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[摘 要]針對(duì)河南油田安棚板塊的氣井在采氣的過(guò)程中,地層水和反凝析油積液嚴(yán)重,造成采氣量減少的現(xiàn)狀,通過(guò)對(duì)安棚板塊深層系凝析氣藏的特點(diǎn)深入細(xì)致的分析。通過(guò)采用液氮?dú)馀e排液,常規(guī)泵排液采氣、防氣泵深抽采液采氣等試驗(yàn),形成了安棚深層系防氣泵深抽采液采氣的技術(shù)體系,為安棚深層系凝析氣藏的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]井底積液 采氣工藝 排液

作者簡(jiǎn)介:牛磊(1980-),男,助理工程師,2004年畢業(yè)于河南工業(yè)大學(xué)專業(yè),現(xiàn)任采油廠雙河油礦注水主辦。

隨著河南油田在安棚板塊開(kāi)發(fā)的深入,地層壓力降低,氣井筒積度增加,近井地帶地層積液嚴(yán)重,造成氣井壓力低,產(chǎn)能低,不能連續(xù)生產(chǎn)。針對(duì)上述問(wèn)題,我們通過(guò)對(duì)深層低滲凝析氣藏采取排液采氣措施的工藝研究,取得排液采氣的效果,解決了多年以來(lái)安棚凝析氣藏排液難的問(wèn)題。提高了安棚凝析氣藏的開(kāi)發(fā)水平,對(duì)今后類似氣井的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

一、安棚凝析氣藏基本情況分析

(一)地質(zhì)概況

安棚凝析氣藏天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量5.67 × 10⁸m³,凝析油地質(zhì)儲(chǔ)量11.7 × 10⁴t,屬中低凝析油含量66-170g/m³,中低儲(chǔ)量豐度(2.93×10⁸m³/km²)的小型凝析氣藏。氣層主要分布于核桃園組核三段Ⅶ13-14、Ⅷ、Ⅸ油組及大倉(cāng)房,埋深3000-3500m,含氣井段長(zhǎng)達(dá)400m 。Ⅶ13~Ⅷ4、Ⅷ11~Ⅸ2、Ⅸ14-21三個(gè)層組氣分布集中,氣儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的80.42%,凝析油儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的81.20%。氣層以中～厚層為主,厚度2～6m的層數(shù)占62.2%,厚度占67.2%,橫向分布比較穩(wěn)定,平面疊合較好。儲(chǔ)層平均孔隙度和滲透率分別為5.37%和1.29×10-3μm²,具有特低孔隙度和特低滲透率特征,隨埋深增加,儲(chǔ)層物性變差。

(二)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

安棚凝析氣藏采用一套不規(guī)則井網(wǎng)、600m井距衰竭式開(kāi)采。主要生產(chǎn)層Ⅸ14-21層段天然氣儲(chǔ)量為2.58×10⁸m³,凝析油儲(chǔ)量4.20×10⁴m³,有安3002、安3003、安3006、泌213四口氣井,層段累計(jì)產(chǎn)氣0.3275×10⁸m³,累計(jì)產(chǎn)油1515.5t, 累計(jì)產(chǎn)水3416.6m³,目前氣采出程度12.69%,油采出程度4.87%; 生產(chǎn)層Ⅶ13-Ⅷ4層段天然氣儲(chǔ)量為0.99×10⁸m³,凝析油儲(chǔ)量2.6×10⁴m³,有安84、安2019、安89三口油井生產(chǎn),其中安2019、安89井在氣油過(guò)渡帶上,累計(jì)產(chǎn)氣0.0975×10⁸m³,累計(jì)產(chǎn)油4625t,累計(jì)產(chǎn)水12382.6m³,目前氣采出程度9.85%,油采出程度7.56%。

二、目前開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題

安棚氣藏屬特低孔特低滲的特殊氣藏,具有以下特點(diǎn):

(一)氣藏自然產(chǎn)能低、壓裂初期產(chǎn)量較高但遞減快、供氣范圍小。

(二)氣井井口壓力下降快,遞減大,藏氣井目前已進(jìn)入了低壓低產(chǎn)的生產(chǎn)階段,對(duì)氣藏的開(kāi)發(fā)十分不利。

(三)部分井生產(chǎn)壓差已低于合理生產(chǎn)壓差,易導(dǎo)致井底積液以及井底附近反凝析現(xiàn)象。

(四)氣井含水,開(kāi)采難度增加。

氣藏產(chǎn)水給氣井開(kāi)采造成嚴(yán)重威脅,氣藏含水后,增加了壓力損失,造成井底積液。已成為氣藏提前廢棄的主要原因,并導(dǎo)致最終采收率偏低。

三、開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)

安棚氣藏Ⅶ13、14、Ⅷ、Ⅸ1-21層(不包括Ⅸ22大倉(cāng)房,安棚板塊深層系Ⅸ22大倉(cāng)房需進(jìn)行地質(zhì)研究)天然氣儲(chǔ)量為5.67×10⁸m³,凝析油儲(chǔ)量11.7×10⁴t,共包括3個(gè)油組39個(gè)小層。目前動(dòng)用了第三個(gè)層段的Ⅸ14、16、17、19小層,動(dòng)用的儲(chǔ)量占?xì)獠乜們?chǔ)量的36.7%,還有63.3%儲(chǔ)量未動(dòng)用。從未動(dòng)儲(chǔ)量所占的比例看,氣藏還有一定的開(kāi)發(fā)潛力。

四、排液采氣技術(shù)研究與應(yīng)用

(一)排液采氣工藝技術(shù)現(xiàn)狀

目前氣井普遍采用排液采氣工藝可分為:⑴ 機(jī)械法。即優(yōu)選管柱排水采氣工藝、氣舉排水采氣工藝、電潛泵排水采氣工藝、機(jī)抽排水采氣工藝;⑵ 物理化學(xué)法。即泡沫排水采氣工藝。這兩類排水采氣工藝都是技術(shù)成熟的,也是現(xiàn)場(chǎng)使用較多的工藝方法。

因安棚凝析油氣藏氣井普遍存在井筒積液嚴(yán)重的情況,我們綜合考慮安棚板塊氣藏的地質(zhì)特點(diǎn)、氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特點(diǎn)和環(huán)境條件來(lái)合理選擇,以及流體性質(zhì)、出砂和結(jié)垢的情況、經(jīng)濟(jì)投入和產(chǎn)出的影響等重要因素,主要從液氮?dú)馀e排液采氣、機(jī)抽排液采氣、抽油泵綜合防氣措施以下三方面進(jìn)行工藝研究和改進(jìn)。

(二)排液采氣技術(shù)原理及適用性

1.液氮?dú)馀e排液采氣技術(shù)原理。

多級(jí)氣舉排液技術(shù)原理是按U型管頂替井液的流動(dòng)機(jī)理,以密度小的氣體頂替井筒的液體,降低井筒內(nèi)液柱密度,達(dá)到放大生產(chǎn)壓差、快速排出井筒積液目的。氣舉閥的工作原理是這樣的:將氣體注進(jìn)油套環(huán)空,第一級(jí)氣舉閥在額定的壓力下打開(kāi),油管內(nèi)液體被氣體舉升到地面,同時(shí)作用在氣舉閥波紋管上的壓差減少,當(dāng)?shù)谝患?jí)閥以上的液體排出后,氣舉閥關(guān)閉;同樣道理,第二級(jí)閥打開(kāi)、排液、關(guān)閉,第三級(jí)閥打開(kāi)、排液、關(guān)閉直至把最后一級(jí)氣舉閥以上的液體排出。

選井原則:

A、對(duì)于氣井進(jìn)入壓力較低的中后期階段,應(yīng)依靠外部能量的補(bǔ)充排出井筒積液,保持氣井正常生產(chǎn),并最大程度的延長(zhǎng)氣井的生命期。

B、根據(jù)單井的不同生產(chǎn)情況,對(duì)各層系凝析油含量大小和不同壓力范圍的氣井要制定不同的排液周期。

2.深抽排液采氣工藝技術(shù)

機(jī)抽排水采氣工藝,泛指泵掛深度超過(guò)2000m機(jī)抽排液采氣工藝,它以加深泵掛排出井筒積液,合理增大生產(chǎn)壓差來(lái)恢復(fù)或提高氣井單井產(chǎn)量。從整體上講,泵掛深度加大,意味著抽油桿柱、油管柱加長(zhǎng),泵徑減小,排液量減少;因而,對(duì)所實(shí)施工藝井,必須是地層出液量小的氣井,限制了應(yīng)用范圍。這對(duì)實(shí)施該工藝進(jìn)行評(píng)層選井提出了更嚴(yán)格的要求;對(duì)深抽系統(tǒng)裝備帶來(lái)不利影響,從而對(duì)系統(tǒng)裝置配備及工藝設(shè)計(jì)提出更高要求。主要表現(xiàn)在:

A、機(jī)抽意味著加深泵掛,抽油桿柱、油管柱自重加大,造成抽油機(jī)負(fù)荷增加;同時(shí),桿柱系統(tǒng)承載率增加,抽油桿斷脫頻繁;因而,對(duì)設(shè)備及抽油桿自身強(qiáng)度與材質(zhì)提出更高要求。

B、隨著泵掛深度加大,桿柱、油管柱自重加大;要保證桿柱在強(qiáng)度允許條件下工作,必須減小液柱載荷。為此,只能采用較小泵徑工況匹配,使排液量受到限制。

C、深抽時(shí),抽油桿柱工況條件變差,桿柱系統(tǒng)可靠性降低,如在高循環(huán)沖次下工作,對(duì)抽油桿使用壽命不利;只有采用較低或低沖次下工作,才能有效確保抽油桿預(yù)期使用壽命。對(duì)氣井實(shí)施深抽排水時(shí),必須根據(jù)深抽排水的工藝特點(diǎn)進(jìn)行工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)系統(tǒng)裝置進(jìn)行合理配置。優(yōu)選泵掛深度深抽工藝技術(shù)的關(guān)鍵,首先是優(yōu)選泵掛深度,如果泵深選擇不當(dāng),則會(huì)影響整個(gè)深抽的效果。其準(zhǔn)則是根據(jù)氣井狀況和設(shè)備能力,選擇最佳的泵掛深度和抽汲參數(shù),以保證深井泵有合理的沉沒(méi)壓力,使泵的充滿系數(shù)盡可能接近,同時(shí)充分注意沖程損失造成的不利影響,以獲得盡可能多的排液量。

(三)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果

1.液氮?dú)馀e排液采氣現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

對(duì)安3006,泌265,安3003進(jìn)行液氮?dú)馀e,泌265井經(jīng)過(guò)液氮?dú)馀e下8級(jí)氣舉閥管柱。其氣舉管柱設(shè)計(jì):啟動(dòng)壓力13 MPa;工作壓力12 MPa ;設(shè)計(jì)注氣量:15000m³/d;設(shè)計(jì)舉深:3500m ;井口回壓:2.2 Mpa。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氣舉閥(頂閥)設(shè)計(jì)關(guān)閉壓力偏低(7.1 MPa),氣舉回壓高(2-3 MPa),導(dǎo)致氣舉閥無(wú)法關(guān)閉。調(diào)高氣舉閥(頂閥)關(guān)閉壓力壓力(10.14 MPa)后,并采取措施,降低氣舉回壓(1 MPa)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn),取得成功,在套壓6.5MPa、油壓2MPa下,日產(chǎn)氣9250 m³/d;自噴生產(chǎn)177天后關(guān)井,累計(jì)生產(chǎn)天然氣65.8×10⁴m³,同期進(jìn)行液氮?dú)馀e的安3006井、安3003井,因產(chǎn)水量大,壓力低,液氮?dú)馀e后很快就不出關(guān)井沒(méi)有取得開(kāi)發(fā)效果。分析原因?yàn)槊?65井口壓力遞減較緩,生產(chǎn)壓差較大,有一定的攜液能力,氣舉后能達(dá)到誘噴效果。而安3006和安3003井井口壓力遞減較大,生產(chǎn)壓差小,無(wú)攜液能力,容易造成井筒積液,從而無(wú)法生產(chǎn)。

2.機(jī)抽排液采氣技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

根據(jù)機(jī)抽排液采氣技術(shù)的特點(diǎn),結(jié)合安3003井的生產(chǎn)現(xiàn)狀,在安3003井采用機(jī)抽排液采氣技術(shù),下56mm泵,泵深1500m,沖程4.2米,沖次4次/分,油管生產(chǎn),日采液7方,產(chǎn)油0.4噸,產(chǎn)氣1580m³。綜合分析認(rèn)為是抽油泵沒(méi)有采取防氣措施,造成抽油泵氣蝕,無(wú)法排出井筒積液。然后又在安3003井采用機(jī)抽排液采氣技術(shù)的基礎(chǔ)上采取綜合防氣措施,抽油泵改為38mm防氣泵,泵深2500m,泵下加裝KZQ-48/89防氣罩,沖程4.2米,沖次4次/分,采用油管排液,套管產(chǎn)氣的方式生產(chǎn),最大限度的減少氣體對(duì)抽油泵的影響,日產(chǎn)液20.5t,產(chǎn)油1.4噸,含水92.5%,日產(chǎn)氣5261m³/d,年累計(jì)產(chǎn)油368噸,產(chǎn)氣139.6×10⁴m³,取得排液采氣的效果。

五、結(jié)論及建議

(一)根據(jù)氣井不同生產(chǎn)階段的壓力變化和積液規(guī)律,在氣井生產(chǎn)不同的壓力狀況下采取相應(yīng)排液采氣技術(shù),以適應(yīng)不同生產(chǎn)階段排液需要。(二)多級(jí)氣舉閥的合理使用,降低啟動(dòng)壓力,增加排液深度。(三)對(duì)壓力低,產(chǎn)水嚴(yán)重的氣井采取機(jī)抽排液采氣技術(shù),并對(duì)抽油泵采取防氣措施,減少氣體影響,保證泵工作正常,達(dá)到排液采氣的目的。(四)玻璃鋼抽油桿應(yīng)用為機(jī)抽排水采氣開(kāi)辟了一條新的途徑,由于其重量輕、耐腐蝕、節(jié)能的特性,采用玻鋼混合抽油桿柱系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)大泵徑匹配,增加排液能力,增加泵掛深度,有利于機(jī)抽排水采氣工藝技術(shù)的提高。

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