李勇龍，冉照輝，唐學(xué)權(quán)，吳恒，杜鵬

(1.西部鉆探工程技術(shù)研究院，新疆 克拉瑪依 834000；2.西部鉆探蘇里格氣田分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300)

1 區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn)

鄂爾多斯盆地蘇里格氣田具有“低滲透率、低壓力、低豐度、薄儲(chǔ)層、強(qiáng)非均質(zhì)性”的特征，單井產(chǎn)量低、壓力下降快、穩(wěn)產(chǎn)難度大、開(kāi)發(fā)難度大，蘇77、召51區(qū)塊位于蘇里格氣田氣水同層區(qū)，面積2 007 km2，勘探提交天然氣儲(chǔ)量 3 374.7×108m3，沉積相類型有沖積扇、辮狀河、曲流河及濱海潮坪、淺水三角洲，主力層盒8以巖屑石英砂巖為主，上下古多層系含氣，平均孔隙度：8.4%，平均滲透率：0.37 mD，平均含氣飽和度：51%，平均儲(chǔ)量豐度：0.93×108m3/km2，氣水分布受構(gòu)造、巖性多因素控制，高部位氣，低部位水；物性好部位氣層，物性差部位含氣層；斷裂區(qū)域，天然氣逸散，局部上竄至盒2－盒7小層富集成藏。

2 區(qū)塊氣井特點(diǎn)、開(kāi)發(fā)趨勢(shì)

截至2020年底投產(chǎn)氣井：762口，日均開(kāi)井：497口，日產(chǎn)氣：227×104m3，平均單井產(chǎn)量：0.46×104m3/d，水汽比：2.18 m3/104m3， 油氣比：0.1770.18 t/104m3，平均套壓：7.63 MPa，壓降速率：0.009 MPa/d，單井累計(jì)產(chǎn)氣量：810×104m3，受構(gòu)造斷裂及天然氣逸散影響，區(qū)塊氣水分布關(guān)系極其復(fù)雜，氣藏含氣飽和度低(52.3%)，92%氣井產(chǎn)水嚴(yán)重，近期水汽比2.18 m3/104m3、油氣比0.18 t/104m3，蘇77和召51區(qū)塊內(nèi)城鎮(zhèn)、天然淖、水源保護(hù)區(qū)、煤炭規(guī)劃區(qū)等合計(jì)面積達(dá)到713.92 km2，占工區(qū)總面積35.6%。按照“先肥后瘦”模式，經(jīng)過(guò)多年開(kāi)發(fā)，井位部署逐步向致密區(qū)、富水區(qū)推進(jìn)，產(chǎn)建效果保障難度將逐年加大，受構(gòu)造斷裂及天然氣逸散影響，區(qū)塊含氣飽和度低，氣水分布關(guān)系極其復(fù)雜，氣井投產(chǎn)即需開(kāi)展排水采氣措施，造成單井成本增加，管理難度大，區(qū)塊含氣飽和度低，隨著投產(chǎn)時(shí)間增加，地層壓力下降，長(zhǎng)關(guān)井?dāng)?shù)逐年增加，且復(fù)產(chǎn)難度不斷加大，目前已占總井?dāng)?shù)18.5%。自2017年至今，開(kāi)展基于外動(dòng)力的射流泵、機(jī)抽、地面增壓連續(xù)氣舉等排水采氣新工藝試驗(yàn)，均取得了一定效果。

3 電潛泵雙管排水采氣工藝特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

常規(guī)的電潛泵排水采氣工藝是將電潛泵井下機(jī)組隨油管一起下入至井底，將井下積液通過(guò)油管排出，降低井底壓力，使氣井重新獲得正常生產(chǎn)所需要的壓差，助力復(fù)產(chǎn)的一種排水采氣工藝[1]。其工藝原理是通過(guò)地面變壓器、控制柜將交流電通過(guò)動(dòng)力電纜傳至井下電機(jī)，在電機(jī)的帶動(dòng)下多級(jí)離心泵排出井筒液體，通過(guò)井筒內(nèi)油管與套管的環(huán)形空間產(chǎn)氣。配套的主要裝置由八個(gè)部分組成：電機(jī)、保護(hù)器、分離器、泵、動(dòng)力電纜、控制柜、變壓器、井口裝置。與其配套使用的還有電纜護(hù)罩、電纜保護(hù)器、傳感器、單流閥、泄油閥等[2]。

本次實(shí)驗(yàn)是采用的是一種全新的電潛泵雙管排水采氣工藝，井口部分設(shè)計(jì)特殊的同心雙管懸掛采氣樹(shù)(如圖1所示)，不僅能夠滿足φ73 mm + φ48.3 mm油管同心懸掛，同時(shí)設(shè)計(jì)在采氣樹(shù)底部六通部位設(shè)計(jì)了特有的毛細(xì)管及電纜通道，電纜通道位置配套電纜穿越器，密封能力達(dá)34.5 MPa，毛細(xì)管通道位置密封能力超40 MPa，毛細(xì)管下部出口設(shè)計(jì)于電潛泵位置，用于定期加注阻垢劑，保護(hù)電潛泵組合；井下采用專利機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的排液產(chǎn)氣通道轉(zhuǎn)換短接(如圖2所示)，上部連接于φ73 mm油管柱，下部連接電潛泵工具組合，本次試驗(yàn)優(yōu)選387系列直徑98 mm電潛泵，最大投影直徑118.3 mm，設(shè)計(jì)揚(yáng)程2 900 m (三節(jié)泵組成)，軸功率36 kW，排量適用范圍20～100 m3/d，耐溫等級(jí)120 ℃，φ48 mm油管連接回插接頭，回插入轉(zhuǎn)化短接內(nèi)通道上部，密封性能超40 MPa，采氣通道直徑大于25.4 mm，排液通道為φ8 mm×6的通孔均勻設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)小油管生產(chǎn)，小環(huán)空排液，同時(shí)可結(jié)合泡沫排水采氣工藝實(shí)現(xiàn)氣井合理開(kāi)采。

圖1 雙管井口設(shè)計(jì)

圖2 獨(dú)有短接設(shè)計(jì)

4 電潛泵雙管排水采氣配套工藝

4.1 產(chǎn)水氣藏剩余可采儲(chǔ)量預(yù)測(cè)

產(chǎn)水氣藏剩余開(kāi)采儲(chǔ)量預(yù)測(cè)軟件”主要針對(duì)產(chǎn)水氣藏，利用氣藏參數(shù)、天然氣參數(shù)、地層水參數(shù)和年生產(chǎn)量數(shù)據(jù)，對(duì)其剩余開(kāi)采儲(chǔ)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。由數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和預(yù)測(cè)方法兩個(gè)模塊兩大主要功能。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊包括氣藏參數(shù)、天然氣參數(shù)和地層水參數(shù)三個(gè)窗體，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊通過(guò)文件菜單操作，氣藏參數(shù)、天然氣參數(shù)和地層水參數(shù)三個(gè)模塊，各模塊用于相應(yīng)數(shù)據(jù)的錄入、修改、保存。剩余可采儲(chǔ)量計(jì)算模塊包括瑞利(Rayleigh)模型法、威布爾(Wei-bull)模型法、HCZ模型法、哈波特(rubber)模型法4種預(yù)測(cè)方法，根據(jù)已有生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)剩余可采儲(chǔ)量預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)顯示和保存。預(yù)測(cè)方法如圖3所示。

圖3 預(yù)測(cè)方法

4.2 電潛泵雙管排水采氣工作時(shí)機(jī)決策軟件

“電潛泵雙管排水采氣設(shè)計(jì)軟件”主要針對(duì)采用電潛泵和小油管的雙管生產(chǎn)產(chǎn)水氣井，利用井下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的泵入口壓力數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)決策小油管采氣工作時(shí)間和電潛泵排水工作時(shí)間。包含數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、動(dòng)液面監(jiān)測(cè)等主要功能。動(dòng)液面監(jiān)測(cè)模塊主要根據(jù)井下電泵采集的泵入口壓力數(shù)據(jù)，利用井筒多相流計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)油套環(huán)空內(nèi)動(dòng)液面的實(shí)時(shí)計(jì)算和顯示。地層產(chǎn)氣量變化窗體如圖4所示。

圖4 地層產(chǎn)氣量變化窗體

5 推廣應(yīng)用及結(jié)論

5.1 井下工具串設(shè)計(jì)

井下工具結(jié)構(gòu)(自下而上)如圖5所示，尾管+篩管+導(dǎo)流罩(內(nèi)裝電機(jī)+保護(hù)器+分離器)+3級(jí)電潛泵+短節(jié)+73 mm油管+雙公短節(jié)+油管掛；內(nèi)部小油管：48 mm油管+回插接頭。

圖5 井下工具結(jié)構(gòu)圖

井口設(shè)計(jì)：特有六通實(shí)現(xiàn)同心雙油管懸掛，設(shè)計(jì)電纜穿越器，承壓能力達(dá)34.5 MPa，毛細(xì)管通道設(shè)計(jì)于電纜通道上部，上部連接采氣樹(shù)閥門。井口φ48 mm油管出口設(shè)計(jì)單向閥，防止環(huán)空產(chǎn)液回流入產(chǎn)氣通道。 井下數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)反饋至設(shè)計(jì)在發(fā)點(diǎn)機(jī)組的數(shù)據(jù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)平臺(tái)綜合采集生產(chǎn)壓力、電潛泵吸入口壓力、井下溫度、壓力數(shù)據(jù)，結(jié)合“電潛泵雙管排水采氣工作時(shí)機(jī)決策軟件”，為本工藝的高效運(yùn)行提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。

5.2 推廣計(jì)劃及效果

蘇77、召51區(qū)塊計(jì)劃推廣應(yīng)用3口井，目前已完成2口井的下泵工作，2口井均為積液停噴氣井。其中蘇77-xx-xx水平井已進(jìn)入生產(chǎn)階段，排液階段調(diào)整日排水量80 m3，排液階段數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及地面數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠有效分析氣井?dāng)?shù)據(jù)及電潛泵系統(tǒng)數(shù)據(jù)，井筒液面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，累計(jì)排水量超30 m3，氣井恢復(fù)自噴生產(chǎn)能力，提高日產(chǎn)量超4 500 m3，目前已結(jié)合泡排間隙生產(chǎn)，效果顯著。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電潛泵雙管排水采氣工藝在蘇里格氣田的應(yīng)用獲得成功。從目前實(shí)驗(yàn)效果來(lái)看，電潛泵雙管排水采氣工藝可以實(shí)現(xiàn)井筒積液停噴氣井的高效排水采氣，同時(shí)具有完備的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)調(diào)控系統(tǒng)，適用于蘇里格高含水氣藏氣井生產(chǎn)中后期不能自主攜液階段，同時(shí)也適用于高水氣比氣井排液生產(chǎn)。