“連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝的應用及評價

楊易駿，王錦昌，周瑞立，房曉軍，吳偉然，徐衛峰，劉 浩，林新宇，劉玉祥

（1.中國石化華北油氣分公司石油工程技術研究院，河南鄭州 450006；2.中國石化華北油氣分公司采氣一廠，陜西榆林 719000）

大牛地氣田位于鄂爾多斯盆地東北部，屬于典型的“低壓、低產、低孔、低滲、低豐度”致密砂巖氣藏，必須對其進行儲層改造方能獲得工業產能。開發初期，對于壓后自噴的氣井，采用原Φ89 mm、Φ114 mm預置管柱進行生產；壓后無法自噴的氣井，更換小管柱進行抽汲助排生產[1]。

在生產過程中，大牛地氣田單井普遍產水，隨著生產時間的延長，氣井壓力、產量不斷降低，自主攜液能力逐漸變差，井筒極易積液，嚴重時即導致水淹停產。針對井筒嚴重積液導致水淹井的油套連通氣井，大牛地氣田已初步形成鄰井高壓氣舉、液氮氣舉、制氮氣舉、多井聯合氣舉、井口排液氣舉、套管充壓氣舉、鄰井借氣氣舉等七種氣舉復產方法，并取得一定成效[2]。其中，2018年共實施復產作業586井次，治理井數123口，恢復產氣量 1.09×108m3。

對于井筒輕微積液的油套不連通氣井，連續油管以成本較低、作業工序簡單、施工周期短、不傷害儲層、排水效果明顯等優勢，在大牛地氣田得到良好應用[3]。其中2018年開展連續油管作業50井次，單井日增產氣量0.26×104m3，日增產水量7.5 m3，年累計增產1.302×108m3。但對于井筒嚴重積液導致水淹的油套不連通氣井，常規氣舉復產工藝無法有效建立井筒氣液連續循環通道，不能滿足氣舉復產基本要求。基于“連續油管”排水采氣原理與“液氮氣舉”復產工藝原理及這兩種工藝各自的優缺點，將兩種工藝結合為一種復合工藝，研究了“連續油管+液氮氣舉”的組合復產工藝原理、優點及適用條件，并通過現場試驗證明，該工藝能夠使嚴重水淹且油套不連通氣井有效釋放產能，完善了大牛地氣田水淹井復產工藝技術體系。

1 “連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝原理及優點

1.1 工藝原理

該工藝是利用連續油管車將裝有單流閥的連續油管下入油套不連通水淹井的生產管柱中，然后使液氮泵車與連續油管車相連、并用液氮泵車通過連續油管向水淹井井底泵注高壓液氮，依靠液氮在井筒內體積膨脹，將井筒內及近井地帶的積液從油套環空中排出，從而達到恢復水淹井生產的目的。

1.2 工藝優點

相對其他常規氣舉復產工藝，該工藝結合了連續油管和液氮氣舉復產工藝，有以下幾個方面優點[4]：

（1）不受井型限制，可使用于油套連通及不連通的直井或水平井，尤其對油套不連通的氣井復產排液有好的效果；（2）連續油管下入生產管柱中，減小有效流通面積，提高流動速度，進而減少氣、液間的滑脫損失，增強氣井的排液能力；（3）具有施工快捷、注氣點（可邊下放連續油管邊注液氮排液）及注氣速度靈活可控，排液速度快、作業周期短而效率高；（4）積液掏空深度大，可達3 500 m以上，尤其對深井排液有明顯的優勢；（5）對地層傷害小，施工安全程度高。

2 “連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝設計

2.1 選井原則

通過理論研究與現場試驗攻關，總結大牛地氣田“連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝實施選井應遵循以下原則：（1）地質資料顯示較好，有一定剩余儲量、復產潛力較大；（2）油套不連通；（3）井場道路無工農關系；（4）地面工藝流程完好，有利于站內快速放空排液；（5）常規氣舉工藝無法成功復產的嚴重積液水淹氣井。

2.2 工藝流程

該工藝使用的氣源是由移動式液氮泵車儲存的高壓液氮，注氣壓力一般在10.0 MPa～25.0 MPa，工藝簡單、操作方便靈活、排液速度快、施工安全快捷。其中，高壓液氮通過連續油管車的流程是：油管旋塞閥→滾筒→注入頭→防噴盒→防噴器→變徑法蘭→單流閥→井內，該工藝流程示意圖（見圖1）。

2.3 階段劃分

根據現場該復產工藝流程，考慮施工進度及壓力變化規律，其施工步驟分為以下四個階段：

（1）連續油管設備安裝階段。關閉采氣樹1、4號閥，泄壓后在采氣樹7號閥上依次吊裝變徑法蘭、防噴器、防噴盒、注入頭、滾筒等連續油管設備；

（2）管線連接及試壓階段。連續油管設備安裝完畢后，用旋塞閥連接液氮泵車管線，進行連續油管設備試壓（井口、油管及防噴系統試壓均不低于30 MPa）；

（3）連續油管下放及氣舉階段。試壓合格后，將連續油管下至油管靜液面以下100 m～200 m，按照施工井壓力、排量要求，通過液氮泵車注入液氮、環空排出液體并進行站內放空排液，隨時觀察、記錄返出液體的體積，直至無液體排出。以500米/次不斷加深連續油管，繼續注液氮或邊下邊注液氮，增加掏空深度，直至站內連續排出液體且排量穩定后有天然氣產出為止；

（4）穩定生產階段。積液排出后，壓力流量穩定。穩定階段生產30 min后，氣井無異常，可上提連續油管、拆除連續油管及注液氮設備，恢復生產流程并做好氣井穩產。

3 “連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗效果評價

3.1 選井情況

根據選井要求，選取3口油套不連通水淹井F1、F2、F3開展現場試驗，所選氣井均受井筒內積液的影響，其產氣量均達不到造斜段臨界攜液/泡流量，最終發生水淹停產。3口水淹井基本情況（見表1）。

圖1 “連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝流程示意圖

表1 3口油套不連通水淹井基本情況表

3.2 效果評價

對表1中選取的3口油套不連通水淹井開展了“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗，試驗前后各井壓力、產量變化（見圖2～圖4）。

圖2 F1井“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗前后采氣曲線圖

圖3 F2井“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗前后采氣曲線圖

圖4 F3井“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗前后采氣曲線圖

表2 3口油套不連通水淹井“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗期間及穩產增產階段數據表

由圖2～圖4可知：F1井2017年1月1日投產后，由于采氣管線長期堵塞無法生產而導致水淹關井，油套不連通、常規氣舉工藝無法實施。2018年5月18日，對該井進行“連續油管+液氮氣舉”組合復產作業，下放2"連續油管至1 000 m，邊下放邊氣舉，排量110 L/min～160 L/min，液氮泵車注液氮42 m3，泵壓8.6 MPa～21.4 MPa，經過4.5 h的排液后，共舉出積液7.8 m3、氣井成功復產。截止2018年底，該井復產后日增產氣量 15 091 m3、累計增產量 338.035 4×104m3，復產后穩產增產效果良好。2017-2018年試驗區實施井數3口，共注液氮107 m3，氣舉15 h，累計排出積液24.5 m3。實施有效井3口，試驗期間及復產后穩產增產階段均取得了良好效果（見表2）。

4 “連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗經濟評價

4.1 成本計算

由“連續油管+液氮氣舉”組合復產過程可知，其成本費主要包括液氮泵車油料費用、連續油管車作業費用及液氮費用，通過計算可得：F1、F2及F3井的復產成本費分別為20、14、18萬元，合計為52萬元。

4.2 經濟評價

3口油套不連通水淹井開展“連續油管+液氮氣舉”組合復產試驗后均成功復產、成功率100%，日增產氣量33 275 m3、累計增產氣量844.948 4×104m3，天然氣價按照1.16元/立方米計算，日創效3.86萬元、累計創效980.140 1萬元，作業成本為52萬元，投入產出比為1:19，具有良好的經濟效益。

5 結論

（1）驗證了“連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝在大牛地氣田是可行的，在3口油套不連通且積液嚴重水淹井中進行了應用，取得了良好的效果和經濟效益，解決了常規方法難以實現的快速、高效復產排液問題。

（2）3口油套不連通且積液嚴重水淹井采用“連續油管+液氮氣舉”組合復產工藝一次性成功復產，共舉出積液24.5 m3，復產后穩產時間均大于150 d，復產穩產增產效果好。

（3）3口油套不連通且積液嚴重水淹井復產成本為52萬元，復產后日增產氣量33 275 m3、累計增產氣量844.948 4×104m3，日創效3.86萬元、累計創效980.140 1萬元，投入產出比為1:19，經濟效益顯著、值得推廣應用。