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      中國頁巖氣排采工藝的技術(shù)現(xiàn)狀及效果分析

      2012-10-22 02:10:34張宏錄劉海蓉
      天然氣工業(yè) 2012年12期
      關(guān)鍵詞:電潛泵氣舉排液

      張宏錄 劉海蓉

      中國石油化工集團公司華東石油局工程院

      中國頁巖氣具有巨大的開發(fā)潛力,其資源量有30×1012m3[1],但頁巖氣的開發(fā)工程難度較大,國內(nèi)相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)并未取得大的突破,未形成頁巖氣的工業(yè)化生產(chǎn)能力[2]。其中,頁巖氣(致密砂巖氣)排采工藝技術(shù)在整個開發(fā)過程中顯得尤為重要[3]。頁巖氣(致密砂巖氣)常用的排采工藝主要有泡沫排水采氣、氣舉排水采氣、電潛泵排水采氣及有桿泵排水采氣等。但每種排水采氣工藝都有一定的缺點。例如:泡沫排水采氣適用于低壓、水產(chǎn)量不大的氣井,尤其適用于弱噴或間歇自噴氣水井;氣舉排水采氣適用于排量大、日排液量高達300m3的氣井,適宜于氣藏的強排液;電潛泵排采工藝適應(yīng)于高液量頁巖氣井的排采,但不適應(yīng)于產(chǎn)液量低于30m3的排采井;有桿泵排水采氣對于氣液比高、出砂、含有硫化物或其他腐蝕性物質(zhì)的井,容積效率降低,該排采工藝用于大斜度井時,抽油桿柱在油管中的磨損將損壞油管,增加維修作業(yè)費用。筆者通過對目前國內(nèi)頁巖氣(致密砂巖氣)排采工藝現(xiàn)狀進行分析,找出排采工藝中存在的主要問題,提出相應(yīng)的技術(shù)對策,將對提高頁巖氣(致密砂巖氣)整體開發(fā)水平具有一定的指導(dǎo)意義。

      1 頁巖氣排采工藝技術(shù)現(xiàn)狀

      1.1 排采工藝的選擇原則

      1)壓裂后首先采取控制放噴排液方式,待井口壓力為零,放噴排液結(jié)束后,依據(jù)排采井的儲層特性、地層供液情況優(yōu)選合適的排采工藝。

      2)排采工藝方式主要有氣舉、泡沫排水采氣、電潛泵、抽汲、機抽等方式[4]。

      1.2 排采工藝方式

      排采工藝方式主要有氣舉、電潛泵、抽汲、機抽等方式[5-6]。統(tǒng)計8口頁巖氣井中,氣舉4口井,電潛泵2口井,機抽1口井,抽汲1口井。其中氣舉占50%。

      1.3 氣舉氣源的選擇

      氣舉氣源主要有膜制氮氣和天然氣[7]。鄰井有高壓氣的井選天然氣氣舉,鄰井沒有高壓氣的井選擇膜制氮氣氣舉。膜制氮氣氣舉比天然氣氣舉在注氣量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量等方面更平穩(wěn)(表1)。

      1.4 氣舉方式的選擇

      氣舉方式主要有正舉和反舉。通過對建頁HF-1井的分析可看出,采用套管氣舉方式均比油管氣舉效果較好,產(chǎn)量較高且?guī)€(wěn)定。但考慮氣井實際情況(外輸壓力為1.25MPa),且與產(chǎn)量線性關(guān)系較好,則優(yōu)選套管氣舉方式進行排水采氣,即輸壓1.25~1.39 MPa,產(chǎn)氣量為4 000~5 000m3。說明套管注氣、油管生產(chǎn)時,氣舉效果較好。頁巖氣井自然產(chǎn)能低、生產(chǎn)時間較短,且普遍產(chǎn)水;氣舉生產(chǎn)方式效果較好,帶水明顯(圖1)。

      圖1 建頁HF-1井氣舉生產(chǎn)關(guān)系曲線

      2 頁巖氣井排采效果分析

      2.1 東峰2井排采效果分析

      2011年12月10日15:40開始返排。先使用3 mm油嘴,后增大,8h后至敞井,油壓由22.4MPa降為零(11.5h后),靠自身能量排液6d,累計799m3,期間點火燃燒時長40h,最高高度1.2m,返排6d后,進行氣舉排液。3次氣舉,共氣舉出液體71m3;敞口觀察,期間均無氣顯示。測試井底流壓為7.6MPa,動液面深度為833m,Cl-含量為27 000~28 000mg/L,檢驗為地層水,折算產(chǎn)水速度2.24m3/d。2011年12月28日,換73mm管柱后仍無液無氣產(chǎn)出,測試結(jié)束封井(圖2)。

      圖2 東峰2井排采效果曲線

      2.2 泌頁HF-1井排采效果分析

      泌頁HF1井于2012年1月8日完成15級分段壓裂,壓后獲最高日產(chǎn)油23.6m3、日產(chǎn)天然氣900m3工業(yè)油氣流。截至4月7日累計產(chǎn)油722m3,產(chǎn)氣24 635m3。該井目前日產(chǎn)油6m3左右,日產(chǎn)氣200~500m3,已持續(xù)穩(wěn)定3個月時間。原油密度為0.86g/cm3,黏度為14mPa·s(70℃),屬正常原油。

      2.3 建頁HF-1井排采效果分析

      建頁HF-1井2011年9月14日~17日,逐級采用水力泵送、電纜傳輸方式,實施橋塞坐封+射孔聯(lián)作,完成其余6級壓裂施工,鉆塞后控制放噴,套壓為零后采用液氮助排、泡沫助排,后期采用天然氣助排,最高日產(chǎn)氣量12 700m3,目前產(chǎn)氣量超過2 000m3(圖3)。

      2.4 涪頁HF-1井排采效果分析

      涪頁HF-1井鉆塞后于3月23日分別用6、10、15 mm油嘴控制套管放噴,初期套壓16MPa,24h后降為零,返出液726.2m3,返排率4.8%。最高產(chǎn)氣量1 500m3。4月8日~11日采用膜制氮氣氣舉,氣舉深度2 000~2 400m。氣舉后放噴,井口不返液,不產(chǎn)氣。5月26日實施酸壓解堵施工,共用酸液110m3,并拌注液氮40m3,施工結(jié)束后,套壓43MPa,油壓47 MPa,關(guān)井24h壓力擴散,后分別采用6、10、12mm油嘴、油管針閥控制放噴,5月29日氣產(chǎn)量最高達14 750m3,后期采用8mm 油嘴放噴,氣產(chǎn)量10 800 m3/d,目前氣量呈下降趨勢。

      圖3 建頁HF-1井氣舉誘噴排采曲線

      2.5 寧201-H1井排采效果分析

      寧201-H1井壓后該井具有自噴能力,目前6mm油嘴測試日產(chǎn)氣14×104m3,套壓24MPa,壓裂液總量22 140m3,返排率15%。

      3 認識與建議

      通過對我國頁巖氣井排采現(xiàn)狀分析,取得了以下認識:

      1)頁巖氣井自然產(chǎn)能低,但水平井優(yōu)于直井(2~3倍),普遍產(chǎn)水,開采方式主要以氣舉、泡沫排水采氣方法為主[8]。

      2)對于有天然氣氣源的井,直井采用天然氣氣舉排水采氣方式進行生產(chǎn),水平井采用氣舉、泡排及氣舉+泡排組合方式進行排水采氣[9]。

      3)對于無天然氣氣源的井,膜制氮氣氣舉是頁巖氣(致密砂巖氣)主要排采工藝,膜制氮氣氣舉適應(yīng)于產(chǎn)液量較大的排采井。

      4)泡排工藝適應(yīng)于產(chǎn)液量低于10m3的排采井,目前泡沫排水采氣工藝尚不能滿足水平井排液要求[10]。

      5)電潛泵排采工藝適應(yīng)于高液量頁巖氣井的排采,但不適應(yīng)于產(chǎn)液量低于30m3的排采井。

      [1]邱中建,鄧松濤.中國非常規(guī)天然氣的戰(zhàn)略地位[J].天然氣工業(yè),2012,32(1):1-5.

      [2]陳建渝,唐大卿,楊楚鵬.非常規(guī)含氣系統(tǒng)的研究和勘探進展[J].地質(zhì)科技情報,2003,22(4):55-59.

      [3]翟光明,何文淵,王世洪.中國頁巖氣實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需重視的幾個問題[J].天然氣工業(yè),2012,32(2):1-4.

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