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        依托高產(chǎn)氣臨井實現(xiàn)氣舉的生產(chǎn)工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

        2021-04-06 09:24:04許明亮黃焌趙玉粱顧津龍
        天津科技 2021年3期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)

        許明亮, 黃焌 淞,趙玉粱,顧津龍

        (1.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津300459;2.中海油能源發(fā)展股份有限公司天津分公司 天津300459)

        0 引 言

        S1 井坐落于海上油田S 平臺,2019 年投產(chǎn)。下泵生產(chǎn)3 d 后過載停泵,停泵前日產(chǎn)油51 m3,日產(chǎn)氣1.6 萬m3,含水13%,油壓6.5 MPa,回壓5.1 MPa。停泵后,復(fù)產(chǎn)的常規(guī)思路是鉆井船修井或進(jìn)行常規(guī)氣舉,但鉆井船資源十分緊張且費用昂貴。因為該平臺為無修井機(jī)平臺,且平臺面積狹小,亦無法滿足常規(guī)氣舉對場地的要求。同平臺S3 井目前正常生產(chǎn),油嘴開度9.1 mm,油壓17.0 MPa,日產(chǎn)油50 m3,日產(chǎn)氣12.7×104m3,氣油比2 568 m3/m3,含水8.3%。為了快速復(fù)產(chǎn),嘗試提出借用高產(chǎn)氣臨近(S3)井產(chǎn)出氣源進(jìn)行氣舉實現(xiàn)S1 井生產(chǎn)的設(shè)想。

        1 氣舉設(shè)計

        1.1 氣舉方案設(shè)計

        通過對兩口井采油樹及流程調(diào)研,結(jié)合S1 井生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu),最終確定S1 井氣舉深度為2 185 m,即液控滑套位置,該位置滿足氣舉避免了單獨打孔。地面流程采用臨時15 000 psi(103.4 kPa)高壓軟管連接,串聯(lián)氣舉流程設(shè)計如圖1 所示。

        圖1 氣舉流程設(shè)計示意圖Fig.1 Schematic diagram of gas lift process design

        注氣方式為油套環(huán)空,氣源壓力17.0 MPa(S3 井油壓),氣源量為12.7×104m3/d(S3 井日產(chǎn)氣),設(shè)計產(chǎn)液量為30 m3/d 左右,氣舉方式為半閉式,井口油壓6.5 MPa(生產(chǎn)管匯最低壓力6.0 MPa),井口油壓5.8 MPa(生產(chǎn)管匯最低壓力5.3 MPa)。S1 井油管尺寸為3-1/2"(2 538 m)+2-7/8"(2 904 m);產(chǎn)出油相對密度0.814 3 kg/m3,氣相對密度0.644 8 kg/m3,水相對密度1.006 6 kg/m3;氣源氣相對密度為0.676 3 kg/m3。

        1.2 理論計算

        根據(jù)氣舉流程設(shè)計,管線沿程阻力計算公式如下:

        其中:hf為管路沿程水頭損失,m;λ 為沿程阻力系數(shù),無量綱。λ 有4 種取值,需要根據(jù)雷諾數(shù)eR 值來決定選用λ 計算公式,見表1。

        表1 不同層流狀態(tài)下λ值選擇Tab.1 Selection of λ value under different laminar flow conditions

        管線為圓管時,d 即為圓管內(nèi)直徑;管線非圓形截面時,d 是指當(dāng)量直徑d當(dāng),當(dāng)量直徑的計算公式為d當(dāng)=4R,而R 是指水力半徑,其定義為斷面面積A和濕周長度χ 的比值,即例如大管中套小管時,若其環(huán)空為液流通道,設(shè)大管內(nèi)徑為1D ,小管外徑為 D2,則環(huán)空當(dāng)量直徑d當(dāng)?shù)挠嬎愎綖椋?/p>

        其中:ρ 為流體密度,kg/m3;μ 為流體動力粘度,單位Pa·s;清水粘度0.001 Pa·s,即1 mPa·s;? 為流體運動粘度,m2/s;v 為平均流速,m/s;d 為管子內(nèi)徑,m。

        按照S3 井最大產(chǎn)氣量12.7 萬m3/d 的產(chǎn)氣量計算,環(huán)空注氣摩阻為0.1 MPa,S3 井正常生產(chǎn)期間油壓為17 MPa,在實現(xiàn)S1 井氣舉生產(chǎn)的同時,對S3井影響也比較小,滿足串聯(lián)氣舉生產(chǎn)條件。

        2 應(yīng)用效果

        S1 井電泵故障后,由于該井不具備自噴能力,決定采取與臨井串聯(lián)氣舉同步生產(chǎn)的方式。在現(xiàn)存生產(chǎn)管柱自身結(jié)構(gòu)的條件下,打開液控滑套,2020 年5 月開始引S3 井天然氣進(jìn)S1 井套管嘗試氣舉生產(chǎn)?,F(xiàn)場以S3 井實測每天產(chǎn)氣、產(chǎn)液、油壓、套壓、井溫等數(shù)據(jù)為依據(jù),通過S3 井油嘴與S3 井、S1 井壓井管線上的控制截止閥相互配合調(diào)節(jié),實施流量控制,通過對S3 井、S1 井的單獨計量所得數(shù)據(jù)與兩口井同時計量所得數(shù)據(jù)對比保持基本不變等手段來保證S3 井各生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本不變,在不影響S3 井自身穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下,現(xiàn)場持續(xù)調(diào)整調(diào)節(jié)氣舉壓力和進(jìn)氣量,最終實現(xiàn)日增油30 m3以上。

        圖2 S1井單井計量曲線Fig.2 Single well metering curve of S1 well

        3 結(jié) 論

        在平臺無法滿足傳統(tǒng)氣舉場地等條件的情況下,可以嘗試通過高產(chǎn)氣鄰井口串聯(lián)的方式實現(xiàn)氣舉,快速恢復(fù)產(chǎn)能,此技術(shù)簡單易實現(xiàn),可極大節(jié)約成本。氣舉方案設(shè)計中氣舉點深度可以通過管柱自身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)選,避免鋼絲打孔作業(yè)。注氣摩阻計算應(yīng)考慮不同流態(tài)類別選取適用計算公式。

        該技術(shù)成功應(yīng)用也為今后類似油田故障機(jī)采井的復(fù)產(chǎn)提供了新的技術(shù)選擇?!?/p>

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