千米桥潜山凝析气藏排液采气工艺优选

一、引言

大港油田千米桥潜山凝析气藏开发目的层为奥陶系上马一。油藏埋深4200-4600m, 大部分在4400米以上, 为深层-超深层气藏。储层岩类以粉晶、泥晶白云岩及过渡岩类为主, 构造缝、溶蚀孔洞发育。地层温度在152-176℃, 呈高温特点。该区块天然气平均相对密度0.6709, 含有硫化氢气体, 平均含量5.8-488ppm, 为低含硫化氢气藏。

二、排液采气工艺研究

1. 面临的问题

千米桥气井排液采气工艺面临的主要问题是气藏埋藏深、油层温度高, 对排液采气工艺要求高;地层流体含有硫化氢 (5.8-488ppm) 、二氧化碳 (5.7-6.5%) 且地层水矿化度高, 存在腐蚀结垢可能, 对设备及工具选择的安全防护措施要求高。

2. 各种排水采气工艺评价

千米桥潜山地区气井在生产过程中, 均出现过因井底积液导致气井停喷不能正常生产的现象, 为了排出井底积液, 在千米桥地区应用了多种排水采气工艺具体如下:

(1) 泡沫诱喷排液采气工艺

技术原理:将表面活性剂注入井内, 与气水混合产生泡沫, 减少气水两相垂直管流动的滑脱损失, 增加带水量, 起到助排的作用。

该工艺简单、不用更换井内管柱, 最易在井场推广使用, 但只是一种人工助排工艺, 对于地层大量出水的井不适用;由于凝析油本身就是一种消泡剂, 所以在含凝析油的气水井中, 起泡剂性能会变差;排液能力不高;起泡剂加入量确定难度大, 靠经验摸索且与地层不配伍的泡沫剂易对地层污染。

(2) 液氮诱喷排液采气

技术原理:将液氮注入套管或油管, 利用液氮膨胀作用正举或反举出井内液体, 进行诱喷排液采气。

液氮车泵注压力高 (最高压力103MPa) , 对未下气举阀的深井可将环空液面压到油管吸入口进行举升, 排液能力强;机动性好, 不需要高压天然气供输管线。通常应用于诱喷, 无法实现连续排液采气。

在应用的12井次中, 以千16-16井08年10月因关井测压积液停喷采用液氮诱喷应用效果最好, 持续生产半年以上。在后来应用的11井次中 (包括千16-16和其他井) , 效果均不理想, 平均注入液氮30方, 有效期不足20天。

(3) 电潜泵排液采气

技术原理:将电潜泵下入井筒积液液面以下, 利用抽吸举升液体达到排液采气目的。

电潜泵泵挂深度大、可下入深度4000米以上 (千16-16井下深3034m) ;排量高、最大排液量可达500m3 (千16-16井平均排水量150m/d) ;高气液比井适应性较差, 易出现憋气损坏泵;对腐蚀结垢井适应性较差, 千16-16井应用的电泵在配套应用了强磁除垢器的情况下, 叶片表面仍有结垢现象。

应用情况:在千16-16井上应用1井次。千16-16井筒积液且产液量较高停喷, 2010年10月采用电泵排液, 生产过程中因套管气影响出现欠载停机, 31天后电缆爆导致过载停。

(4) 天然气压缩机注气排液采气

技术原理:经过处理净化的天然气通过压缩机注入气井内, 利用气体的膨胀作用改善井筒的两相流状态减小垂直管流的压力损失, 建立足够的生产压差将井底积液排出。

该工艺适应于各类气井且连续工作能力强, 满足连续排液采气需要;采用压缩机气举一次性投资较高、设备投资达到300-500万元;对设备的密封、安全要求高, 设备运行需日常维护、费用6000-8000元/d。

该工艺在千米桥共应用4井次, 结合地层的生产能力, 压缩机气举在千16-16井上得到了很好的应用, 目前已连续生产36个月。

3. 排水采气工艺优选

通过对前期排液采气工艺应用效果和工艺适应性评价分析, 结合千米桥气井试采和生产特点, 对于产液量大、积液严重不能自喷生产的井, 推荐采用压缩机连续气举排液采气工艺, 达到连续生产目的。

(1) 气举管柱设计

目前千16-16井采用无气举阀管柱连续生产。无气举阀与带气举阀气举对比分别具有不同的优缺点, 具体如下表:

综合考虑推荐采用带气举阀管柱气举。

(2) 注气量优化

注气量是衡量气举效率的重要指标之一, 过小不能将井内的流压梯度降低到所要求的值;过大不仅会浪费高压气, 而且还会影响产量。当注气量过大时, 摩阻增加, 井内的流压梯度不是减小, 反而增大, 即发生“梯度逆转”。

根据以上原理, 按照井口回压3.5 MPa、最大产水量180t/d进行计算, 启动压力为16MPa, 所需气量约3~5×104m3/d。

(3) 气举排液管柱设计

根据以上计算, 按照井口回压3.5MPa、最大产水量180t/d, 进行气举管柱设计。可选择7级气举阀气举, 第一级气举阀下深1300m, 最大下深3800m。

停喷后动管柱, 气举阀随管柱下入。

结论

(1) 液氮、泡沫排液采气工艺可以作为一种诱喷方式在短期内可以起到排水采气的作用, 对于产液量较大的气井仍然会继续产生井筒积液问题;

(2) 电潜泵受气液比、温度和底层矿化度影响较大;

(3) 天然气压缩机工作适合于千米桥潜山气藏的特征, 在千米桥地区应用过4井次取得较好的效果, 目前千16-16井有效期最长, 千16-16井自2011年3月开始上压缩机排水采气工艺, 累计生产36个月, 日产气2.2万方, 日产油量20.83t/d, 日产液量144.5m3/d。

(4) 带气举阀管柱气举可以降低注气压力, 满足排液采气的要求, 适用于千米桥深井的现场实际需要。

摘要：千米桥潜山为凝析气藏, 该区块气井射孔后自喷生产, 生产初期产量较好, 但生产一段时间后由于井筒积液停喷。该区块停喷后采取泡沫诱喷、液氮诱喷、下电潜泵等工艺诱喷, 虽取得较好的效果, 但有效生产时间短。经过计算和工艺论证, 对千米桥气井采取地面天然气压缩机注气排水采气工艺, 在千16-16井使用生产效果良好。

关键词：凝析气藏,井筒积液,天然气压缩机