郝冠中，唐曉梅，郝小云，陳 虎，朱 攀，楊青松，張 沂

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，陜西靖邊 718500）

蘇里格氣田是典型的致密低滲氣田，氣井生產(chǎn)初期產(chǎn)量、壓力遞減快，低壓、低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期較長(zhǎng)。蘇東南區(qū)自2010年投入開(kāi)發(fā)以來(lái)，已快速建成30×108m3生產(chǎn)規(guī)模，目前低壓弱噴產(chǎn)水氣井近400口，占總井?dāng)?shù)58%，給氣田開(kāi)發(fā)管理帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。為此，2017年在蘇東南區(qū)開(kāi)展了同步回轉(zhuǎn)增壓工藝試驗(yàn)，選取了3口試驗(yàn)井進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)了工藝適用性，為后期推廣應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

1 同步回轉(zhuǎn)增壓工藝介紹

同步回轉(zhuǎn)增壓排水采氣工藝，即采用同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵對(duì)氣井進(jìn)行抽吸降壓，降低氣井井口生產(chǎn)壓力，擴(kuò)大氣井生產(chǎn)壓差，提高氣井生產(chǎn)瞬時(shí)流量，同時(shí)部分抽吸氣體經(jīng)增壓后注入油套環(huán)空，進(jìn)一步增強(qiáng)氣井?dāng)y液能力，以達(dá)到排出氣井井內(nèi)積液和延長(zhǎng)氣井穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間的目的[1，2]。

該設(shè)備核心裝置為同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵，其零部件主要為轉(zhuǎn)子、滑板和氣缸，采取徑向吸入、軸向排出的布置方式，轉(zhuǎn)子與氣缸偏心布置，滑板一端通過(guò)圓頭與轉(zhuǎn)缸連接，另一端嵌入轉(zhuǎn)子滑板槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)缸之間形成的月牙形工作腔，通過(guò)滑板分割成周期性變化的吸入腔與排出腔，實(shí)現(xiàn)工作介質(zhì)的吸入與增壓排出?；燧敱迷谶\(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子通過(guò)滑板帶動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子與氣缸之間“同步回轉(zhuǎn)”的運(yùn)動(dòng)方式（見(jiàn)圖 1，圖 2，表 1）。

表1 同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)關(guān)鍵參數(shù)表

2 工作制度的確定

同步回轉(zhuǎn)增壓的工作制度是一個(gè)周期循環(huán)過(guò)程，初期關(guān)井油管抽吸、套管注氣，然后開(kāi)井自然排液，最后進(jìn)行連續(xù)注氣循環(huán)氣舉。不同階段套壓、油壓、進(jìn)氣壓力、瞬時(shí)氣量在增壓氣舉周期內(nèi)變化情況（見(jiàn)圖3）。

2.1 關(guān)井抽吸、套管注氣階段

此階段是整個(gè)循環(huán)周期的開(kāi)始，在該階段關(guān)井生產(chǎn)外輸流程，壓縮機(jī)不斷從油管取氣注入套管，相對(duì)于正常的關(guān)井恢壓，同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)發(fā)揮了抽吸作用，將關(guān)井時(shí)間大大縮小，達(dá)到了快速積蓄井筒能量目的。如初期井筒積液嚴(yán)重時(shí)，可導(dǎo)通生產(chǎn)外輸流程，從采氣支干管抽吸取氣注入套管，補(bǔ)充外來(lái)能量。

圖1 同步回轉(zhuǎn)多相混輸泵基本結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程示意圖

圖2 同步回轉(zhuǎn)增壓井口工藝流程示意圖

圖3 同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)試驗(yàn)增壓氣舉循環(huán)周期

2.2 開(kāi)井排液階段

此時(shí)導(dǎo)通生產(chǎn)流程，氣井在上一階段積蓄的能量將得到釋放，在開(kāi)井的瞬間，瞬時(shí)氣量將達(dá)到峰值，遠(yuǎn)高于氣井的臨界攜液流量，將大部分井底積液帶出，井筒的流動(dòng)條件得到改善。

2.3 連續(xù)抽吸、氣舉助排階段

第三階段是整個(gè)增壓氣舉間歇工作制度的核心階段。隨著氣井產(chǎn)量下降，液體又開(kāi)始在井底聚積，套壓開(kāi)始上升，在此階段同步回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)從油管抽吸部分氣體經(jīng)過(guò)增壓后重新注入套管，提高氣井?dāng)y液能力。當(dāng)氣井產(chǎn)量進(jìn)一步下降，連續(xù)抽吸、氣舉助排已無(wú)法保證氣井正常攜液生產(chǎn)時(shí)，進(jìn)入下一個(gè)關(guān)井抽吸、套管注氣階段。

3 試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

3.1 試驗(yàn)選井

2017年選取同一井場(chǎng)3口不同生產(chǎn)動(dòng)態(tài)水平井開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，氣井基本情況（見(jiàn)表2）。

3.2 典型井分析

以1#井為例，該井2014年10月投產(chǎn)，初期自然連續(xù)生產(chǎn)，隨著氣井產(chǎn)量持續(xù)下降，此后進(jìn)入自主間噴、定期泡沫助排連續(xù)生產(chǎn)階段。2017年6月開(kāi)始執(zhí)行間開(kāi)+泡排帶液措施，采取開(kāi)5天、關(guān)3天生產(chǎn)制度，生產(chǎn)時(shí)套壓1.67 MPa～4.36 MPa波動(dòng)，關(guān)井最高恢復(fù)至6.41 MPa。靜壓測(cè)試井筒液柱高度500 m。

表2 試驗(yàn)氣井基本情況統(tǒng)計(jì)表

試驗(yàn)初期采取連續(xù)抽吸、氣舉助排，油壓由1.3 MPa最低降至1.0 MPa，套壓持續(xù)由3.2 MPa上升至4.3 MPa，排液效果不明顯，且機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行、費(fèi)用較高。此后優(yōu)化生產(chǎn)制度，采取周期循環(huán)增壓作業(yè)，當(dāng)氣量低于0.8×104m3時(shí)采取關(guān)井抽吸、套管注氣4 h～6 h；開(kāi)井排液當(dāng)套壓開(kāi)始上升0.2 MPa～0.3 MPa氣量降至1.5×104m3以下、動(dòng)態(tài)表現(xiàn)出積液特征時(shí)，采取連續(xù)抽吸、氣舉助排。氣井整體生產(chǎn)平穩(wěn)，日均產(chǎn)氣量1.4×104m3、增產(chǎn)0.8×104m3，累計(jì)產(chǎn)氣 107×104m3，累計(jì)產(chǎn)水 14 m3，措施增產(chǎn)效果明顯。

3.3 整體效果評(píng)價(jià)

3.3.1 增產(chǎn)效果 2#井因氣井產(chǎn)能較低，制定了“關(guān)井油管抽吸、套管注氣20 h，開(kāi)井后直接連續(xù)抽吸、氣舉助排生產(chǎn)4 h”制度，日均產(chǎn)氣量0.5×104m3、增產(chǎn)0.2×104m3。3#井產(chǎn)能較好，制定了24 h連續(xù)抽吸、氣舉助排生產(chǎn)制度，日均產(chǎn)氣量 1.9×104m3、增產(chǎn) 0.3×104m3。2口井均取得了一定的增產(chǎn)效果。

3.3.2 設(shè)備性能 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)從2017年9月～12月，在冬季低溫環(huán)境下能夠24 h連續(xù)運(yùn)行，瞬時(shí)液量最高達(dá)到10 m3/d時(shí)，氣缸和潤(rùn)滑油系統(tǒng)均能夠穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)由于能實(shí)現(xiàn)氣液混相輸送，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需再增設(shè)分離器、采出水儲(chǔ)罐，降低了運(yùn)行管理工作量和采出水拉運(yùn)費(fèi)用。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)效益 單套機(jī)組增壓作業(yè)費(fèi)用按工作時(shí)間進(jìn)行計(jì)費(fèi)，每24 h費(fèi)用為6 000元。為保證經(jīng)濟(jì)效益，可選擇對(duì)大井叢產(chǎn)氣量0.3×104m3/d～0.6×104m3/d的3口直定井，產(chǎn)氣量0.8×104m3/d～1.2×104m3/d的2口水平井，實(shí)施輪換增壓作業(yè)。

4 認(rèn)識(shí)

（1）3口井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況表明，同步回轉(zhuǎn)增壓技術(shù)具有一定的增產(chǎn)效果?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)需根據(jù)氣井產(chǎn)能、臨界攜液流量，合理制定循環(huán)增壓生產(chǎn)制度，以提高助排效果。

（2）為保證作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，該工藝對(duì)實(shí)施單井氣量、實(shí)施井?dāng)?shù)有一定的限制，需加強(qiáng)措施選井，建議優(yōu)選大井叢、具有一定產(chǎn)能的多口氣井實(shí)施輪換增壓作業(yè)。對(duì)于常規(guī)柱塞氣舉、速度管柱工藝實(shí)施受限的氣井，可作為一種補(bǔ)充助排技術(shù)。

（3）通過(guò)增大機(jī)組處理氣量和排氣壓力（25 MPa以上），可提高抽吸降壓效果與氣舉效率，拓寬工藝適用范圍，對(duì)于低壓低產(chǎn)氣井穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)具有重要意義。