陳曉宇,姜宇玲
(1.中國石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司,重慶涪陵 408014;2.中國石化江漢油田勘探開發研究院,湖北武漢 430223)
涪陵頁巖氣田主力區塊開發已逾7 年,增壓開采和泡沫排水工藝作為成熟工藝,已在區塊各集氣站點推廣。應用前期,兩種工藝各自都取得了良好效果。但隨著單井產氣量遞減加快,已有小部分單一措施氣井出現積液情況。在涪陵區塊開展的“泡沫排水+增壓”等組合工藝試驗,現已初見成效。
“泡沫排水+增壓”組合工藝的選井條件:①連續生產時,產氣量下降且套壓有返高或上漲趨勢的氣井;②氣井井況良好,無出砂歷史,產層滲透性好;③氣井日產氣產水穩定,無特大波動,對氣井生產影響不大;④氣井本身具有一定剩余可采儲量,具有較高的增壓開采價值[1-2]。這4 個選井條件是與“泡沫排水+增壓”開采特點相適應的。無出砂、日產水量不影響正常生產,保證了壓縮機正常平穩運行;當壓縮機增大了生產壓差后,因為頁巖氣層滲透性好,有效生產壓差也會相應增加。
“泡沫排水+增壓”組合工藝原理:向套管內注入一定濃度的起泡劑,利用表面活性劑與井底積液反應,生成大量含水泡沫,降低積液密度;然后再通過天然氣壓縮機增壓,將頁巖氣壓力提高到或超過輸氣壓力后再將頁巖氣輸進集輸管道。這就降低了井底回壓,增大了井筒內舉升壓差,氣井攜液能力增加,能更好地排出井底積液[3-12]。
根據涪陵頁巖氣田下轄各管理區增壓開采站點分布,優選集氣站點實施泡沫排水工藝流程。對氣井數較少且無增壓的集氣站點,可考慮外輸流程改造,實現區域增壓后,再進行組合工藝應用(圖1)。

圖1 “泡沫排水+增壓”組合工藝流程
根據選井條件,優選焦頁J-3、W-2、Y-5、Y-7 等一批氣井開展“泡沫排水+增壓”組合工藝試驗。
焦頁J-3 井于2014 年10 月11 日完鉆,完鉆井深4 550 m,完鉆層位為下志留統龍馬溪組。焦頁J-3 井 2015 年 2 月 4 日投產,初期套壓 31.95 MPa,產氣 10.20×104m3/d,產水 0。2018 年 11 月 13 日開始增壓,套壓 5.65 MPa,油壓 4.40 MPa,產氣6.50×104m3/d,產水2.50 m3/d。統計至上一工藝(泡沫排水)前2020 年3 月,套壓5.10 MPa,油壓4.90 MPa,產氣3.50×104m3/d,產水1.80 m3/d,累計產氣 14 338.3×104m3,產水 5 698.6 m3。
焦頁J-3 井日產氣、產水穩定,且單一工藝下產水均小于3 m3/d,氣井平穩生產1 886 d,無出砂記錄,泡沫排水措施時,站點已具備增壓條件。
焦頁J-3 井近一年開采方式有泡沫排水、敞放、“泡沫排水+增壓”,生產概況見表 1。從表中可看出:①單一的泡沫排水工藝能幫助氣井長時間穩產;②隨著氣井開采時間延長,單純靠泡沫排水工藝的優化,并不能很好地控制住氣井自然遞減速度(泡沫排水B 優化階段,較前兩個階段,油套壓差減小的同時日均產氣、水量均得到增加。優化到了泡沫排水C 階段,雖然油套壓差進一步減小,但日均產氣、產水量仍呈下降趨勢);③“泡沫排水+增壓”組合工藝見效快,增產排水效果顯著。

表1 焦頁J-3 井各階段措施生產概況
不論前期是泡沫排水工藝或是增壓開采,“泡沫排水+增壓”組合工藝可以把單一排水及單一增壓采氣工藝的優點融合在一起。
由表2 可知,對于前期是增壓氣井,采用組合工藝后雖增氣幅度不大,但排水效果明顯,氣井穩定生產時間得到了延長。

表2 第一批“泡沫排水+增壓”試驗井工藝效果
(1)隨著氣田的不斷開發,單一的排水采氣工藝效果會越來越差,需要將成熟的單項工藝有機結合在一起,實現優勢互補。下一步將繼續深化組合工藝,發展組合類型,擴大適用范圍。
(2)現場試驗結果顯示,“泡沫排水+增壓”組合工藝增氣排水效果顯著,具有極大推廣應用價值。