海上油田高含水氣井采氣工藝技術(shù)研究與適應性評價

王彥鵬 李權(quán) 張艷英

摘要：海上油田氣井開發(fā)后期大多會出水甚至水淹，產(chǎn)量遞減嚴重。通過對排液采氣常規(guī)配套工藝的工藝原理及技術(shù)特點的適應性分析，提出排水采氣工藝在國內(nèi)氣田的適應性評價新標準，結(jié)合海上油田生產(chǎn)特點，分析海上油田排水采氣工藝技術(shù)未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：海上油田 氣井水淹 排水采氣 適應性評價

前言

海上平臺氣井在開發(fā)中后期時，出水、水淹現(xiàn)象日趨嚴重，產(chǎn)量遞減加快。同時，由于平臺場地受限，很多常規(guī)采氣工藝實施困難。目前，通過國內(nèi)學者研究，逐步形成了以泡排、優(yōu)選管柱、氣舉、電潛泵排液為主體的常規(guī)排采工藝。為了使出水氣井開發(fā)更加經(jīng)濟、科學、合理，節(jié)省作業(yè)時間和場地占用面積，需要對排水采氣工藝進行系統(tǒng)評價，優(yōu)選適用條件。

1 常規(guī)氣井排水采氣工藝技術(shù)

1.1 泡沫

泡沫排水工藝是從井口加入起泡劑至井底，使井筒內(nèi)液體變?yōu)檩p質(zhì)混合物，并伴隨井底氣流返至地面。該工藝充分利用地層能量實現(xiàn)排水采氣，具有投資成本小、工藝設(shè)計簡單、現(xiàn)場實用性強的特點。該工藝要求作業(yè)過程中加注管柱無穿孔，并對氣井流速的控制、藥劑類型及加入方式的選擇、加注劑量等一系列因素與氣井本身條件充分考慮，以達到良好的排液效果。

1.2 氣舉

氣舉是目前應用效果最好的工藝之一。它是利用氣舉閥將高壓氣體注入停噴井，降低井筒積液流體密度，借助氣體能量實現(xiàn)排水采氣。具有適用范圍廣、工作制度已調(diào)整等特點，缺點是在海上平臺操作過程中，氣源穩(wěn)定性難保證。

實踐表明，氣舉適用于氣井助噴及氣藏連續(xù)強排，排深最大可達5500m，且不受井身情況和腐蝕介質(zhì)影響。對于日產(chǎn)水低于100m3且已實施氣舉排水工藝的氣井，可開展氣舉+泡排組合工藝以獲得更好的增產(chǎn)效果。

1.3 優(yōu)選管柱

優(yōu)選管柱工藝是指適當更換或下入小直徑管柱，通過節(jié)流原理增大管柱壓差，提高氣流攜液能力。該工藝在海上需要動管柱作業(yè)，施工簡單，無須額外的動力設(shè)備或裝置。優(yōu)選管柱工藝最大井深不宜超過5200m，水氣比應小于50m3/104m3，不適用氣井高含水或水淹情況。

1.4電潛泵排水采氣

電潛泵是海上油田最常用的機采設(shè)備。工藝原理是通過電纜連接井下機組，帶動多級離心泵，泵機組通過油氣分離器使氣液有效分離，將氣液兩相從油套管中返出。電潛泵排液優(yōu)點是排量大，其主要缺點是前期投資成本過高，產(chǎn)氣量大時易產(chǎn)生氣鎖，日常維保費時費力。該工藝主要用于單井及氣藏整體強排水，對易出砂、結(jié)垢、高含硫氣井適應性較差。

1.5 目前常規(guī)工藝適應性評價

目前海上油氣田氣井常規(guī)排水采氣工藝的適應條件見下表。

2 新型排水采氣工藝技術(shù)

2.1 氣井渦流排水采氣

氣井渦流排水采氣是意向較新的排水采氣工藝，是通過渦流工具改變井筒介質(zhì)的流動形態(tài)，使井筒內(nèi)流體快速旋轉(zhuǎn)，使垂向紊流轉(zhuǎn)變?yōu)槁菪仙臏u旋層流，由于中心流邊緣的非流邊界也在運動，導致主流體與外流體間較低的差速，由于摩擦力減小，從而降低了剪切力和壓降，減小了氣體向上運動的摩阻，極大提升了舉升效率。該工藝適用于1000m至3500m井深范圍，耐高溫能力強（最高承受300℃），井斜影響小，主要用于能量充足、含腐蝕介質(zhì)的氣井，由于存在氣鎖、氣蝕風險，檢修難度大，目前在海上并未廣泛應用。

2.2 同心毛細管技術(shù)

同心毛細管排水采氣技術(shù)可以在線處理井內(nèi)積液、并處理氣井井壁結(jié)垢、減緩和抑制井壁腐蝕，原理是在油管內(nèi)部下入為或的防腐不銹鋼連續(xù)細管，在氣井生產(chǎn)時通過管柱底部的單向閥不間斷向井內(nèi)注入各種化學劑。該工藝解決了常規(guī)工藝藥劑無法注入到油氣層中深的難題。但缺點是需保證化學劑的持續(xù)加注，否則可能出現(xiàn)發(fā)泡劑與毛細管柱相粘連或管柱結(jié)垢等問題。海上油田化學藥劑灌容積有限，藥劑供應受各種因素影響不能按時保障，且該技術(shù)目前主要用于結(jié)鹽、結(jié)蠟嚴重且產(chǎn)液量小于100m3/d的生產(chǎn)氣井，而海上氣井主要結(jié)垢為水化物，需要注入甲醇等水化物抑制劑，結(jié)合藥劑成本、消耗速度、船舶運輸、藥劑罐容積和日常加藥工作難度等因素，該工藝在海上的應用仍需優(yōu)化。該技術(shù)國內(nèi)最大工作井深已達4200m。

3 排水采氣技術(shù)發(fā)展趨勢

目前國內(nèi)針對不同地區(qū)氣井特點，在高含硫氣藏排水采氣、集成創(chuàng)新排水采氣工具及裝備以及水平井排水采氣工藝等領(lǐng)域有了長足的發(fā)展。針對渤海地區(qū)氣井生產(chǎn)特點，未來主要會通過創(chuàng)新研發(fā)排水采氣工具及裝備，綜合考慮降低作業(yè)成本和占地面積，找到真正適合海上油氣田氣井的高含水治理工藝，并在渤海地區(qū)推廣，使排水采氣工藝不斷向可視化、數(shù)字化、不動管柱措施方向發(fā)展。

4 結(jié)論

通過對氣井常規(guī)排水采氣工藝特點及試用條件研究分析，形成了以礦化度、排液量、井深、產(chǎn)液量、井溫等為主要參數(shù)的適應性評價體系;對介紹了氣井渦流排水、同心毛細管等新型工藝原理，并結(jié)合海上氣井生產(chǎn)特點進行了適應性評價;分析了渤海油田未來排水采氣發(fā)展方向。

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