泡沫排水與增壓開采組合工藝在涪陵頁巖氣田的應用

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。

1 選井條件及工藝原理

“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

2 焦頁J-3 井應用組合工藝效果

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。

2.1 焦頁 J-3 井

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。

2.2 “泡沫排水+增壓”組合工藝生產措施

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

3 結論

（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。