機采排水采氣工藝的應用與優(yōu)化

龍 剛

（青海油田公司采氣二廠，甘肅敦煌 736200）

1 簡介

1.1 氣井積液機理

氣井生產初期，地層壓力足，氣體流速高，足以把液體全部舉升出井筒。隨著地層壓力下降，氣體流速下降，氣體能量不足以把全部液體舉升出井筒，部分液體由于重力作用開始回落，井筒內開始產生積液。當積液積聚到一定時，液體侵入近井區(qū)域的儲層，隨著井底液柱卸載，井筒內氣體再次流動，且氣體能將井筒內液體帶到地面。隨著氣層壓力下降或邊底水浸入井筒加劇，無法通過自身能量將積液排出井筒，就造成了氣井積液停產。

1.2 氣井生產階段劃分

邊底水氣藏內的氣井生產過程一般可分為五個階段：

（1）初始階段。一般是投產初期。特點：自噴生產；氣產量穩(wěn)定，無水或少量凝析水；井口壓力高且穩(wěn)定，油套壓差小；井筒無積液；氣水界面穩(wěn)定。

（2）穩(wěn)產階段。隨著生產進行，井口壓力開始出現(xiàn)緩慢下降，油套壓差小；氣產量穩(wěn)定，無水或少量凝析水；氣井自噴生產；井筒無積液；氣水界面開始上升。

（3）波動階段。自噴生產；套壓繼續(xù)緩慢下降，油壓不穩(wěn)定，開始出現(xiàn)異常波動，天然氣流量波動；產氣量開始下降，產水量開始增加；井筒內開始出現(xiàn)積液現(xiàn)象；邊底水突破至井筒。

（4）產量快速下降階段。自噴生產；套壓緩慢下降，油壓不穩(wěn)定，時高時低，且波動幅度大，天然氣流量波動大；產氣量繼續(xù)下降，產出水繼續(xù)增加；井筒內積液現(xiàn)象變嚴重，會出現(xiàn)氣井偶爾停噴現(xiàn)象；邊底水持續(xù)擠壓，氣水界面繼續(xù)上升。

（5）水淹停產階段。套壓下降，油壓穩(wěn)定，油套壓差大；天然氣產量下降趨于穩(wěn)定，產出水量小，井筒積液嚴重，直至停噴；隨著邊底水上升，氣水界面推移至近井射孔部位，氣井水淹。

2 效果分析

2.1 現(xiàn)場情況

馬北八號區(qū)塊位于青海省西北部，柴達木盆地北緣，屬于小型的底水型油氣藏，邊底水發(fā)育。該區(qū)主力氣層中深一般在1 250～1 450m，產層不出砂，適合采用機采排水采氣工藝。該區(qū)從2016年開始采用該工藝。泵普遍采用Φ38mm整筒泵，下泵泵深一般在1 300～1 400m；桿柱為Φ22mm與Φ19mm的D級桿組合；地面機采設備使用青海油田機械廠生產的CYJB10-4.8-53HPF型下偏復合平衡抽油機。

2.2 現(xiàn)場實例

該區(qū)從2016年至今已經在13口井采用機采排水采氣工藝。本文選擇三口典型的排液采氣井進行分析。

（1）提前型。馬八3-2井位于馬北八號構造馬北14號井區(qū)的中部，該井2018年3月機采排水至今。累計產出天然氣196.47×104m3，產出地層水6 613m3。平均日產天然氣3 205m3，日產水7.9m3，峰值時日產天然氣7 080m3。排水采氣效果較好。該井停噴后，未采用氣舉措施；立即下泵至產層附近，油管排液套管采氣。初期時，單次平均排水量5.6m3，套壓最高恢復至6.7MPa，使用4mm氣嘴自噴穩(wěn)產3～5d，平均日產氣4 500m3；中期時，全天機采，日平均排水量7.9m3，套壓平均為3.7MPa，日產氣2 261m3；目前，全天機采，日平均排水量12.3m3，套壓平均為2.5MPa，平均日產氣623m3。

（2）正常型。馬八2-14井位于馬北八號構造馬北14號井區(qū)的中部，該井2019年5月機采排水至今。累計產出天然氣62.25×104m3，產出地層水2 164m3。平均日產天然氣2 804m3，日產水9.7m3，峰值時日產天然氣4 218m3。排水采氣效果較好。該井停噴后，多次采用氣舉措施，至氣舉工藝無法復產后，才下泵至產層附近，油管排液，套管采氣。初期全天機采，日平均排水量5.5m3，套壓平均為4.6MPa，日產氣3 105m3；目前，全天機采，日平均排水量12.8m3，套壓平均為3.2MPa，平均日產氣1 819m3。

（3）滯后型。馬北8井位于馬北八號構造馬北8井區(qū)的中部，該井2019年10月機采排水至今。累計產出天然氣0m3，產出地層水861.5m3。全天機采，平均日產水15.1m3。排水采氣目前未見效。該井下泵至產層附近，計劃油管排液套管采氣。目前套壓最高上升至1.8MPa（站區(qū)最低系統(tǒng)壓力為2.1MPa）。

從三口井的生產結果看，馬八3-2井排水采氣效果最好，馬八2-14井其次，馬北8井最差。

2.3 原因分析

（1）停產時間上的差異。馬八3-2井在2018年3月初積液停產，3月中旬進行下泵作業(yè)，3月下旬啟抽投產，停產時間合計為17d；馬八2-14井1月下旬停產，期間采用氣舉措施后間斷生產，至5月下旬下泵轉抽，累計的停產時間100d左右；馬北8井在2017年3月7日停產，至下泵轉抽時間間隔為910d左右，中期還經歷數次井下作業(yè)。從停產時間上看，馬八3-2井最短，馬八2-14井其次，馬北8井最長。

（2）階段上的差異。馬八3-2井停躺處于氣井生產第四階段中期，也就是剛發(fā)生停噴但通過措施排出積液之后還可以短暫自噴的期間；馬八2-14井停躺時已經處于第五階段，地層出水嚴重，通過氣舉排出積液后又快速積液，無法穩(wěn)產；馬北8井停躺時期同馬八2-14井。從使用排水采氣工藝的階段來看，馬八3-2井最早，馬八2-14井其次，馬北8井最晚。

2.4 結論分析

（1）對機采排水采氣工藝的選取宜早不宜遲，停躺后就應該立即下泵轉抽。根據現(xiàn)場實驗結果，氣井停躺120d內進行機采，天然氣產能恢復比較理想。如果停躺時間長，積液已完全侵占產層滲流通道，天然氣被完全擠壓在死氣區(qū)內，就會造成只排液不出氣的后果。馬北8井就是一個典型的反例。

（2）對于機采排水采氣工藝的時間選取，一般選擇在氣井生產的第四階段中期（以氣井第一次出現(xiàn)積液停躺為標志）至第五階段。考慮到成本、地層污染問題，建議在出現(xiàn)第一次積液停躺后，立即采用機采排水采氣工藝。主要是因為：

① 在無法避免下泵的前提下，可以節(jié)省多次氣舉的成本；

② 趁地層壓力比較充足、邊底水未完全占據井筒時進行作業(yè)，地層恢復能力還比較好，更可以在后期減少地層擾動，保護產層。

3 一種關于機采排水工藝的構想

地層污染的原因是多方面的，但只要是井下作業(yè)都會對產層造成影響，這是共識。究其主要原因，一是作業(yè)過程中入井液性質、作業(yè)方式會對地層造成影響，二是井下作業(yè)本身就是對地層的一種擾動。

對正常生產的氣井而言，均是采用自噴生產，工藝管柱簡單，生產過程中井下管柱問題很少發(fā)生。在馬北八號區(qū)塊，所有自噴生產氣井的井下管柱組合均為射孔管柱，在生產過程中井下管柱從未出現(xiàn)故障。

對邊底水型中低壓且不出砂的氣藏，能否在氣井投產時，提前下泵，使用機采管柱進行生產？理論上是可行的。在氣井生產的第一、二階段，采用套管生產，油管關閉。此時抽油機、井下泵桿均處于備用狀態(tài)，可以選擇下入耐腐蝕的井下泵、桿，預防腐蝕。還可以選擇在井筒內下入電加熱抽油桿，預防凍堵；在氣井生產的第三、四階段，由于井筒積液量增加，氣井可能會出現(xiàn)停噴，此時只需要間歇性地啟動抽油機，排出積液，就可以達到復產的目的；到氣井生產的末期，可以一直進行油管排液，套管采氣。這樣，在氣井的生產周期內，不僅可以避免反復氣舉，還可以避免后期下泵轉抽作業(yè)的出現(xiàn)（因為前期已經下泵），不僅節(jié)省了成本，還盡可能保護了地層。

4 結束語

氣井機采排水工藝的選取節(jié)點宜早不宜遲，其效果受氣井停躺時間長短影響。氣井停躺時間越長，機采排水采氣效果就越差。任何后期工藝措施都是“雙刃劍”，都有其積極與消極的一面。可以結合現(xiàn)場實際情況，提前規(guī)劃、提早準備，就可以最大程度地揚其長避其短。這考驗著現(xiàn)場開發(fā)管理人員的大局意識、責任意識、能力意識。