崔雷（大慶鉆探工程公司試油測試公司）

羊草氣田主要目的層為下白堊統(tǒng)泉頭組泉四、三段的扶余和楊大城子油層。為低產(chǎn)（氣藏千米井深穩(wěn)定日產(chǎn)量平均為0.51×104m3）、中孔隙度（孔隙度14%）、低滲透率（滲透率3.5 mD）氣田。扶余油層頂面埋藏深度1 090～1 710 m 。自1987 年升81井投入開發(fā)以來，目前有3口生產(chǎn)井，初期平均地層壓力15.62 MPa。扶楊油層地層壓力系數(shù)0.894～0.996。全區(qū)扶楊油層溫度為58～88 ℃。設(shè)計新井5口，預(yù)計建成產(chǎn)能5.68×104m3/d，建成年產(chǎn)能0.19×108m3。為有效降低氣井井口壓力，節(jié)約地面管線建設(shè)成本，預(yù)防水合物生成，同時提高氣井攜液能力，開展井下節(jié)流適用性研究。

1 井下節(jié)流技術(shù)原理及特點

1.1 節(jié)流降壓原理

井下節(jié)流工藝是通過鋼絲投送節(jié)流器，坐卡在井下適當位置[1]，氣體通過節(jié)流嘴時產(chǎn)生壓降，使節(jié)流后的氣流溫度高于該壓力條件下的水合物形成溫度，有效防止水合物生成、取消地面保溫裝置、減少注醇量、節(jié)約維護成本，提高氣井攜液能力。同時降低地面管線承壓指標和沖蝕，節(jié)約管線投資成本。

1.2 技術(shù)特點

井下節(jié)流技術(shù)通過鋼絲作業(yè)投撈節(jié)流器，作業(yè)不需要關(guān)井，在不影響氣井生產(chǎn)的情況下，通過節(jié)流可以降低氣井液柱重力梯度，使氣體舉升液體能力增加[2]，提高氣井排水增氣能力；同時降低井口壓力，節(jié)約地面輸氣管道成本，提高經(jīng)濟收益率；還可以破壞水合物形成條件，有效預(yù)防水合物凍堵。

2 井下節(jié)流參數(shù)設(shè)計

2.1 新井井口溫度、壓力預(yù)測

按照地層壓力為15.62 MPa，地層溫度88 ℃，油管尺寸為2in條件下生產(chǎn)，利用PIPESIM軟件對宋18-2 井、升71-1 井、宋183-1 井、宋171-1井、宋18-1 井等五口井進行了井口溫度、壓力預(yù)測（圖1～圖2）。經(jīng)過軟件預(yù)測井口溫度范圍為9～13 ℃，井口壓力范圍為13～14 MPa。

圖1 節(jié)流前預(yù)測井口溫度

2.2 節(jié)流參數(shù)計算

羊草氣田外輸壓力為3 MPa，節(jié)流后的井口壓力稍高于外輸壓力，據(jù)此計算了井下節(jié)流氣嘴的直徑和下入深度，計算最小下入深度為720 m。由于初期氣井產(chǎn)凝析水，故將氣嘴放在凝析水析出點以下，有利于凝析水的攜出，最終計算結(jié)果見表1。升81 井等待報廢，不考慮節(jié)流；宋18 井井口油壓稍大于外輸壓力，不考慮節(jié)流。

表1 節(jié)流參數(shù)設(shè)計

3 水合物分析

氣井水合物形成主要取決于天然氣組分、壓力和溫度[3]，在天然氣組分一定條件下，系統(tǒng)的壓力越高，形成水合物的初始溫度越高，水合物越易形成。

羊草氣田升81 區(qū)塊根據(jù)升81 井天然氣分析資料，扶楊油層天然氣屬于干氣，天然氣相對密度為0.605 2，甲烷含量91.6%，乙烷含量1.1%，氮氣含量6.1%。碳同位素（C13）值為-29‰～-36‰，重烴含量小于10%，與深層侏羅系天然氣性質(zhì)相似。宋18區(qū)塊根據(jù)升71、宋17、宋18、宋20井天然氣分析資料，扶楊油層天然氣屬于干氣，天然氣相對密度0.584 7，甲烷93.5%，乙烷1.41%，丙烷0.46%。碳同位素（C13）值為-31.30‰～-37.68‰，屬深層侏羅系與中淺層混合氣。

利用羊草氣田天然氣組分含量計算水合物生成曲線（圖3），節(jié)流前井口溫度為8～12 ℃，壓力為13～14 MPa，井口壓力大于水合物生成壓力，具備水合物生成條件；節(jié)流后井口溫度為10～15 ℃，壓力為4～6.5 MPa，壓力低于水合物生成壓力，因此不具備水合物生成條件。但受季節(jié)（環(huán)境溫度）及生產(chǎn)制度變化（開、關(guān)井時井口溫度、壓力變化）影響，冬季生產(chǎn)、開關(guān)井過程中有生成水合物的可能。

圖3 水合物生成曲線

4 積液分析

4.1 羊草氣田氣、水分析

依據(jù)《羊草氣田開發(fā)方案》，3 年穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)，5口新井的產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量相對穩(wěn)定。3 年以后產(chǎn)氣量按10%規(guī)律遞減，產(chǎn)水量按50%規(guī)律遞增。并且從單井剖面來看為上氣下水，沒有統(tǒng)一的氣水界面。

生產(chǎn)初期，5 口新井產(chǎn)出水為凝析水，由飽和含水量與析出水量隨深度變化曲線可以看出：兩條曲線的交叉點即為凝析點，凝析點深度分布在960～1 210 m，隨著氣藏的持續(xù)開采，凝析點加深，并且產(chǎn)出水轉(zhuǎn)換成地層水[4]（圖4）。

4.2 氣井攜液能力分析

依據(jù)8口氣井的溫度、壓力預(yù)測、計算了各井臨界攜液氣量（圖5）。8口氣井配產(chǎn)氣量均小于臨界攜液氣量，表明8 口氣井產(chǎn)水后攜液能力較差，氣井一旦出水面臨積液的危險。

根據(jù)設(shè)計的氣嘴嘴徑和下入深度計算得出節(jié)流后的實際產(chǎn)氣量也小于臨界攜液氣量（圖6），節(jié)流后同樣面臨氣井積液的問題。節(jié)流后應(yīng)輔助排水采氣措施，推薦采用定期泡沫排水措施，防止節(jié)流后井筒積液，影響氣井產(chǎn)氣量[5-6]。

圖4 開發(fā)年限與凝析點深度

圖5 節(jié)流前攜液能力

圖6 節(jié)流后攜液能力

5 節(jié)流成本分析

對羊草氣田6口井的施工工藝經(jīng)費進行了測算（表2），包括單井測試費用，單井工具費用，有效期和年度總費用。

測算標準：單井單次井下節(jié)流成本6萬元，其中節(jié)流器費用每套3萬元；測試費用每井次3萬元。

表2 節(jié)流工藝成本費用估算

從表2可以看出：在氣井穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)，有效期按照12個月計算，6口井井下節(jié)流工藝施工年度總費用為36 萬元。穩(wěn)產(chǎn)期后，有效期按照6 個月計算，6口井井下節(jié)流工藝施工年度總費用為72萬。

6 結(jié)論

1）依據(jù)羊草氣田開發(fā)方案配產(chǎn)數(shù)據(jù)，羊草氣田井下節(jié)流在技術(shù)上可行，井下節(jié)流后氣井不具備水合物生成條件。但考慮到季節(jié)、生產(chǎn)制度的變化，建議做好水合物防治措施。

2）穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)產(chǎn)氣量穩(wěn)定、產(chǎn)水量較少，井下節(jié)流后可以不考慮積液問題。穩(wěn)產(chǎn)期后產(chǎn)氣量下降，產(chǎn)水量上升，氣田可能面臨積液問題，并限制井下節(jié)流技術(shù)的應(yīng)用，需要做好排水采氣準備。

3）穩(wěn)產(chǎn)期內(nèi)，節(jié)流器有效期按照12 個月，6口井年費用為36 萬元；穩(wěn)產(chǎn)期后，節(jié)流器有效期按照6個月，6口井年費用為72萬元。

4）從降低地面投資角度考慮，需要進行節(jié)流前后的地面投資預(yù)算井下節(jié)流技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)流降壓目的，節(jié)流后氣體流速增高，有利于氣井攜液，提高氣井產(chǎn)氣量。