劉捷(長江大學(xué)石油工程學(xué)院) (CNPC采油采氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長江大學(xué)研究分室,湖北武漢430100)

包慧濤 (中石油青海油田分公司鉆采工藝研究,青海敦煌736202)

陳進(jìn) (中石油新疆油田分公司工程院工程所,新疆克拉瑪依834000)

吳程 (中石油青海油田分公司工程技術(shù)處,青海敦煌736202)

高彥增 (中石油青海油田分公司澀北作業(yè)公司,青海敦煌736202)

疏松砂巖氣藏低壓低產(chǎn)井開發(fā)對策研究

劉捷(長江大學(xué)石油工程學(xué)院) (CNPC采油采氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室長江大學(xué)研究分室,湖北武漢430100)

包慧濤 (中石油青海油田分公司鉆采工藝研究,青海敦煌736202)

陳進(jìn) (中石油新疆油田分公司工程院工程所,新疆克拉瑪依834000)

吳程 (中石油青海油田分公司工程技術(shù)處,青海敦煌736202)

高彥增 (中石油青海油田分公司澀北作業(yè)公司,青海敦煌736202)

隨著疏松砂巖氣藏的開發(fā),低壓低產(chǎn)井的逐漸增多導(dǎo)致氣藏儲量動用失衡,影響整個(gè)氣田開發(fā)方案的實(shí)施,降低氣藏的最終采收率。為了保證氣田的穩(wěn)產(chǎn),以典型的疏松砂巖氣藏澀北氣田為背景,在掌握氣藏儲層特征的基礎(chǔ)上,通過氣井生產(chǎn)特征的分析對低壓低產(chǎn)井進(jìn)行了分類,結(jié)合氣井低壓低產(chǎn)形成的原因,針對性地提出了不同類型低壓低產(chǎn)井的開發(fā)對策?，F(xiàn)場應(yīng)用效果表明,采取相應(yīng)的開發(fā)對策后氣井產(chǎn)量增大,能夠保證氣田穩(wěn)產(chǎn),提高氣藏的最終采收率。

疏松砂巖氣藏;低壓低產(chǎn)井;開發(fā)對策;排水采氣

疏松砂巖氣藏開發(fā)過程中,由于巖性疏松、易出砂、易出水等特點(diǎn)[1],井口壓力低于最小進(jìn)站壓力和氣井產(chǎn)量小于臨界攜液流量的氣井普遍存在,這類氣井會造成氣藏開發(fā)過程中儲量動用的失衡,影響整個(gè)氣田的儲量評估及開發(fā)方案的實(shí)施。為保證氣田穩(wěn)產(chǎn),急需開展低壓低產(chǎn)氣井有效開發(fā)對策的研究,以提高氣藏的最終采收率。

1 低壓低產(chǎn)氣井生產(chǎn)特征分析

以典型疏松砂巖氣藏澀北氣田為例,通過該氣田低壓低產(chǎn)井的分析,根據(jù)造成氣井低壓低產(chǎn)的原因,可以將氣井分為三類:儲層供氣能力差、井口回壓大、氣井出水出砂。

1.1 儲層供氣能力差

這類氣井一般生產(chǎn)層位較淺,儲層物性差,含氣面積小,使得氣井投產(chǎn)初期生產(chǎn)壓差大,但產(chǎn)量卻比較低,如表1中6口井的生產(chǎn)情況。

表1 儲層供氣能力差型低產(chǎn)低壓井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)

1.2 井口回壓大

這類氣井由于集輸管線的回壓大,生產(chǎn)壓差小,造成氣井產(chǎn)量低。如表2中的4口氣井,生產(chǎn)壓差均在地層壓力的5%以內(nèi),導(dǎo)致日產(chǎn)氣量小于臨界攜液流量。

表2 回壓大型低產(chǎn)低壓井的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)表

1.3 氣井出水

這類氣井由于生產(chǎn)過程中地層出水的影響,氣井井口壓力,油套壓差增大,日產(chǎn)氣量降低,生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出來的特征主要有兩個(gè)方面:一是隨水氣比增加,氣井產(chǎn)氣量和井口壓力降低。如圖1所示,澀20井在2003年12月產(chǎn)氣量達(dá)到峰值后,由于受到出水的影響開始下降。2003年12月以后水氣比開始快速上升,井口壓力快速下降,說明隨著水氣比的增加,氣井產(chǎn)量及井口壓力將同步降低。二是隨產(chǎn)水量的增加,油套壓差增大,氣井井底易形成積液。對于不產(chǎn)地層水或產(chǎn)水量不大的氣井,如果氣井處于關(guān)井的靜止(穩(wěn)定)狀態(tài),井底液體會被氣體壓入井周儲層,井筒內(nèi)為純氣體,井口油、套壓達(dá)到最大且相等,反映此時(shí)井筒無積液。當(dāng)氣井開井采用油管以較合理產(chǎn)量穩(wěn)定生產(chǎn),在井筒儲集效應(yīng)結(jié)束后,且未見液體流入井底時(shí)的短期生產(chǎn)階段,井筒內(nèi)暫時(shí)為純氣體流動,此時(shí)的井口油壓和套壓接近或相等,即為無積液時(shí)的穩(wěn)定井口壓力。隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù),生產(chǎn)壓差逐漸增大,原來滲入井周圍氣層的液體會逐漸流入井底,使油管內(nèi)呈氣、液兩相流動,如果氣井產(chǎn)量達(dá)不到最小攜液流量,油管內(nèi)的液體會在重力作用下滑脫,不斷積聚增多而形成積液,從而導(dǎo)致井底回壓增大,氣體流動阻力增加,井口油、套壓下降,油、套管壓力差值增大(如圖2)。

圖1 澀20井生產(chǎn)動態(tài)曲線

圖2 澀4-20井生產(chǎn)動態(tài)曲線

2 低產(chǎn)低壓井開發(fā)對策研究

2.1 對供氣能力差儲層補(bǔ)孔改層

儲層物性差的低壓低產(chǎn)井生產(chǎn)氣層埋藏淺、物性差或含氣面積小,對于這類低產(chǎn)氣井由于是儲層自身的原因,要提高氣井產(chǎn)量唯有補(bǔ)孔改層。

澀試1井2000年10月16日投產(chǎn),投產(chǎn)初期生產(chǎn)井段1144.2～1147.0m;2003年6月補(bǔ)孔合采,補(bǔ)孔井段1075.2～1144.2m,具體生產(chǎn)情況見圖3?？梢钥闯? 2003年6月補(bǔ)孔合采后日產(chǎn)氣量上升。補(bǔ)孔前投產(chǎn)初期產(chǎn)量達(dá)到3×104m3/d,但是由于開發(fā)層位含氣面積小,開發(fā)后期產(chǎn)量下降使得補(bǔ)孔前的平均日產(chǎn)氣量僅1.885×104m3;降低外輸壓力,補(bǔ)孔合采后該井生產(chǎn)平穩(wěn)截至2006年12月平均日產(chǎn)氣量為4.6067×104m3。補(bǔ)孔合采后平均日產(chǎn)氣量增加2.7217×104m3,補(bǔ)孔效果明顯。

圖3 澀試1井日產(chǎn)氣量變化曲線

2.2 對回壓大井口關(guān)井降低外輸壓力

針對這類氣井,目前常用的工藝手段是關(guān)井降低外輸壓力,再次開井補(bǔ)壓后生產(chǎn)壓差和產(chǎn)氣量有一定程度的增加,但由于回壓在后續(xù)生產(chǎn)過程中會再次增大,使得產(chǎn)氣量會出現(xiàn)再次降低。

圖4 澀1-10井生產(chǎn)動態(tài)曲線

從圖4澀1-10井生產(chǎn)動態(tài)曲線可以看出,2005年4月的生產(chǎn)壓差為0.01MPa,日產(chǎn)氣量為1.69× 104m3,2005年5月到2005年9月關(guān)井降低外輸壓力,2005年10月開井外輸補(bǔ)壓后生產(chǎn)壓差為0.16MPa,日產(chǎn)氣量為2.45×104m3。

2.3 對出水氣井進(jìn)行防水、治水和防砂、控砂

氣井出水、出砂不僅與其自身的工作制度、生產(chǎn)條件有關(guān),而且與整個(gè)氣藏的開發(fā)狀況息息相關(guān)。因此這類氣井的開發(fā)對策主要以整個(gè)氣田防水、治水和防砂、控砂為主。

控水采氣主要是控制水線前緣氣井的生產(chǎn)壓差,使其井底流動壓力高于水侵區(qū)氣水同產(chǎn)井的井底流動壓力;同時(shí)合理制定水區(qū)內(nèi)和水區(qū)邊緣井的生產(chǎn)制度,確定產(chǎn)水氣井合理工作制度。從圖5和圖6可以看出,澀4-9、澀深17、澀4-17井已形成低壓區(qū),澀試2井形成壓降漏斗,整體受邊水影響較明顯,北翼氣井出水量較大,因此澀深17、澀4-17、澀4-19、澀深15、澀深16及新澀4-8井應(yīng)控制壓差生產(chǎn),水區(qū)內(nèi)和水區(qū)邊緣出水氣井采用小油管生產(chǎn)以增加氣井?dāng)y液能力。

澀北氣田針對部分氣井出水的實(shí)際,選擇出水量多的氣井,認(rèn)真分析研究氣層出水特征,結(jié)合產(chǎn)氣剖面測試中自然伽馬曲線的變化等,進(jìn)行出水原因分析、歸類、總結(jié),并進(jìn)行工程測井驗(yàn)證,找準(zhǔn)出水層位,優(yōu)選不同的封堵措施,封堵出水層或竄槽層[2～5]。堵水工藝現(xiàn)場實(shí)施的效果分析表明 (見表3),堵水措施取得了明顯的效果,恢復(fù)了氣井一定的產(chǎn)量,說明對于出水原因的分析、出水層位的判斷是準(zhǔn)確的,采取的堵水措施是有效的。

圖5 開發(fā)層組生產(chǎn)壓差等值線圖

圖6 開發(fā)層組日產(chǎn)水等值線圖

表3 澀北氣田氣井堵水效果分析

在氣井積液分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合氣井生產(chǎn)動態(tài)分析,優(yōu)選不同的排水采氣工藝,充分利用氣井自身能量排出井筒積液[5,6]。對于產(chǎn)水量持續(xù)增長或異層出水、竄層的低壓低產(chǎn)井建議采用堵水工藝技術(shù),對于產(chǎn)水量穩(wěn)定、攜液能力不足的低壓低產(chǎn)井建議采用排水采氣工藝。排水采氣工藝現(xiàn)場實(shí)施的效果分析表明(見表4),采用排水工藝后日產(chǎn)氣量增加8×104m3,井口壓力增加1MPa。

表4 澀北氣田氣井排水采氣工藝效果分析

增壓開采工藝技術(shù)是氣田開發(fā)中后期,由于地層壓力下降,用來提高采出能力和地面輸送能力的采輸方法。一般采用氣田內(nèi)部增壓和集輸管網(wǎng)增壓兩種方式,兩者均能達(dá)到同一目的。假設(shè)澀北氣田采用集輸管線增壓開采,此時(shí)氣井的井口壓力不再受最小外輸壓力的限制,因此可以通過降低井口壓力的方式增大氣井產(chǎn)量,達(dá)到排水采氣的目的。分析結(jié)果見表5,增壓開采降低井口壓力后就能夠滿足氣井的攜液要求,而且氣井產(chǎn)量增大,能夠提高氣井的最終采收率。

表5 增壓開采降低井口壓力分析結(jié)果

3 結(jié)論與建議

通過對低壓低產(chǎn)氣井生產(chǎn)特征及形成原因的分析,將低壓低產(chǎn)井分為3類,針對每類低壓低產(chǎn)井各自的特點(diǎn)給出相應(yīng)的對策。

1)儲層物性差型低壓低產(chǎn)井宜采用改層或補(bǔ)孔合采措施。

2)回壓大型低壓低產(chǎn)井宜采用關(guān)井降低外輸壓力的間歇開采方式。

3)出水型低壓低產(chǎn)井應(yīng)根據(jù)氣井自身特點(diǎn)采用相應(yīng)的防水、治水工藝。

隨著疏松砂巖氣藏的持續(xù)開發(fā),低壓低產(chǎn)井會逐漸增多,而且造成氣井低壓低產(chǎn)的原因也會越來越復(fù)雜,所以對于類似氣井的開發(fā)對策上述工藝可以作為借鑒,但對于具體氣藏的低壓低產(chǎn)井應(yīng)該深入研究對應(yīng)的采氣工藝。

[1]馬力寧.澀北氣田開發(fā)中存在的技術(shù)難題及其解決的途徑[J].天然氣工業(yè),2009,29(7):55～57.

[2]馮勝利,康瑞鑫,阿雪慶,等.澀北氣田配套采氣工藝技術(shù)評價(jià)與優(yōu)選[J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2012,34 (9):303～307.

[3]宗貽平,李永,尉亞民,等.澀北氣田第四系疏松砂巖氣藏有效開發(fā)工藝技術(shù)研究及應(yīng)用[J].天然氣地球科學(xué),2010,21(3): 357～361.

[4]阿雪慶,康瑞鑫,張英.澀北氣田提高單井產(chǎn)量的做法[J].青海石油,2013,30(1):95～99.

[5]廖意.氣井出水及對策研究[D].荊州:長江大學(xué),2012.

[6]李文魁,周廣厚,畢國強(qiáng),等.澀北氣田排水采氣工藝優(yōu)選模式[J].天然氣工業(yè),2009,29(9):60～63.

[編輯] 帥群

TE375

A

1000-9752(2014)12-0204-05

2014-08-20

湖北省教育廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目(Q20141303)。

劉捷(1979-),男,2001年大學(xué)畢業(yè),博士,講師,現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)研究工作。