閆方平，劉春艷，胡月紅

(1.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校石油工程系，河北承德 067000;2.承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校熱能工程系，河北承德 067000)

老灣構(gòu)造是大池干井構(gòu)造帶東南翼斷下盤(pán)的一個(gè)潛伏構(gòu)造，其與北面的磨盤(pán)場(chǎng)潛伏構(gòu)造存在共圈并形成磨盤(pán)～老灣潛伏高帶，兩潛伏構(gòu)造之間以正鞍相接，其主體大池干井構(gòu)造為川東典型的高陡構(gòu)造之一，地面出露最老地層為下三疊統(tǒng)嘉陵江組。老灣構(gòu)造鉆探工作始于1978年7月在構(gòu)造南段以石炭系為目的層開(kāi)鉆的C3井，C37井于1989年11在老灣北端軸部偏西翼鉆探，并于1992年10月試生產(chǎn)，1994年7月正試投產(chǎn)，截至2009年2月，氣藏有生產(chǎn)井5口，日產(chǎn)氣量53×104m3/d，生產(chǎn)套壓7.74～21.67 MPa，生產(chǎn)油壓5.61 ～12.31 Pa，歷年累計(jì)采氣 5.598 7 ×108m3，累計(jì)產(chǎn)水12 563 m3。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

C6井于2009年7月投產(chǎn)，初期產(chǎn)量5～6×104m3/d，產(chǎn)水300 m3左右，水氣比50～60 m3/104m3左右，井口壓力下降較緩慢。由于氣井產(chǎn)水量較大，分離器分離不徹底，部分地層水進(jìn)入管線，造成管線內(nèi)氣流阻力大，輸壓較高關(guān)井。8月管線整改(增加一套收發(fā)球裝置)完成后開(kāi)井生產(chǎn)，復(fù)產(chǎn)后氣井產(chǎn)量不斷上漲，由初期的4.4×104m3/d上漲到9.7×104m3/d，產(chǎn)水量基本穩(wěn)定在280～300 m3之間，井口油壓隨著氣量增加也不斷上漲，油套壓差逐漸減小，說(shuō)明隨著氣井產(chǎn)量的上漲，氣井帶液能力增強(qiáng)，原滯留井筒內(nèi)的液體已全部或大部分被帶出。

2 排水采氣工藝方案優(yōu)選

C6井為氣水同產(chǎn)，應(yīng)盡量利用氣井自身地層能量帶出地層水，當(dāng)氣井不能正常帶水生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)排水采氣工藝維持氣井生產(chǎn)。綜合考慮該井?dāng)y液能力以及目前的生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)了250、300、350、400 m3/d四種排水規(guī)模，通過(guò)數(shù)值模擬進(jìn)行了預(yù)測(cè)，綜合考慮生產(chǎn)任務(wù)、增壓時(shí)間、最終采氣量等多種因素，建議試采期間將該井的排水規(guī)模確定為300 m3/d。同時(shí)，針對(duì)該井井深大、產(chǎn)氣水量大等特點(diǎn)，初步選擇氣舉排水采氣［1-2］方案和電潛泵排水采氣［3］方案。

2.1 氣舉排水采氣方案

以(88.9+73.0+60.3)mm組合油管串結(jié)構(gòu)情況，分析不同地層壓力(30 MPa和25 MPa)、井口壓力、注氣壓力、注氣量條件下的最大環(huán)空掏空深度及最大產(chǎn)水量可知，在地層壓力一定的情況下，井口壓力越低，所需注氣壓力越低、注氣量越小。結(jié)合氣藏預(yù)測(cè)及氣井節(jié)點(diǎn)分析，當(dāng)井口壓力降至4.0 MPa時(shí)采取氣舉排水工藝，建議氣舉注氣壓力12.0 ～14.0 MPa，注氣量 3.0 ～5.0 ×104m3/d。

根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)氣舉排水采氣方案如下:

方案一:在C6井新建增壓機(jī)增壓站1座(高壓氣舉增壓機(jī)1臺(tái))，利用C20井～巴營(yíng)站管線天然氣作為氣舉增壓機(jī)增壓氣源，井口返出天然氣經(jīng)分離計(jì)量后，一部分經(jīng)C6井至C20井～C39井管線輸送至吊鐘壩增壓站增壓機(jī)組增壓后外輸，一部分則作為氣舉增壓機(jī)增壓氣源再次注入氣井。

方案二:在C6井新建增壓機(jī)增壓站1座(高壓氣舉增壓機(jī)1臺(tái))，利用C20井～巴營(yíng)站管線天然氣作為氣舉增壓機(jī)增壓氣源，井口返出天然氣經(jīng)分離計(jì)量后，一部分經(jīng)C6井至C20井～巴營(yíng)站管線輸送至巴營(yíng)站脫水后外輸，一部分則作為氣舉增壓機(jī)增壓氣源再次注入氣井。

兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

由方案對(duì)比表可以看出，方案一能達(dá)到300 m3/d的排水要求，更利于氣井后期生產(chǎn)。因此推薦采用方案一。

2.2 電潛泵排水采氣方案

根據(jù)對(duì)該井的井身結(jié)構(gòu)、排液設(shè)計(jì)及電潛泵和地面設(shè)施配套工程的分析，電潛泵排水采氣方案設(shè)計(jì)如下:

C6井油管產(chǎn)氣(水)利用站內(nèi)原有設(shè)備進(jìn)行處理，C6井套管產(chǎn)氣(水)利用新增的臥式氣液分離器和計(jì)量裝置進(jìn)行處理，通過(guò)已建集氣支線(Φ114.3×8.8-2.48 km)輸送至C20井～巴營(yíng)站集氣管線管線。

2.3 方案對(duì)比優(yōu)選

氣舉排水采氣方案和電潛泵排水采氣方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2 兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

對(duì)比氣舉和電潛泵兩種排水采氣方案，根據(jù)氣井生產(chǎn)條件、設(shè)備運(yùn)行投資費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)用難度和可靠性等方面進(jìn)行優(yōu)選，優(yōu)先推薦采用氣舉排水采氣方案;當(dāng)氣井地層壓力下降到氣舉工藝不適應(yīng)時(shí)，推薦采用電潛泵排水采氣方案。

3 氣田水處理方案優(yōu)選

氣田水通常是指在采氣過(guò)程中隨天然氣一同帶出地面的地下水［4］，含有大量的重金屬、固體懸浮物、各種無(wú)機(jī)鹽、石油類(lèi)等污染物質(zhì)。大量氣田水被帶至地面，對(duì)氣田水的處理制約和影響了天然氣的生產(chǎn)。如不經(jīng)處理直接排放會(huì)造成土壤板結(jié)，引起地下水污染等環(huán)境問(wèn)題，那些產(chǎn)水量大和無(wú)外排條件的氣田水，一般都采用回注方式［5-6］進(jìn)行處置。

目前C6井生產(chǎn)氣田水，主要回注到C55井，最大日回注水量為592 m3，而C55井目前的日回注能力僅為367.2 m3，已達(dá)到最大回注能力，并且回注井回注壓力較高，回注速度也不能達(dá)到要求。因此對(duì)老灣區(qū)塊進(jìn)行地層水回注井論證之后，確定C35井作為該區(qū)的回注井。

由于C6井產(chǎn)水量按照300 m3/d進(jìn)行設(shè)計(jì)，為保證氣田水正常輸送，管線輸送能力按照300.0 m3/d進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)方案如下。

方案一:新建C6井～C35井氣田水管線

氣田水水量、輸送管道參數(shù)如表3所示，氣田水回注管網(wǎng)改造后流程示意圖如圖1所示。

表3 氣田水量及輸送管道參數(shù)表

根據(jù)管道布置及管徑，總管線的水力計(jì)算結(jié)果如表4所示。

表4 總管道水力計(jì)算結(jié)果表

從表中可以看出，采用DN50的氣田水輸送管線輸送300.0 m3/d的氣田水時(shí)需要780.8 m的水頭損失，流速3.56 m/s;采用DN100的氣田水輸送管線輸送300.0 m3/d的氣田水時(shí)需要124.7 m的水頭損失，流速0.88 m/s。因此，為保證氣田水正常輸送，建議采用PN5.5 DN100的玻璃鋼管線。

方案二:新建C39井～C35井氣田水管線

氣田水量、輸送管道參數(shù)如表5所示，氣田水回注管網(wǎng)改造后流程示意圖如圖2所示。

表5 氣田水量及輸送管道參數(shù)表

根據(jù)管道布置及管徑，總管線的水力計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 總管道水力計(jì)算結(jié)果表

從表中可以看出，采用DN50的氣田水輸送管線輸送300.0 m3/d的氣田水時(shí)需要811.8 m的水頭損失，流速3.56 m/s;采用DN100的氣田水輸送管線輸送300.0 m3/d的氣田水時(shí)需要155.7 m的水頭損失，流速0.88 m/s。因此，為保證氣田水正常輸送，建議采用PN5.5 DN100的玻璃鋼管線。

根據(jù)方案一和方案二對(duì)比可知，方案二投資成本少，經(jīng)濟(jì)效益好，且C55井和C35井既可回注C6井的氣田水，又可回注吊鐘壩片區(qū)和老灣部分井站的氣田水，推薦采用方案二。

4 結(jié)論

1)通過(guò)對(duì)氣藏構(gòu)造及儲(chǔ)量分析，將C6井排水規(guī)模確定為300 m3/d，為氣藏排水采氣方案的制定提供依據(jù)。

2)通過(guò)各種性能參數(shù)的對(duì)比，優(yōu)先推薦采用氣舉排水采氣方案，當(dāng)氣井地層壓力下降氣舉工藝不適應(yīng)時(shí)，推薦采用電潛泵排水采氣方案。

3)通過(guò)對(duì)氣田水回注現(xiàn)狀分析及方案對(duì)比，確定C35井做為C6井氣田水的回注井，并推薦采用“新建C39井～C35井氣田水管線”改造方案進(jìn)行氣田水處理。

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