排水采气技术的挑战范文

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《石油化工应用杂志》2014年第五期

1出水加剧气井出砂

由于涩北气田属于疏松砂岩气藏，以伊利石、伊利石及蒙脱石混层为主，随着产出水的不断流出，岩石的应力发生变化，水流动就会产生很大的剪切力，将泥砂剥落携带出来，沙粒伴随着水的流动从孔隙中流出直至生产井中。图1为现场统计的出砂量随出水量的变化关系，可以看出随着出水量的增加，出砂量增加幅度变大，因此出水引起了出砂的加剧。

2涩北气田排水采气技术现状

涩北气田目前主体排水采气技术是泡沫排水采气技术，近两年对80余口井采取了泡沫排水采气工艺措施；今年对5口井进行了柱塞气举排水采气工艺试验。其中2012年上半年实施泡沫排水采气工艺35口井，作业成功率95.5%，日增产气量16.28×104m3，日产水增量107.33m3，累计增产气562.17×104m3，累计产水增量3889.86m3。2013年上半年开展泡沫排水采气工艺作业46口井，共计170井次，累计恢复产气量967.71×104m3，累计产水增量0.62×104m3,日均恢复产气量11.98×104m3，实现了3口积液停产井的恢复作业，施工成功率达95.29%，截止6月底，累计恢复产气量1111.47×104m3。

3排水采气技术面临的挑战及技术对策

3.1涩北气田冬季气温低、地层水矿化度高，对泡排剂性能要求高地面温度，地层水的成分等对泡排剂性能都有不同的要求，涩北气田冬季气温低，泡排剂容易结冰无法使用；涩北气田地层水矿化度高（100～180g/L），地层水中的阳离子会改变泡排剂有效组分的临界胶束浓度的大小，进而影响其表面活性，抗盐性差的泡排剂会与地层水结合生成沉淀，从而堵塞气层。对策：采用具有较好起泡性、较高携液率、耐低温的泡排剂CQS-1，中国石油勘探开发研究院借鉴国外洗涤剂复配方式，首次将响应曲面法应用于泡排剂设计，研制出了具有优良耐低温性能、起泡性、较高携液率的高效抗盐泡排剂CQS-1，主要性能表现具体如下：（1）泡排剂CQS-1的起泡性极好，起泡能力随着浓度的增加而增加，但是浓度超过0.3%以后，起泡能力增加幅度不明显，且在200g/L的矿化度情况下，泡排剂CQS-1的起泡性能不受影响。（2）泡排剂CQS-1在浓度为0.3%的情况下，携液率可达90%以上，满足涩北气田现场的施工要求。（3）泡排剂CQS-1的泡沫稳定性（3~7min）满足要求，且不受浓度变化的影响。2013年5月、6月，高效抗盐泡排剂CQS-1在涩北现场进行了14井次试验，作业后产气量平均增加了23.23%，携水量增加60.18%，油套压差下降了18.67%，效果良好。

3.2涩北气田砂水同出问题严重对策一：研发具有较好携砂携液性能的新型泡排剂。为了同时解决涩北气井出砂、积液的问题，中国石油勘探开发研究院正在研发一种高效携液、携砂泡排剂，同时还具有强抗盐的特性，其原理是细砂岩颗粒首先被泡排剂溶液润湿,然后泡排剂中的表面活性剂组分吸附到细砂岩颗粒表面，使之粘附在泡沫表面，从而与积液一起携带出至井口。对策二：采用整体治水的方针，由于涩北气田出水井越来越多、出水量越来越大，仅靠目前的排水采气工艺来解决整个气田的出水问题压力较大。目前，在涩北气田生产现场和科研院所不断实践和研究的基础上，初步形成了涩北气田整体治水思路，即根据出水量的大小、水源类型、产层部位的不同，有效的把握好“控”“、排”“、堵”的整体治水思路（见表3）。其中：“控”、“排”、“堵”分别是：“控”：即降低采气速度，控制生产压差，保证平稳的气井工作制度，尽量延长低水气比开采阶段；“排”：即采取有效的排水采气措施，降低水对其它产气层的影响；“堵”：即通过封堵水层和水窜通道，关闭出水井来控制气藏整体含水上升。

3.3采用密封胶皮材料的柱塞气举工艺在涩北气田试验失败2013年上半年，涩北气田对5口井进行了柱塞气举试验，投捞31次，其中17次柱塞工具的密封配件磨损，22次柱塞胶皮变形、砂卡，8次由于密封鼓胀导致严重卡阻。目前，密封胶皮材料仍然是制约该工艺实施的关键。对策：采用刷式柱塞气举工艺来克服气井出砂对密封胶皮材料的损坏。刷式柱塞是唯一可以用于出砂井的柱塞，它有一个螺旋加工的柔软尼龙刷子部分，此部分尺寸稍大，以便使柱塞和油管产生较好的密封，可以允许柱塞在含砂的油管中运行，一部分砂粒能被携带到地面，其原理与机械防砂相同。新墨西哥的Lea县Eumont气田，气井压力低（0.00045MPa/m），产水量少，为了增产，通常采用加砂压裂，由于井筒附近的支撑剂没有充分阻挡，浅层气井中压裂砂的产出成为一个突出问题。最初采用有杆泵生产，经常造成检泵作业，生产成本极高。30口井采用刷式柱塞气举之后，初期增产达到85%，措施后产量高于措施前产量的时间长达13.7个月，增加产量的同时，运行成本减少了70%。

4结论

（1）针对涩北气田冬季气温低、地层水矿化度高，对泡排剂性能要求高的问题，提出了采用具有较好起泡性、较高携液率、耐低温的泡排剂CQS-1的对策。（2）针对涩北气田砂水同出的问题，提出了研发具有较好携砂携液性能的新型泡排剂，同时采用整体治水的方针。（3）由于采用密封胶皮材料的柱塞气举工艺在涩北气田试验失败，于是提出了采用刷式柱塞气举工艺来克服气井出砂对密封胶皮材料损坏的措施。

作者：贾敏李隽曹光强刘岩单位：中国石油勘探开发研究院