續(xù)提高可采儲(chǔ)量，進(jìn)一步提高氣井的經(jīng)濟(jì)采收率。

參考文獻(xiàn):
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[2]　楊繼盛.采氣工藝基礎(chǔ)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1992.

轉(zhuǎn)載自：《鉆采工藝》2000年　第23卷　第6期 作者：黃　霖 (西南油氣田分公司川西南氣礦采氣三廠，四川隆昌張拱橋642150)
中圖分類號(hào):TE377文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
文章編號(hào):1006-768X(2000)06-0090-02