吉林油田耐低溫、低礦化度排水采氣用泡排劑實(shí)驗(yàn)

王志超 潘鈺 劉苗

（吉林油田公司油氣工程研究院 吉林松原 138000）

引言

天然氣在開采過程中，隨著地層能量的衰減，地層水不能完全隨氣流產(chǎn)出，井筒內(nèi)出現(xiàn)積液，影響產(chǎn)量。泡沫排水采氣工藝是通過從油套管環(huán)形空間內(nèi)注入泡排劑，在氣流的攪動(dòng)下形成大量泡沫，從而確保井底積液可以隨氣流排出。

F氣田處于開采中后期，產(chǎn)氣量小于臨界攜液量，井筒內(nèi)積液不能全部排出。針對(duì)吉林油田F氣田儲(chǔ)層物性、氣井深度、井底溫度、礦化度等特征，大多數(shù)氣井主要依靠泡沫排水采氣工藝來延長(zhǎng)氣井壽命，而泡排劑的性能直接決定泡沫排水工藝是否有效，因此本文通過對(duì)泡排劑進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)和試驗(yàn)，進(jìn)而篩選出適合F氣田的泡排劑，以充分發(fā)揮泡排工藝在產(chǎn)水氣田中的作用。

1 排水采氣用泡排劑合成研究

1.1 地層水性質(zhì)

F氣田氣藏類型屬于正常地溫梯度氣藏。埋深1500～3500m，地層水總礦化度為3589.47～6400.01mg/L，壓力系數(shù)為0.4～0.95，地溫梯度為3.7～4.42℃/100m。

1.2 泡排劑研制思路

常用的泡排劑有陰離子型表面活性劑（大多數(shù)為陰離子型）、非離子型表面活性劑、兩性表面活性劑等，陰離子型表面活性劑性能較好，但價(jià)格較高，穩(wěn)定性不如非離子型表面活性劑，非離子表面活性劑的來源廣泛，性能穩(wěn)定，但起泡能力不如陰離子型表面活性劑，兩性表面活性劑起泡能力相對(duì)較差。

針對(duì)吉林油田F氣田儲(chǔ)層物性、氣井深度、井底溫度、礦化度等特征，在保證攜液能力、穩(wěn)泡能力的前提下盡量降低成本。因此，綜合考慮最終確定泡排劑主要由陰離子型表面活性劑JL-1、非離子型表面活性劑JL-2和穩(wěn)泡劑JL-3組合而成。

2 排水采氣起用泡排劑實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)及性能

2.1 泡排劑室內(nèi)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

將泡排劑JL-1、JL-2、JL-3與礦化度為6000mg/L的F區(qū)塊地層水按照不同比例、不同濃度復(fù)配成藥劑1～8，利用高溫高壓動(dòng)態(tài)泡沫評(píng)價(jià)裝置、羅氏泡沫儀、電熱恒溫水浴箱等裝置對(duì)藥劑的攜液能力、起泡能力、穩(wěn)泡能力、配伍性等性能進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究，篩選出最符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的藥劑。

結(jié)合吉林油田F區(qū)塊現(xiàn)狀，當(dāng)泡排劑的表面張力小于35mN/m；初始泡高大于160mL、3min后泡沫高度大于140mL；60min攜液率大于45%；配伍性表現(xiàn)為溶液澄清透明、無渾濁現(xiàn)象及無沉淀物等產(chǎn)生時(shí)，則符合吉林油田企業(yè)要求（表1）。

2.2 泡排劑性能評(píng)價(jià)

2.2.1 起泡、穩(wěn)泡性能評(píng)價(jià)

將F區(qū)塊地層水和配置的不同比例、濃度為0.3%和0.5%的藥劑樣品1～8，置于恒溫水浴里加熱至40℃，利用羅氏泡沫儀記錄初始泡高和3min后的泡高數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)如圖1、圖2所示。

表1 泡排劑企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

圖1 起泡、穩(wěn)泡能力實(shí)驗(yàn)圖

圖2 泡沫高度柱狀圖

采用吉林油田企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)泡排劑進(jìn)行起泡、穩(wěn)泡性能評(píng)價(jià)，從起泡和穩(wěn)泡能力的實(shí)驗(yàn)柱狀圖中可以看出，藥劑1、2、3、4、5、8符合吉林油田企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 配伍性評(píng)價(jià)

將F區(qū)塊地層水和配置的不同比例、濃度為0.3%和0.5%的藥劑樣品1～8，置于70℃烘箱中，靜置48小時(shí)后與地層水對(duì)比觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，見圖3、表2。

從配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，藥劑1～8在不同比例、0.3%和0.5%濃度下都符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 配伍性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2.2.3 攜液能力評(píng)價(jià)

將F區(qū)塊地層水和配置的不同比例、濃度為0.3%和0.5%的藥劑樣品1～8，在溫度70℃、壓力0.2MPa下將2000mL溶液泵入高溫高壓動(dòng)態(tài)泡沫評(píng)價(jià)裝置的模擬井筒中，緩慢向模擬井筒中加氣直到流量達(dá)到5L/min，通過軟件測(cè)定60min時(shí)的攜液能力，如圖4、圖5所示。

按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)60min的攜液率大于45%衡量，只有藥劑7和8符合要求，實(shí)驗(yàn)過程中泡沫豐富，細(xì)膩。

2.2.4 表面張力評(píng)價(jià)

針對(duì)自配藥劑7和8測(cè)定它們的表面張力看是否符合企業(yè)要求。經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)定，藥劑7的表面張力為29.86mN/m，藥劑8的表面張力為26.59mN/m，都小于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)35mN/m，符合企業(yè)要求。

綜合考慮，藥劑8各方面的指標(biāo)都符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最終選定濃度為0.5%的藥劑8應(yīng)用于F氣田。

3 泡排劑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

3.1 選井條件

圖3 配伍性實(shí)驗(yàn)圖

圖4 攜液能力實(shí)驗(yàn)圖

圖5 攜液率折線圖

圖6 加注泡排劑前后JL-1井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量變化圖

（1）井深一般小于4500m，油套管連通性好。

（2）產(chǎn)水量一般在100m3/d以下，最大排水量為120m3/d。

（3） 井底油管鞋處氣流速度大于0.1m/s的氣井。

（4）氣水比在160～1500m3/m3。（5） 水礦化度≤150000mg/L。（6）液態(tài)烴含量≤30%。

3.2 典型井例

為驗(yàn)證藥劑8在F氣田的適用性，選取JL-a井對(duì)藥劑8進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)。JL-a井注入泡排劑濃度為0.5%，加注周期為4天，單次加注12.5kg泡排劑。加注后平均日產(chǎn)氣量增加0.1×103m3，平均日產(chǎn)液量增加0.3×103m3，圖6為加注前后JL-a井產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量變化圖。由圖6可以看出，加注后產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量有明顯提高，效果較好。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）泡沫排水采氣技術(shù)適用于低壓低產(chǎn)、弱噴及間歇噴產(chǎn)水氣井，其優(yōu)點(diǎn)是成本低、見效快。

（2）通過對(duì)藥劑1～8進(jìn)行室內(nèi)評(píng)價(jià)和試驗(yàn)，最終篩選出濃度為0.5%的藥劑8。其攜液能力、起泡和穩(wěn)泡能力等性能都符合吉林油田企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）針對(duì)藥劑8選取JL-a井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)氣井產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量有明顯提高，效果較好。