依托高產(chǎn)氣臨井實現(xiàn)氣舉的生產(chǎn)工藝技術研究與應用

許明亮， 黃焌 淞，趙玉粱，顧津龍

(1.中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津300459；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司天津分公司 天津300459)

0 引 言

S1 井坐落于海上油田S 平臺，2019 年投產(chǎn)。下泵生產(chǎn)3 d 后過載停泵，停泵前日產(chǎn)油51 m3，日產(chǎn)氣1.6 萬m3，含水13%，油壓6.5 MPa，回壓5.1 MPa。停泵后，復產(chǎn)的常規(guī)思路是鉆井船修井或進行常規(guī)氣舉，但鉆井船資源十分緊張且費用昂貴。因為該平臺為無修井機平臺，且平臺面積狹小，亦無法滿足常規(guī)氣舉對場地的要求。同平臺S3 井目前正常生產(chǎn)，油嘴開度9.1 mm，油壓17.0 MPa，日產(chǎn)油50 m3，日產(chǎn)氣12.7×104m3，氣油比2 568 m3/m3，含水8.3%。為了快速復產(chǎn)，嘗試提出借用高產(chǎn)氣臨近(S3)井產(chǎn)出氣源進行氣舉實現(xiàn)S1 井生產(chǎn)的設想。

1 氣舉設計

1.1 氣舉方案設計

通過對兩口井采油樹及流程調研，結合S1 井生產(chǎn)管柱結構，最終確定S1 井氣舉深度為2 185 m，即液控滑套位置，該位置滿足氣舉避免了單獨打孔。地面流程采用臨時15 000 psi(103.4 kPa)高壓軟管連接，串聯(lián)氣舉流程設計如圖1 所示。

圖1 氣舉流程設計示意圖Fig.1 Schematic diagram of gas lift process design

注氣方式為油套環(huán)空，氣源壓力17.0 MPa(S3 井油壓)，氣源量為12.7×104m3/d(S3 井日產(chǎn)氣)，設計產(chǎn)液量為30 m3/d 左右，氣舉方式為半閉式，井口油壓6.5 MPa(生產(chǎn)管匯最低壓力6.0 MPa)，井口油壓5.8 MPa(生產(chǎn)管匯最低壓力5.3 MPa)。S1 井油管尺寸為3-1/2"(2 538 m)+2-7/8"(2 904 m)；產(chǎn)出油相對密度0.814 3 kg/m3，氣相對密度0.644 8 kg/m3，水相對密度1.006 6 kg/m3；氣源氣相對密度為0.676 3 kg/m3。

1.2 理論計算

根據(jù)氣舉流程設計，管線沿程阻力計算公式如下：

其中：hf為管路沿程水頭損失，m；λ 為沿程阻力系數(shù)，無量綱。λ 有4 種取值，需要根據(jù)雷諾數(shù)eR 值來決定選用λ 計算公式，見表1。

表1 不同層流狀態(tài)下λ值選擇Tab.1 Selection of λ value under different laminar flow conditions

管線為圓管時，d 即為圓管內直徑；管線非圓形截面時，d 是指當量直徑d當，當量直徑的計算公式為d當=4R，而R 是指水力半徑，其定義為斷面面積A和濕周長度χ 的比值，即例如大管中套小管時，若其環(huán)空為液流通道，設大管內徑為1D ，小管外徑為 D2，則環(huán)空當量直徑d當?shù)挠嬎愎綖椋?/p>

其中：ρ 為流體密度，kg/m3；μ 為流體動力粘度，單位Pa·s；清水粘度0.001 Pa·s，即1 mPa·s；? 為流體運動粘度，m2/s；v 為平均流速，m/s；d 為管子內徑，m。

按照S3 井最大產(chǎn)氣量12.7 萬m3/d 的產(chǎn)氣量計算，環(huán)空注氣摩阻為0.1 MPa，S3 井正常生產(chǎn)期間油壓為17 MPa，在實現(xiàn)S1 井氣舉生產(chǎn)的同時，對S3井影響也比較小，滿足串聯(lián)氣舉生產(chǎn)條件。

2 應用效果

S1 井電泵故障后，由于該井不具備自噴能力，決定采取與臨井串聯(lián)氣舉同步生產(chǎn)的方式。在現(xiàn)存生產(chǎn)管柱自身結構的條件下，打開液控滑套，2020 年5 月開始引S3 井天然氣進S1 井套管嘗試氣舉生產(chǎn)?，F(xiàn)場以S3 井實測每天產(chǎn)氣、產(chǎn)液、油壓、套壓、井溫等數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過S3 井油嘴與S3 井、S1 井壓井管線上的控制截止閥相互配合調節(jié)，實施流量控制，通過對S3 井、S1 井的單獨計量所得數(shù)據(jù)與兩口井同時計量所得數(shù)據(jù)對比保持基本不變等手段來保證S3 井各生產(chǎn)數(shù)據(jù)基本不變，在不影響S3 井自身穩(wěn)定生產(chǎn)的前提下，現(xiàn)場持續(xù)調整調節(jié)氣舉壓力和進氣量，最終實現(xiàn)日增油30 m3以上。

圖2 S1井單井計量曲線Fig.2 Single well metering curve of S1 well

3 結 論

在平臺無法滿足傳統(tǒng)氣舉場地等條件的情況下，可以嘗試通過高產(chǎn)氣鄰井口串聯(lián)的方式實現(xiàn)氣舉，快速恢復產(chǎn)能，此技術簡單易實現(xiàn)，可極大節(jié)約成本。氣舉方案設計中氣舉點深度可以通過管柱自身結構進行優(yōu)選，避免鋼絲打孔作業(yè)。注氣摩阻計算應考慮不同流態(tài)類別選取適用計算公式。

該技術成功應用也為今后類似油田故障機采井的復產(chǎn)提供了新的技術選擇?！?/p>