泡沫排水采气工艺在苏里格气田的应用

泡沫排水采气工艺在苏里格气田的应用田发国1,2冯朋鑫1,2徐文龙1,2赖海涛1,2曹毅1,2李在顺1,2罗川又1,2（1.中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心，2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安，710021）摘要：随着苏里格气田的规模开发，生产时间的延长，地层能量不断递减，产水气井数量逐年增多，这严重影响了气田产能的发挥。目前，苏里格气田产水气井约占气井总量的三分之一，在众多排水采气工艺中，泡沫排水采气工艺由于其施工方便，成本低，符合苏里格气田低成本开发的基本原则，已经成为气田排水采气的主体措施，苏里格气田泡沫排水采气措施中药剂的选择，加注制度的设计都是由其特殊的工艺流程决定，经过几年的生产实践，泡排工艺在苏里格气田应用过程中解决了诸多气井产水问题。通过泡沫排水采气工艺，苏里格气田年增产气量约2.4×108m3，产生了客观的经济效益。关键词：泡排工艺，气井积液，气井产能，苏里格苏里格气田是典型的“三低”（低孔、低渗、低丰度）气田，整个气田单井数量多，单井产量低、区块分散，随着苏里格气田的大规模开发，地层能量逐渐降低，气井产水现象普遍出现，而且逐年增多，而且呈现出产水气井点多面广、分布不均匀的特点。产水气井严重影响了气田产能的发挥，同时也严重影响了气井的利用率，因此排水采气措施也成了气田稳定生产的必要保证，但是在苏里格气田低成本开发的战略背景及特殊的地面工艺情况下，排水采气措施也面临诸多困难与挑战，主要体现在一是单井井下节流器的存在，导致部分工具排水及药剂排水不能有效开展；二是单井产水量无法计量，丛式井产量计量劈分（丛式井共用一个流量计，流量计上获取的产气量会劈分到单口井）差异较大，导致气液比、积液量不详，排水采气措施针对性相对较差；三是排水采气措施的时机无法确定。经过几年的现场生产实践试验，在目前主要适用的连续油管排水采气、泡沫排水采气、柱塞气举等排水工艺中，泡沫排水采气措施因为成本低、施工方便、设备简单、不用关井等优点在苏里格气田现场得到了认可，成为了气田气井排水的主体措施。1泡沫排水采气工艺机理众所周知，天然气的开采和其他流动矿藏开采一样，要经过三个过程：一是从产层到井底—在多孔介质中的流动；二是从井底到井口—在垂直管道中的流动；三是从井口到下游用基金项目：中油股份公司科技专项：基金项目：中油股份公司科技专项：长庆气田稳产及提高采收率技术研究（编号:2011E-1306）资助作者简介：田发国（1983-），男，2010年毕业于西南石油石油大学油田化学专业，现在中石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心从事采气工艺方面的研究工作。电话地址：陕西省西安市未央区凤城三路巍然大厦A5002。Email:tfg1_cq@户—水平集输管道中流动。对于产水气田而言，在天然气流动过程中，不同程度地伴有地层水进入井筒。如果气流有足够的能量，它将随时把产层水带出井口；如果气流能量不足，产层水将逐渐在井筒里及井底近区聚集，形成积液，导致气井水淹而停喷。气井的产水会产生两个直接恶果，一是井筒积液、回压增大、井口油压降低、气井生产能力受到严重威胁；二是井底近区域积液，产层由于“水锁”、“水侵”等原因，使得气相渗透率受到很大伤害，由此将严重影响气井的产能发挥。泡沫排水采气正是针对气井这一问题而提出的一种减少井底积液，疏导气水通道，改善或恢复气井生产能力的助采措施。它旨在通过化学药剂的加入，解除气水流动通道堵塞，减少“滑脱”损失，提高气流的垂直举液能力。泡排剂是一些具有特殊分子结构的表面活性剂和高分子聚合物，其分子上含有亲水和亲油基团，具有双亲性[1]，它的助采作用是通过泡沫效应、分散效应、减阻效应、洗涤效应等实现。2苏里格气田用于泡排工艺的药剂根据施工井生产情况、井底温度、流体性质，按SY/T6465-2000标准进行起泡剂性能评价。根据苏里格气田前期泡沫排水起泡剂评价结果，起泡剂采用UT-6、UT-8、UT-11C，三种起泡剂性能见表3。表1UT-6、UT-8、UT-11C三种起泡剂性能参数表序号起泡剂型号5min泡高mm15min携液率%适用范围推荐浓度%1UT-610875矿化度＜150g/L，凝析油＜20%0.3%-0.5%2UT-810278矿化度＜100g/L，凝析油＜20%0.2%-0.3%，清水稀释5-10倍3UT-11C11580矿化度＜150g/L，凝析油＜30%0.3%-0.5%，清水稀释5-20倍考虑到苏里格气田气井普遍含有凝析油，且单井集输管线较长，结合站内集气工艺，目前暂不加注消泡剂。2.1起泡剂选择起泡剂的选择根据气井井身结构和积液类型确定。（1）无节流器积液气井：油套环空连通气井选用UT-11C、UT-8；油套环空不连通气井选用UT-6（棒状起泡剂）。（2）有节流器积液气井：节流器上方积液气井选用UT-6；节流器下方积液气井选用UT-11C、UT-8。2.2泡排剂加注制度设计（1）加注量：起泡剂加注用量根据井筒积液量及加注浓度确定。首次加注量=（气井积液量×加注浓度）×2正常加注量=气井积液量×加注浓度（2）加注周期：连续生产井、自然间喷井根据产气量确定，间歇生产井根据生产制度确定。3.泡沫排水工艺的现场应用苏里格气田泡沫排水采气措施从2010年大规模使用，在对外借鉴学习，交流的大背景下，经过几年的生产实践试验，该项技术在试验和推广应用中逐步完善，措施井数日益增多，施工范围日益扩大。截止2012年年底，苏里格气田共进行1400余口井泡沫排水采气措施试验和推广，年增产气量约2.4×108m3，产生了客观的经济效益。3.1使间歇生产井转为连续生产间歇生产井一般是由于井下积液或生产后期地层能量补充不足而引起的。在苏力格气田，由于井筒积液而使得气井产能不能有效发挥的情况很多，再加上随着气田开发时间的延长，地层能量也逐步衰减，故此这一部分积液井在后期生产中只能通过间歇关井恢复能量，等气量达到临界携液流量后，才能正常带液生产。目前，通过在特定的时候向井筒油管或者套管中加入泡排剂，在天然气自身能量的搅动下，使得液体转变为密度小的气泡而到地面，这样就使得相当一部分间歇生产井能够连续稳定生产。例如苏东X1井，该井投产时间为2008年6月，该井为投放节流器生产，随着生产时间的延长，地层能量下降，同时井筒出现积液情况，从2011年5月到2012年6月采取间歇生产方式，但是后期间歇生产效果甚微，后期进行泡沫排水采气试验，从2013年年初，按照设计的加注周期和加注制度，加密加入泡排剂的周期，套压下降，油压上升，产气量从0.1×104m3/d上升到0.40.1×104m3/d，恢复了连续生产。间歇生产加密泡排泡排试验间歇生产加密泡排泡排试验图1苏东X1井生产曲线3.2使水淹停产井复活对于尚有一定产能的水淹停产井，可以用连续泡排，或者以其它启动气源诱喷，待排出大部分积液后，有可能建立起连续生产制度。如苏东S3井，该井投产于2012年12月，上下古层位合采，投产后稳定生产，生产约5个月后，由于是投放节流器生产，套压逐步升高，油压波动，产气量逐步下降，从0.97×104m3/d下降到0.06×104m3/d，说明气井积液停产。从2013年5月份先开始泡沫排水采气试验，效果不佳，在6月17号采用了气举助排后，又辅助泡排措施，从7月份开始，该井生产套压从18.5Mpa下降到13.1Mpa，产气量从0.0606×104m3/d上升到1.0×104m3/d，该井目前辅助泡排措施，连续稳定生产。泡排连续生产泡排+气举气井积液，泡排试验泡排连续生产泡排+气举气井积液，泡排试验图2苏东S3井生产曲线3.3延长高压低产气井连续生产时间苏里格气田单井产量普遍较低，大部分气井都采取投放节流器生产。就目前而言，大部分气井出水后，产气量明显产生波动，但是生产套压长时间维持在高位，说明这类气井地层潜力比较大，就是因为井底积液的产生，导致气井产能发挥受阻，为了恢复这类气井能够稳定生产，在生产实践过程中，对其定期进行加注泡排剂（泡排棒），在长期的试验过程中，发现泡排剂的加入，使得这类气井恢复稳定生产，同时长期保持正常生产。例如苏5-A井，该井于2011年投产，生产过程中套压一直维持高位，生产气量0.4-0.5×104m3/d。在2012年11月份开始，套压缓慢升高，气量波动有下降趋势，证明该井出现产水，于是在2012年年底开始采取泡排试验，2013年3月份，气田所在地温度回升，按照设计，加密泡排试验，一个月后生产套压从21.1Mpa下降到了19.8Mpa，生产气量继续维持在0.5×104m3/d，该井后期按照设计继续泡排生产。泡排继续保持正常生产连续泡排生产套压高位，气量波动泡排继续保持正常生产连续泡排生产套压高位，气量波动图3苏5-A井生产曲线3.4集输管线排污带液苏里格气田处于毛乌素沙漠地带，气井分散，点多面广，集气干管及支线在沙漠中上下起伏，由于大部分气井产液导致部分集气管线在低位处积液严重，随着积液时间的延长，积液量的增加，这不仅对管线造成腐蚀，而且由于气流不畅，对单井生产造成一定的回压。对生产最不利的时，由于管线积液不能及时携带走，一旦关井恢复开井后，气量突然增加，导致管线中瞬时出现段塞流，在这种情况下，段塞流的出现导致集气站内分离器的液位短时间内突然升高，按照分离器平时的生产能力，不能有效排液，这样导致的结果一是产生安全事故，二是由于带液气体进入外输管线，导致压缩机停机，这些事故对生产是极为不利的。生产实践中，我们定期在管线中添加少量泡排剂，使得有倾角位置的管线积液在天然气自身能量的驱动下被带到平缓地面，进而将管线积液带走。我们在苏里格气田东区苏东A站2号干管进行了加注起泡剂带液试验，干管输气压力下降0.9MPa，干管出液量增加，经过实践实验，干管中的存有的积液在天然气自身能量的驱动下被逐渐带出，取得了良好的效果。4结论（1）泡沫排水采气工艺是苏里格气田的主体排水采气措施，泡排剂的加注要根据井况和积液类型进行设计；（2）经过长期的现场试验，泡沫排水采气在苏里格气田现场解决了诸多生产问题，目前被广泛应用与间歇生产产水井、水淹井、高压低产井，除此之外，在管线排污带液中也起到了良好的效果。（3）泡沫排水采气措施的规模推广使用，气田年增产气量达到约2.4×108m3，产生了客观的经济效益。参考文献：[1]杨川东.采气工程[M].北京：石油工业出版社.1997，8[2]文昌玉,虞建华,燕自峰等.泡沫排水采气技术在塔里木油田的应用[J].石油钻采工艺，2007,29（4）：100～101[3]蒋泽银,唐永帆，林德建等.川西北气矿平落坝气田泡沫排水采气工艺技术研究及应用[J].石油与天然气化工，2007,36（4）：324～327[4]陈瑜，王勋.新场气田泡沫排水采气工艺应用研究[J].钻采工艺，2008,32（4）：82～84ApplicationongasproductiontechnologyoffoamdrainageinSuligegasfieldTianFaguo1,2FengPengxin1,2XuWenlong1,2LaiHaitao1,2CaoYi1,2LiZaishun1,2LuoChuanyou(1.SuligegasfieldresearchcenterChangqingoilfieldcompanypetrochina,2.NationalEngineeringLaboratoryofTightOil&GasfieldExplorationandDevelopment,Xi’anShanxi710021,China)Abstract：Withsuligegasfieldscaledevelopment,productiontimeextensiontheformationenergydecreasing,waterproductionincreasingthenumberofgaswellswithwaterproduction,yearbyyear，whichseriouslyaffectedthegasproduction.Atpresent,thegasfieldwellsproducingwaterwellsaboutonethirdoftotalgasproductioninanumberofdrainage,thegasproductiontechnologyoffoamdrainageduetoitsconstructionconvenient,lowcost,whichmeetsthebasicprinciplesoflow-costdevelopmentonthegasfield,hasbecomethemaingasfieldgasdrainagemeasures,thearticlemainlyonfoamdrainagegasandwaterproductionmechanismofactiononwellproductivityimpactfoamdrainagegasgasfieldmeasuresPharmacychoice,fillingsystemdesignandotheraspectsaredescribed,especiallyinthega