王彥超 張雅琦 張曉剛 馬德家(陜西延長石油油氣勘探公司北區(qū)勘探指揮部,陜西 榆林 718500)

低滲透氣田采氣工藝理論研究

王彥超 張雅琦 張曉剛 馬德家(陜西延長石油油氣勘探公司北區(qū)勘探指揮部,陜西 榆林 718500)

近年來，隨著能源事業(yè)的發(fā)展，天然氣開采工程愈發(fā)擴大，同時低滲透氣田的開采也愈發(fā)受到重視。我國有很多氣田都屬于低滲透及低產(chǎn)砂巖氣藏，對于這類氣田的開采具有一定的難度，為了更好地開采這類氣田，我國近十幾年來不斷研究和完善相關(guān)采氣工藝，目前已經(jīng)研發(fā)出了排水采氣、氣層改造以及氣層堵水等一系列低滲透氣田采氣工藝，它們給我國低滲透氣田的開采提供了很大的助力。本文主要針對低滲透氣田采氣工藝理論進行了研究。

低滲透氣田；采氣工藝；工藝理論；天然氣

作為一種不可再生能源，天然氣的價值無疑是十分寶貴的。當前隨著我國工業(yè)的發(fā)展及對天然氣能源需求量的不斷提升，很多氣田的開發(fā)都已經(jīng)步入了中后期，因此人們開始將目光放到了低滲透氣田的開采上面。低滲透氣田在世界范圍內(nèi)的儲藏量是十分豐富的，但是其的開采卻具有一定的難度，所以往往產(chǎn)能較低。若想更好地開采低滲透氣田，需要先研究科學高效的采氣工藝。以下筆者就結(jié)合低滲透氣田的實際開采情況來談?wù)勂涞牟蓺夤に嚴碚?，希望對我國能源事業(yè)的發(fā)展有所助益。

1 常用的低滲透氣田采氣工藝技術(shù)

1.1 排水采氣技術(shù)

1.1.1 泡沫排水采氣技術(shù)

泡沫排水采氣技術(shù)一般比較適用于那些日產(chǎn)氣量超過3000立方米、日產(chǎn)水量不足1立方米的低滲透氣田，其技術(shù)特點是利用氣井自身能量作為排水耗能，使氣井自身通過降低液柱比重而將水攜出。該技術(shù)具有操作簡單、成本較低的優(yōu)點，而缺點則在于需要周期性加藥及隨時關(guān)注生產(chǎn)過程動態(tài)變化，以便隨時根據(jù)實際情況調(diào)整生產(chǎn)制度。

1.1.2 抽油機排水采氣技術(shù)

抽油機排水采氣技術(shù)一般比較適用于那些日產(chǎn)氣量超過2000立方米、日產(chǎn)水量超過4立方米的低滲透氣田，其技術(shù)特點是通過外界能量而舉升出水，整個排水過程無須消耗氣井自身能量。該技術(shù)具有排水量無限制、管理方便的優(yōu)點，而缺點則在于一次性投資大和檢泵周期短。

1.1.3 柱塞排水采氣技術(shù)

柱塞排水采氣技術(shù)一般比較適用于那些日產(chǎn)氣量超過5000立方米、日產(chǎn)水量不足2立方米的低滲透氣田，其技術(shù)特點是消耗較大量的氣井自身能量，通過氣井自身能量而舉升出水。該技術(shù)具有排水徹底、成本較低的優(yōu)點，而缺點則在于對周邊環(huán)境和管柱要求較為嚴格。

1.1.4 提撈排水采氣技術(shù)

提撈排水采氣技術(shù)一般比較適用于關(guān)井后再恢復生產(chǎn)前或是因種種原因而導致水柱將井壓死的情況下，其是通過周期性大排量排水來達到采氣目的，可有效解決井筒積液等問題，具有操作方便、使用靈活、見效快等優(yōu)點，不過對管柱要求較嚴格。

1.2 氣層改造技術(shù)

1.2.1 單壓下層管柱

通過單壓下層管柱的方式一者可以大砂量壓裂，工藝操作簡單、安全可靠；其次可以通過Φ25-30毫米的噴嘴來進行高砂比壓裂；再者還能夠在壓裂過程中驗證上下層有無發(fā)生竄槽現(xiàn)象。

1.2.2 雙封隔器選壓

通過雙封隔器選擇性壓裂任意一層的方式一者具有較高的耐溫性和耐壓性，可以實現(xiàn)大砂量壓裂；其次反沖砂能力強，可防止砂卡；再者無復雜的管柱結(jié)構(gòu)，可以一趟選壓多層。

1.2.3 預置式工作筒分層壓裂

預置式工作筒分層壓裂的方式采用了多道密封圈，可以有效解決膠筒在高溫、高壓下易發(fā)生損壞的缺點，提高了壓裂的安全性和可靠性，且預置式工作筒可以與對應(yīng)的Φ114毫米作業(yè)管柱相配套。

1.3 氣層堵水技術(shù)

在大部分已經(jīng)開發(fā)的低滲透氣田中，大多數(shù)氣井都產(chǎn)有一定量的層間水及同層水，而根據(jù)這些水層的實際分布情況，通過機械堵水和化學堵水等工藝進行采氣的技術(shù)即為氣層堵水技術(shù)。以可鉆式封隔器對某低滲透氣井底部水層的五口井進行封堵，發(fā)現(xiàn)其中有四口井恢復了正常作業(yè)。另外專門針對低滲透氣井上部產(chǎn)水層的封堵問題，又研究出了一項上部分層堵水技術(shù)。一般情況下，若出水層位明確，則選擇永久式封堵管柱；而若出水層位不夠明確，則選擇可取式整體封堵管柱。

2 低滲透氣田采氣工藝的現(xiàn)狀問題及研究方向

2.1 排水采氣

在排水采氣方面，一者目前其的低壓低產(chǎn)氣井攜水能力較差，易在井底形成積液，僅通過現(xiàn)階段的泡沫排水技術(shù)無法徹底解決這一問題；其次亟需研究針對低產(chǎn)能較高氣井和高產(chǎn)水量氣井的有效技術(shù)，以滿足這兩類氣井的開采要求。

2.2 氣層改造

在氣層改造方面，一者目前亟需研究耐高溫、破膠徹底、易返排、傷害小的壓裂工作液，以滿足深層氣層、致密氣層以及特殊巖性氣層的壓裂需要；其次亟需研究耐高溫、高壓且一次性能夠壓至少兩層的壓裂管柱；三者需要優(yōu)化壓裂方法，以滿足深層火山巖等的壓裂需求；再者還需進一步研究二氧化碳及氮氣泡沫壓裂技術(shù)。

2.3 氣層堵水

在氣層堵水方面，一者需要研究耐高溫及抗15MPa以上壓差的化學堵劑，以適應(yīng)深層氣井堵水的需要；其次需要研究耐高溫及耐35 MPa以上壓力的工藝管柱。

3 結(jié)語

綜上所述，天然氣是一種自然能源，其在未來的能源戰(zhàn)略中具有重要的地位和作用。為了滿足實際需要，必須要加強對低滲透氣田的開采，而為了提高低滲透氣田的采氣效率，則必須要加強對低滲透氣田采氣工藝理論的研究，并通過實踐驗證，找出關(guān)鍵問題，提出解決措施。

[1]郭平，景莎莎，彭彩珍.氣藏提高采收率技術(shù)及其對策[J].天然氣工業(yè)，2014，02:48-55.

[2]張明祿，樊友宏，何光懷，張宗林，田建峰.長慶氣區(qū)低滲透氣藏開發(fā)技術(shù)新進展及攻關(guān)方向[J].天然氣工業(yè)，2013，08:1-7.

[3]陳汝培，余漢成.井下節(jié)流工藝在低滲透氣田的應(yīng)用[J].天然氣與石油，2009，02:1-4+67.

王彥超（1985-），男，助理工程師，碩士，主要從事天然氣勘探開發(fā)工作