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[摘 要]本文结合富水区气田开发工艺技术特点,开展了产水气井气举排水采气工艺技术研究,初步形成了适合富水区气田产水气井气举排水采气的配套工艺技术。气举排水采气工艺技术经济、可靠、高效,是气田产水气井开发的主要技术手段。也是同类气藏产水气井开发借鉴的理论依据。
[关键词]靖边气田 气举 排水采气 工艺
中图分类号:TE34 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0233-02
1.富水区开发技术政策及配套技术
富水区的形成过程比较复杂,其分布主要由区域构造特征、储层的非均质性、小幅度构造等因素控制。气藏气井出水时间普遍较早,部分井出水时间和投产时间几乎是同时。产水井普遍表现出产水量小、且稳定的特点。水气比普遍不高,且变化趋势相对稳定为主。基于这一地质认识,制定了对于富水区采取“内排外控,对于产水单井点实行“以排为主”的技术思路,并加大排水采气工艺技术研究、应用和配套,切实提高产水气井综合治理效果。
2.单项气举排水采气工艺
2.1 柱塞气举排水采气工艺
柱塞气举排水采气工艺的是将柱塞面作为气液之间的机械接面,利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期性地举液.阻止气体上窜和液体回落,减少液体滑脱效应,增加间歇举升效率。在柱塞排水采气过程中,根据柱塞气举工艺技术要求,需要通过理论计算确定相关工艺参数,主要工艺参数有柱塞运行所需最小套压、柱塞运行周期、最气田井口条件的限制,在试验过程中对井口装置流程进行相应的改制。
2.2 高压气源井气举排水采气工艺
高压气源井气举排水采气工艺是在借鉴国外天然气连续循环技术的基础上,结合靖边气田滚动开发高低压气井并存的现状,利用气田“多井高压集中集气、多井集中注醇”的开发模式优势,提出的一项新的排水采气工艺方法。它是将接人同一集气站的高压气井的天然气通过已有的地面注醇管线连续注入被气举的低压产水气井的油套环空,依靠高压气源井的高压气流,使被气举气井的井筒积液从油管连续举出,并通过被气举气井的采气管线输送至集气站,实现连续气举排水采气。根据该工艺技术要求和站内地面流程现状,本着流程改造简单、实用的原则.设计了高压气源井气举排水采气流程。
该工艺在运行过程中主要通过井筒节点压力和损失压力计算,确定注气点所需压力及流量,再计算注气管线的摩阻、压力损失,从而确定合理的注气及运行参数.制定合理的气举排水采气工艺制度。该工艺具有流程改造简单,投资费用低.气举效果好等优点,适用于产水相对稳定的低水气比产水气井。
2.3 高压氮气气举复产技术
采用膜分离技术,利用有机膜对气体组分具有选择性渗透和扩散的特性,对空气进行分离和纯化,并转化为浓度在95%以上的氮气。然后利用气体增压机组将膜分离出来的氮气经三级压缩至25MPa以上,再从油套环空注入,把积液从油管放喷排出;或将氮气从油管注入,把积液通过油套环空放喷排出,使气井恢复产能。高压氮气气举复产工艺是目前靖边气田主要的复产工艺,该工艺特别适合于井筒积液严重的气井排液。
3.复合气举排水采气工艺
3.1 井间互联气举辅助泡排复产技术
井间互联气举排水采气工艺是把两口或者多口相邻气井井口间用高压管线相连,选择压力高、产气量大、生产稳定的高压气井作为气源井,通过高压管线将气源井的高压气引入被气举井的油管或者油套环空,实现“一举一、一举多、多举一”的气举排水采气。井间互联气举排水采气工艺技术工艺简单快捷,一般情况下,很短时间内,积液气井就可以实现稳定携液生产。但是该工艺也存在着一定的缺点,积液井井底压力、产能较低且积液严重时,启动压差较大,举升效果差。
气田根据低压、地产能气井的实际情况,结合气田地面工艺现状,将接人同一集气站的高压气井作为气源井.通过集气站总机关放空流程和积液井采气管线,将高压天然气引入积液停产井井筒,并在井口进行放空,实现井间气举排水采气。对于严重积液气井,优化气举工艺,利用泡排剂的泡沫效应、分散效应、减阻效应和洗涤效应,借助气举天然气引起的搅动,合理控制注气量和压力,使泡排挤在井筒内生成大量低密度的含水泡沫,降低积液停产井井筒内的水气比、液柱高度及由此引起的回压,从而有效较低启动压差,提高气举初期气流垂直举升能力,从而降低复产的难度。井间互联气举辅助泡排复产技术有效提高了低压、低产能、长期积液严重积液井的复产效果。
3.2 撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气工艺
小型撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气是在组合压缩机高压、大气量气举排水采气和泡沫排水采气采气的基础上提出的一项新的排水采气工艺技术。该技术的核心是将本井产出气或者被气举井所在集气站外输气作为工艺气进行压缩,在控制合理的注气参数下将压缩后的高压天然气小排量注入被气举井的油套环空或者油管内,同时在被气举井的油套环空或者油管内小剂量地注入起泡剂,在起泡剂发泡后降低溶液密度的同时,压缩的高压天然气提供驱动能量,实现一个温和、连续的排水采气过程。
该工艺主要是以移动式撬装压缩机组为核心,泡排加注设备为辅助,按照结构简单、低成本、自动控制为思路进行设计。该工艺能够合理地控制注气压力、流量等关键参数,能够有效控制地层出水速度,容易诱导和激活地层能量,避免强排、强抽对储层的伤害;也不会因排量过大、压力过高举穿油套环空,屏蔽射孔孔眼及锁死地层水气的产出,特别适用于沙漠、高原地区的低压、低产气井排水采气。该工艺已在靖边气田试验成功,试验取得了较好的效果。
3.3 高压氮气结合连续油管复合气举排水工艺
高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺是将连续油管下人生产管柱内,再将制氮增压车与连续油管车相连.增压车把低压氮气压缩至高压,然后由连续油管注入到井筒中。高压氮气通过连续油管的底端,从连续油管和生产管柱的环形空间上升,带动液体克服摩擦阻力和液柱压力快速返到井口,从放喷管线排人污水池,完成排液過程。 可以根据井筒内液面深度采取两种方式注人高压氮气。一种是先将连续油管下人液面下一定深度,排液至液面降低时,再继续下人连续油管,继续气举排液。如此反复,下人深度井底,完全排出积液,这样可以减少回压突降对地层造成的伤害。另一种是一次性将连续油管下至预定深度,连续注入氮气进行气举排液。两者比较而言,第一种方式具有注入泵压低、可控制地层产液、防止强排导致井筒大量出砂或坍塌。
连续油管伴注液氮气举工艺无法长时间連续实施,易错过气举的最佳时机,加之注液氮排量无法精确控制,影响气举效果。而高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺正好克服了这一缺点。通过现场试验经验可知,连续油管注氮气气举,在保证氮气中氧含量合格的前提下,开始应大排量注入氮气,尽快达到举通压力,使油管内液体迅速举升到地面,从而缩短气举时间。举通之后应降低氮气注入排量,避免因氮气排量过大导致气体滑脱,无法有效携液。实践证明该工艺可以实现连续气举排液,排液速度快、周期短,含氧量低,安全高效,与其它工艺相比,有不可比拟的优越性。
4.结论
(1)随着气田的开发,气藏不同程度产出地层水,对气田的稳定开发带来了极大影响。针对气藏地质认识,结合开发地面工艺,研究并应用了柱塞气举、高压氮气气举、高压气源井气举、井间互联辅助泡排气举、小型撬装压缩机辅助泡排气举、连续油管结合高压氮气复合气举等气举排水采气工艺技术,水气井的高效开发提供了技术支撑;
(2)柱塞气举排水采气对井筒及气井产出流体的要求较高,而气田的单井站无人值守,且气井产出具有强腐蚀性的酸性气体和高盐地层水,对柱塞器的腐蚀较强,使用过程中检修频次较高,且个别腐蚀严重气井会出现坐落器无法打捞的现象,对气井后期井筒维护造成了障碍;
(3)高压气源井气举工艺流程简单,经济高效,易于管理,但是被气举井的集气站必须具备生产稳定、气量大、压力高、不产水的气源井;
(4)高压氮气气举复产技术对于有一定产能,积液相对严重的积液并复产效果很好。井间互联辅助泡排复产技术特别适合于低压、低产能积液井的复产;
(5)高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺是一项复产效果好,周期短,见效快的符合复产共艺,特别适合于大产水量,严重积液气井,尤其对酸化、压裂改造后气井排酸液效果最佳;
(6)小型撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气工艺是一种低伤害,相对温和的工艺方法,对于瞬间出水量不大的低渗气藏产水气井连续稳定排水效果好。该工艺装备了实现撬装化、自控化、集成化,搬运方便、安装简单,维护管理容易且实施成本低。
参考文献
[1] 徐勇,等.长庆气田开发模式及地面配套工艺技术[J].天然
气工业.2010.30(2):102—105.
[2] 何光智,等.井问互联排水气举恢复产能[J].油气田地面工
程,2012,26(12):28—29.
[3] 魏纳,等.排水采气工艺技术新进展[J].新疆石油天然气,
2011.2(2):78—81.
[关键词]靖边气田 气举 排水采气 工艺
中图分类号:TE34 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0233-02
1.富水区开发技术政策及配套技术
富水区的形成过程比较复杂,其分布主要由区域构造特征、储层的非均质性、小幅度构造等因素控制。气藏气井出水时间普遍较早,部分井出水时间和投产时间几乎是同时。产水井普遍表现出产水量小、且稳定的特点。水气比普遍不高,且变化趋势相对稳定为主。基于这一地质认识,制定了对于富水区采取“内排外控,对于产水单井点实行“以排为主”的技术思路,并加大排水采气工艺技术研究、应用和配套,切实提高产水气井综合治理效果。
2.单项气举排水采气工艺
2.1 柱塞气举排水采气工艺
柱塞气举排水采气工艺的是将柱塞面作为气液之间的机械接面,利用气井自身能量推动柱塞在油管内进行周期性地举液.阻止气体上窜和液体回落,减少液体滑脱效应,增加间歇举升效率。在柱塞排水采气过程中,根据柱塞气举工艺技术要求,需要通过理论计算确定相关工艺参数,主要工艺参数有柱塞运行所需最小套压、柱塞运行周期、最气田井口条件的限制,在试验过程中对井口装置流程进行相应的改制。
2.2 高压气源井气举排水采气工艺
高压气源井气举排水采气工艺是在借鉴国外天然气连续循环技术的基础上,结合靖边气田滚动开发高低压气井并存的现状,利用气田“多井高压集中集气、多井集中注醇”的开发模式优势,提出的一项新的排水采气工艺方法。它是将接人同一集气站的高压气井的天然气通过已有的地面注醇管线连续注入被气举的低压产水气井的油套环空,依靠高压气源井的高压气流,使被气举气井的井筒积液从油管连续举出,并通过被气举气井的采气管线输送至集气站,实现连续气举排水采气。根据该工艺技术要求和站内地面流程现状,本着流程改造简单、实用的原则.设计了高压气源井气举排水采气流程。
该工艺在运行过程中主要通过井筒节点压力和损失压力计算,确定注气点所需压力及流量,再计算注气管线的摩阻、压力损失,从而确定合理的注气及运行参数.制定合理的气举排水采气工艺制度。该工艺具有流程改造简单,投资费用低.气举效果好等优点,适用于产水相对稳定的低水气比产水气井。
2.3 高压氮气气举复产技术
采用膜分离技术,利用有机膜对气体组分具有选择性渗透和扩散的特性,对空气进行分离和纯化,并转化为浓度在95%以上的氮气。然后利用气体增压机组将膜分离出来的氮气经三级压缩至25MPa以上,再从油套环空注入,把积液从油管放喷排出;或将氮气从油管注入,把积液通过油套环空放喷排出,使气井恢复产能。高压氮气气举复产工艺是目前靖边气田主要的复产工艺,该工艺特别适合于井筒积液严重的气井排液。
3.复合气举排水采气工艺
3.1 井间互联气举辅助泡排复产技术
井间互联气举排水采气工艺是把两口或者多口相邻气井井口间用高压管线相连,选择压力高、产气量大、生产稳定的高压气井作为气源井,通过高压管线将气源井的高压气引入被气举井的油管或者油套环空,实现“一举一、一举多、多举一”的气举排水采气。井间互联气举排水采气工艺技术工艺简单快捷,一般情况下,很短时间内,积液气井就可以实现稳定携液生产。但是该工艺也存在着一定的缺点,积液井井底压力、产能较低且积液严重时,启动压差较大,举升效果差。
气田根据低压、地产能气井的实际情况,结合气田地面工艺现状,将接人同一集气站的高压气井作为气源井.通过集气站总机关放空流程和积液井采气管线,将高压天然气引入积液停产井井筒,并在井口进行放空,实现井间气举排水采气。对于严重积液气井,优化气举工艺,利用泡排剂的泡沫效应、分散效应、减阻效应和洗涤效应,借助气举天然气引起的搅动,合理控制注气量和压力,使泡排挤在井筒内生成大量低密度的含水泡沫,降低积液停产井井筒内的水气比、液柱高度及由此引起的回压,从而有效较低启动压差,提高气举初期气流垂直举升能力,从而降低复产的难度。井间互联气举辅助泡排复产技术有效提高了低压、低产能、长期积液严重积液井的复产效果。
3.2 撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气工艺
小型撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气是在组合压缩机高压、大气量气举排水采气和泡沫排水采气采气的基础上提出的一项新的排水采气工艺技术。该技术的核心是将本井产出气或者被气举井所在集气站外输气作为工艺气进行压缩,在控制合理的注气参数下将压缩后的高压天然气小排量注入被气举井的油套环空或者油管内,同时在被气举井的油套环空或者油管内小剂量地注入起泡剂,在起泡剂发泡后降低溶液密度的同时,压缩的高压天然气提供驱动能量,实现一个温和、连续的排水采气过程。
该工艺主要是以移动式撬装压缩机组为核心,泡排加注设备为辅助,按照结构简单、低成本、自动控制为思路进行设计。该工艺能够合理地控制注气压力、流量等关键参数,能够有效控制地层出水速度,容易诱导和激活地层能量,避免强排、强抽对储层的伤害;也不会因排量过大、压力过高举穿油套环空,屏蔽射孔孔眼及锁死地层水气的产出,特别适用于沙漠、高原地区的低压、低产气井排水采气。该工艺已在靖边气田试验成功,试验取得了较好的效果。
3.3 高压氮气结合连续油管复合气举排水工艺
高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺是将连续油管下人生产管柱内,再将制氮增压车与连续油管车相连.增压车把低压氮气压缩至高压,然后由连续油管注入到井筒中。高压氮气通过连续油管的底端,从连续油管和生产管柱的环形空间上升,带动液体克服摩擦阻力和液柱压力快速返到井口,从放喷管线排人污水池,完成排液過程。 可以根据井筒内液面深度采取两种方式注人高压氮气。一种是先将连续油管下人液面下一定深度,排液至液面降低时,再继续下人连续油管,继续气举排液。如此反复,下人深度井底,完全排出积液,这样可以减少回压突降对地层造成的伤害。另一种是一次性将连续油管下至预定深度,连续注入氮气进行气举排液。两者比较而言,第一种方式具有注入泵压低、可控制地层产液、防止强排导致井筒大量出砂或坍塌。
连续油管伴注液氮气举工艺无法长时间連续实施,易错过气举的最佳时机,加之注液氮排量无法精确控制,影响气举效果。而高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺正好克服了这一缺点。通过现场试验经验可知,连续油管注氮气气举,在保证氮气中氧含量合格的前提下,开始应大排量注入氮气,尽快达到举通压力,使油管内液体迅速举升到地面,从而缩短气举时间。举通之后应降低氮气注入排量,避免因氮气排量过大导致气体滑脱,无法有效携液。实践证明该工艺可以实现连续气举排液,排液速度快、周期短,含氧量低,安全高效,与其它工艺相比,有不可比拟的优越性。
4.结论
(1)随着气田的开发,气藏不同程度产出地层水,对气田的稳定开发带来了极大影响。针对气藏地质认识,结合开发地面工艺,研究并应用了柱塞气举、高压氮气气举、高压气源井气举、井间互联辅助泡排气举、小型撬装压缩机辅助泡排气举、连续油管结合高压氮气复合气举等气举排水采气工艺技术,水气井的高效开发提供了技术支撑;
(2)柱塞气举排水采气对井筒及气井产出流体的要求较高,而气田的单井站无人值守,且气井产出具有强腐蚀性的酸性气体和高盐地层水,对柱塞器的腐蚀较强,使用过程中检修频次较高,且个别腐蚀严重气井会出现坐落器无法打捞的现象,对气井后期井筒维护造成了障碍;
(3)高压气源井气举工艺流程简单,经济高效,易于管理,但是被气举井的集气站必须具备生产稳定、气量大、压力高、不产水的气源井;
(4)高压氮气气举复产技术对于有一定产能,积液相对严重的积液并复产效果很好。井间互联辅助泡排复产技术特别适合于低压、低产能积液井的复产;
(5)高压氮气结合连续油管气举排水采气工艺是一项复产效果好,周期短,见效快的符合复产共艺,特别适合于大产水量,严重积液气井,尤其对酸化、压裂改造后气井排酸液效果最佳;
(6)小型撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气工艺是一种低伤害,相对温和的工艺方法,对于瞬间出水量不大的低渗气藏产水气井连续稳定排水效果好。该工艺装备了实现撬装化、自控化、集成化,搬运方便、安装简单,维护管理容易且实施成本低。
参考文献
[1] 徐勇,等.长庆气田开发模式及地面配套工艺技术[J].天然
气工业.2010.30(2):102—105.
[2] 何光智,等.井问互联排水气举恢复产能[J].油气田地面工
程,2012,26(12):28—29.
[3] 魏纳,等.排水采气工艺技术新进展[J].新疆石油天然气,
2011.2(2):78—81.