蘇里格氣田節流器氣井泡沫排水采氣工藝探討

惠艷妮，白曉弘，楊亞聰，田 偉，李旭日

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710021）

蘇里格氣田節流器氣井泡沫排水采氣工藝探討

惠艷妮，白曉弘，楊亞聰，田 偉，李旭日

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710021）

隨著井下節流工藝在蘇里格低壓、低產氣田的普遍應用，節流氣井的泡排工藝已成為泡沫排水亟待解決的問題之一。介紹了節流器井的特點及判斷積液的方法，開展了井筒液面測試分析，總結出了適合蘇里格氣田節流器井的泡沫排水采氣工藝。

蘇里格氣田；泡沫排水；井下節流；積液氣井

蘇里格氣田是國際上罕見的“低壓、低滲、低豐度”三低氣田，氣井投產后壓力、產量均迅速降低，并不同程度產水，泡沫排水采氣工藝技術憑借其成本低、工藝簡單、見效快的優點成為排水采氣工藝的首選。但由于蘇里格氣田氣井普遍下有節流器，給泡沫排水采氣工藝的實施帶來了一定程度的局限性。因此，優化此類氣井的泡沫排水采氣工藝迫在眉睫。

1 井下節流氣井泡沫排水特點

泡沫排水采氣工藝是將起泡劑注入井筒，與井筒積液混合后，借助天然氣流的攪動，產生大量低密度含水泡沫，降低液體密度，減少液體沿油管壁上行時的“滑脫”損失，提高氣流的垂直舉升能力，從而達到排出井筒積液的目的。但對于節流器井，由于泡沫的流通通道不通暢，在通過節流氣嘴時會發生以下三種現象：

1.1 堆積現象

泡沫上升到節流嘴上游附近時有節流作用，會產生堆積，從而使節流嘴上游附近的壓力升高、井底壓力升高。堆積的泡沫在壓力作用下直徑變小，從而使得節流嘴前端的泡沫變得比較細密。

1.2 破泡和橋堵現象

由于節流嘴的孔徑較小，泡沫在通過井下節流嘴時會破裂，并在節流嘴前產生堵塞（即橋堵）。同時，泡沫必須變形、拉長才能通過節流嘴，在拉長的過程中液膜會變薄，當液膜厚度達到臨界厚度時就會破裂。破泡和橋堵使得泡沫通過節流嘴的速度降低、數量減少。

1.3 二次起泡現象

隨著通過節流嘴氣泡數量的增多，積液量會逐漸增加，被不斷上升的氣流攪動后會再次起泡，泡沫攜帶液體排出井口。

2 節流器井積液的判斷標準

在生產狀態下，氣井日產氣、日產液量和井口壓力的波動均能反應氣井井筒中液體積聚的特征，但對于井下節流氣井，油套壓差并不能準確反映氣井的生產狀況，因此不能合理的選擇泡沫排水的時機。通過長期的研究和現場試驗，總結出以下兩種初步判斷節流氣井積液的方法：臨界攜液流量法和采氣曲線法。

2.1 氣井臨界攜液流量法

不同井口油壓、油管規格臨界攜液流量理論計算結果（見表1）。

表1 不同井口油壓、油管規格臨界攜液流量理論計算結果

根據蘇里格氣田實際生產情況，以理論計算結果的1/2作為井筒積液的判斷標準，圖1～圖4表示了不同內徑油管臨界攜液流量與井口油壓的關系曲線圖。

圖1 76.0 mm內徑油管

圖2 62.0 mm內徑油管

圖3 50.7 mm內徑油管

圖4 31.8 mm內徑油管

2.2 采氣曲線動態分析法

采用以下采氣曲線分析方法判斷氣井積液：（1）套壓上升，產氣量下降。以10天內套壓上升大于20%、產氣量下降大于20%為判斷標準。

圖5 積液氣井采氣曲線特征示意圖1

（2）套壓不變，產氣量下降。以10天內套壓不變、產氣量下降大于20%為判斷標準。

圖6 積液氣井采氣曲線特征示意圖2

（3）套壓、產氣量呈鋸齒形周期性波動，二者呈相反變化趨勢。以套壓、產氣量波動幅度超過20%為判斷標準。

圖7 積液氣井采氣曲線特征示意圖3

2.3 井筒壓力梯度法

對于節流器井，如果要進一步確定準確的積液量，可以采用井筒壓力梯度法判斷油、套管氣液界面位置，計算井筒積液量。流壓或者靜壓測試是確定氣井液面或者氣井是否積液的最有效方法。壓力測試是測量關井及生產過程中不同深度的壓力，壓力梯度曲線與流體密度和井深有關。對于單相流體，壓力隨深度基本呈線性關系。

測試井筒壓力時，測試曲線存在拐點表明井筒積液，根據拐點位置確定氣液界面深度h界。壓力梯度大于0.1 MPa/100m表明測試流體為氣液混相，壓力梯度越大，液相含量越高。

對于節流器井：若節流器上方存在積液，則積液量為：

h節流器—節流器座封深度，m；h界—節流器上方氣液界面深度，m；d—油管內徑，m。

3 井下節流氣井泡排工藝技術優化

2010-2011年，針對部分節流氣井井筒積液問題，在蘇里格氣田共開展井筒液面測試分析30口井。

通過表2測試分析得出：

Qg＞0.5×104m3/d時，節流器上方無明顯液相；

0.3＜Qg＜0.5×104m3/d時，節流器上方存在氣液混相；

Qg＜0.3×104m3/d時，節流器上方存在明顯積液段。

3.1 泡沫排水現場應用情況

3.1.1 蘇X1井（Qg＞0.5×104m3/d）該井2007.8.20投產，產氣量一直穩定在1.5×104m3/d，2008年底產量降至0.7×104m3/d左右，并且下降趨勢，油套壓差增大，波動較大。

2010年4月開展泡排試驗，從套管加注起泡劑，油管排液，試驗前油套壓為1.3/8.60 MPa，日產氣量0.5934×104m3/d，試驗后 1.7/5.2 MPa，日產氣量 0.6636×104m3/d，油套壓差減小，波動緩和，產氣量增加0.07×104m3/d。

3.1.2 蘇 X2井（0.3＜Qg＜0.5×104m3/d）該井 2007.11投產，產氣量由投產初期的3×104m3/d逐漸遞減到0.3×104m3/d左右，2010年年初開始產水，水量在0.2 m3/d。

2011年4月開展泡排試驗，采用油管加棒，油管排液，試驗前油套壓為0.6/5.6 MPa，日產氣量0.3417×104m3/d，試驗后 0.6/4.1MPa，日產氣量 0.4678×104m3/d，油套壓差減小1.5 MPa，產氣量增加0.12×104m3/d。

3.1.3 蘇X3井（Qg＜0.3×104m3/d） 該井2006.12投產，產氣量由投產初期的1.3×104m3/d逐漸遞減到0.2×104m3/d左右，2010年年底開始產水，水量在0.3 m3/d。

2011年4月開展泡排試驗，從套管加注起泡劑，油管排液，試驗前油套壓為0.8/5.4 MPa，日產氣量0.1523×104m3/d，試驗后 0.9/5.2 MPa，日產氣量0.1746×104m3/d，壓差、產氣量變化不明顯，但可以保證連續生產。

3.2 節流氣井的泡排工藝

針對測試和現場試驗情況，結合蘇里格氣田生產情況，制定了節流器井泡沫排水采氣措施：

表2 蘇里格氣田壓力梯度測試統計表

3.2.1 輕微積液氣井（Qg＞5000 m3/d）

（1）油管加注泡排棒、油管排液；（2）套管加注起泡劑、油管排液。

3.2.2 嚴重積液氣井（Qg≤5000 m3/d）

（1）油管加注起泡劑、油管放空排液；（2）套管加注起泡劑、套管放空排液；（3）取出節流器，油管加注起泡劑后，再放空排液；（4）氣舉排液。

2011年，蘇里格氣田共開展泡沫排水采氣工藝1100余口井，平均增產氣量0.08×104m3/d，其中輕微積液氣井平均增產0.17×104m3/d，排水采氣效果明顯。

4 結論

對于井下節流氣井而言，無法通過油套壓差來直觀反映氣井井筒積液情況,可以通過產量低于臨界攜液流量、套壓逐漸上升、產量逐步降低等現象簡單判斷，采用井筒壓力梯度法來確定準確的積液量。

節流器氣嘴對泡沫有明顯的破泡及橋堵效應，使得起泡劑的活性降低、泡沫的攜液效果變差，從而減弱了泡沫排水的效果，甚至造成氣井的積液。因此應該打破常規的起泡劑加注及排液模式，采用適合節流器井的積液判別技術，盡早發現產水及積液情況，調整泡沫排水采氣措施，保障氣井的正常、連續生產。

對于產氣量大于5000 m3/d的輕微積液氣井，可以通過油管加棒油管排、套管加液油管排的方法加注；針對產氣量小于5000 m3/d的嚴重積液氣井，可以采取油管加液油管放空排液、套管加液套管放空排液，或者取出節流器后油管加注再放空排液的方法，對于產水量較大泡排效果不明顯的井則采用氣舉排液。

[1] 楊川東，等.采氣工程[M] .北京：石油工業出版社，2000.

[2] 李旭日，等.井下節流氣井泡沫排水采氣機理研究[J] .天然氣勘探與開發，2011，34（1）：54-59.

[3] 薛海東，等.井下節流氣井泡沫排水采氣工藝技術探索[J] .科技資訊，2008，23（4）：51.

[4] 李安建，等.泡沫排水采氣工藝技術在蘇里格氣田的應用[J] .內蒙古石油化工，2008，19（23）：72-74.

Sulige gas field throttle gas well foam drainage gas recovery technology

HUI Yanni，BAI Xiaohong，YANG Yacong，TIAN Wei，LI Xuri
（Changqing Oilfield Company Oil&Gas Technology Research Institute，National Engineering Laboratory of Tight Oil&Gasfield Exploration and Development，Xi’an Shanxi 710021，China）

With the downhole throttle technology in Sulige gas field low voltage,low yield of universal application,throttling gas well foam discharging process has become one of the issues to be resolved for foam drainage.Introduces the features and detection of throttling gas effusion method,carry out the wellbore liquid level test analysis,summarizes the Sulige gas field throttling gas well foam drainage gas recovery technology.

Sulige gas field；foam drainage；downhole choking；liquid gas

TE371

A

1673-5285（2012）09-0016-04

2012－03-12

2012－05-07

惠艷妮，女（1983-），助理工程師，本科，主要從事采氣工藝技術研究工作，郵箱：。