排水采氣技術的挑戰范文

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《石油化工應用雜志》2014年第五期

1出水加劇氣井出砂

由于澀北氣田屬于疏松砂巖氣藏，以伊利石、伊利石及蒙脫石混層為主，隨著產出水的不斷流出，巖石的應力發生變化，水流動就會產生很大的剪切力，將泥砂剝落攜帶出來，沙粒伴隨著水的流動從孔隙中流出直至生產井中。圖1為現場統計的出砂量隨出水量的變化關系，可以看出隨著出水量的增加，出砂量增加幅度變大，因此出水引起了出砂的加劇。

2澀北氣田排水采氣技術現狀

澀北氣田目前主體排水采氣技術是泡沫排水采氣技術，近兩年對80余口井采取了泡沫排水采氣工藝措施；今年對5口井進行了柱塞氣舉排水采氣工藝試驗。其中2012年上半年實施泡沫排水采氣工藝35口井，作業成功率95.5%，日增產氣量16.28×104m3，日產水增量107.33m3，累計增產氣562.17×104m3，累計產水增量3889.86m3。2013年上半年開展泡沫排水采氣工藝作業46口井，共計170井次，累計恢復產氣量967.71×104m3，累計產水增量0.62×104m3,日均恢復產氣量11.98×104m3，實現了3口積液停產井的恢復作業，施工成功率達95.29%，截止6月底，累計恢復產氣量1111.47×104m3。

3排水采氣技術面臨的挑戰及技術對策

3.1澀北氣田冬季氣溫低、地層水礦化度高，對泡排劑性能要求高地面溫度，地層水的成分等對泡排劑性能都有不同的要求，澀北氣田冬季氣溫低，泡排劑容易結冰無法使用；澀北氣田地層水礦化度高（100～180g/L），地層水中的陽離子會改變泡排劑有效組分的臨界膠束濃度的大小，進而影響其表面活性，抗鹽性差的泡排劑會與地層水結合生成沉淀，從而堵塞氣層。對策：采用具有較好起泡性、較高攜液率、耐低溫的泡排劑CQS-1，中國石油勘探開發研究院借鑒國外洗滌劑復配方式，首次將響應曲面法應用于泡排劑設計，研制出了具有優良耐低溫性能、起泡性、較高攜液率的高效抗鹽泡排劑CQS-1，主要性能表現具體如下：（1）泡排劑CQS-1的起泡性極好，起泡能力隨著濃度的增加而增加，但是濃度超過0.3%以后，起泡能力增加幅度不明顯，且在200g/L的礦化度情況下，泡排劑CQS-1的起泡性能不受影響。（2）泡排劑CQS-1在濃度為0.3%的情況下，攜液率可達90%以上，滿足澀北氣田現場的施工要求。（3）泡排劑CQS-1的泡沫穩定性（3~7min）滿足要求，且不受濃度變化的影響。2013年5月、6月，高效抗鹽泡排劑CQS-1在澀北現場進行了14井次試驗，作業后產氣量平均增加了23.23%，攜水量增加60.18%，油套壓差下降了18.67%，效果良好。

3.2澀北氣田砂水同出問題嚴重對策一：研發具有較好攜砂攜液性能的新型泡排劑。為了同時解決澀北氣井出砂、積液的問題，中國石油勘探開發研究院正在研發一種高效攜液、攜砂泡排劑，同時還具有強抗鹽的特性，其原理是細砂巖顆粒首先被泡排劑溶液潤濕,然后泡排劑中的表面活性劑組分吸附到細砂巖顆粒表面，使之粘附在泡沫表面，從而與積液一起攜帶出至井口。對策二：采用整體治水的方針，由于澀北氣田出水井越來越多、出水量越來越大，僅靠目前的排水采氣工藝來解決整個氣田的出水問題壓力較大。目前，在澀北氣田生產現場和科研院所不斷實踐和研究的基礎上，初步形成了澀北氣田整體治水思路，即根據出水量的大小、水源類型、產層部位的不同，有效的把握好“控”“、排”“、堵”的整體治水思路（見表3）。其中：“控”、“排”、“堵”分別是：“控”：即降低采氣速度，控制生產壓差，保證平穩的氣井工作制度，盡量延長低水氣比開采階段；“排”：即采取有效的排水采氣措施，降低水對其它產氣層的影響；“堵”：即通過封堵水層和水竄通道，關閉出水井來控制氣藏整體含水上升。

3.3采用密封膠皮材料的柱塞氣舉工藝在澀北氣田試驗失敗2013年上半年，澀北氣田對5口井進行了柱塞氣舉試驗，投撈31次，其中17次柱塞工具的密封配件磨損，22次柱塞膠皮變形、砂卡，8次由于密封鼓脹導致嚴重卡阻。目前，密封膠皮材料仍然是制約該工藝實施的關鍵。對策：采用刷式柱塞氣舉工藝來克服氣井出砂對密封膠皮材料的損壞。刷式柱塞是唯一可以用于出砂井的柱塞，它有一個螺旋加工的柔軟尼龍刷子部分，此部分尺寸稍大，以便使柱塞和油管產生較好的密封，可以允許柱塞在含砂的油管中運行，一部分砂粒能被攜帶到地面，其原理與機械防砂相同。新墨西哥的Lea縣Eumont氣田，氣井壓力低（0.00045MPa/m），產水量少，為了增產，通常采用加砂壓裂，由于井筒附近的支撐劑沒有充分阻擋，淺層氣井中壓裂砂的產出成為一個突出問題。最初采用有桿泵生產，經常造成檢泵作業，生產成本極高。30口井采用刷式柱塞氣舉之后，初期增產達到85%，措施后產量高于措施前產量的時間長達13.7個月，增加產量的同時，運行成本減少了70%。

4結論

（1）針對澀北氣田冬季氣溫低、地層水礦化度高，對泡排劑性能要求高的問題，提出了采用具有較好起泡性、較高攜液率、耐低溫的泡排劑CQS-1的對策。（2）針對澀北氣田砂水同出的問題，提出了研發具有較好攜砂攜液性能的新型泡排劑，同時采用整體治水的方針。（3）由于采用密封膠皮材料的柱塞氣舉工藝在澀北氣田試驗失敗，于是提出了采用刷式柱塞氣舉工藝來克服氣井出砂對密封膠皮材料損壞的措施。

作者：賈敏李雋曹光強劉巖單位：中國石油勘探開發研究院