低产气井泡沫排水采气技术应用分析

1、低产气井泡沫排水采气技术应用分析VolI28No.2Apr.2009石油化工应用PETROCHEMICALIN0USTRYAPPLICATION第28卷第2期2009年4月低产气井泡沫排水采气技术应用分析马国华-,刘三军,王升(1.西安石油大学,陕西710065;2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂,陕西榆林716900)摘要:榆林南区气田低产气井较多,在开发过程中由于气井产量较低,携液能力差,常出现气井井筒积液,油套压差大,影响气井正常生产.而泡沫排水采气正是开发产水气田的一项重要增产措施,本文主要通过对低产气井实施泡排试验,通过对泡排井效果分析,制定了各类低产气井井泡排加注制度,实现对低产

2、气井的有效开发管理.关键词:低产气井;泡沫排水采气;应用分析中图分类号:TE375文献标识码:A文章编号:16735285(2oo9)020052-04泡沫排水采气是针对产水气田开发而研究的一项助采工艺技术,具有施工容易,收效快,成本低,不影响日常生产等优点,在出水气井中得到广泛应用.所谓泡沫排水采气,就是向井底注入某种能够遇水产生泡沫的表面活性剂,当井底积水与化学药剂接触后,大大降低了水的表面张力,借助于天然气流的搅动,把水分散并生成大量低密度的含水泡沫,从而改变了井筒内气水流态,这样在地层能量不变的情况下,提高了气井的带水能力.把地层水举升到地面.同时,加入起泡剂还可以提高气泡流态的鼓泡高

3、度,减少气体滑脱损失.1泡沫排水采气机理天然气的开采同其他一切流动矿藏的开采一样,要经过三个过程:一是从产层至井底在多孔介质中流动;二是从井底至井口在垂直管道中流动;三是从井口至用户在水平集输管道中流动.对于产水气田,在天然气流动过程中,不同程度的伴有产层水进入井底.如果气流有足够的能量,它将随时把产层水带出井口;如果气流能量不足,产层水将逐渐在井筒里及井底附近区域积聚.气井出水产生的丽个直接恶果:一是井筒积液,回压增大,井口压力下降,气井生产能力受到严重影响;二是井底近区积液,产层由于”水侵”,”水锁”等原因,使得气相渗透率受到极大伤害,这将严重地影响气田最终采收率.泡沫排水采气就是针对这个

4、问题而提出的一项减收稿日期:200901-09少井底近区积液,疏导气水通道,改善或恢复气井,气田生产能力的助采措施.它旨在通过化学药剂的引入,解除气水流道堵塞,减少”滑脱”损失,提高气流垂直举液能力.泡沫助采剂主要是一些具有特殊分子结构的表面活性剂和高分子聚合物,其分子上含有亲水和亲油基团,具有双亲性,它的助采作用是通过下述效应来实现的.1.1起泡剂的性能泡沫排水所用起泡剂是表面活性剂.因此,除具有表面活性剂的一般性能之外,还要求具有以下特殊性能.(1)起泡能力强在井底矿化水中,只要加入微量起泡剂(100500mg/L),就能在天然气流的搅动下,形成大量含水泡沫,使气,液两相空间分布发生显着变

5、化,水柱变成泡沫,密度下降几十倍.因此,原来无力携水的气流,现可将低密度的含水泡沫带到地面,从而实现排水采气的目的.(2)泡沫携液量大起泡剂遇到水后,立即在每个气泡的气水界面定向排列.当气泡周围吸附的起泡剂分子达到一定浓度时,气泡壁就形成一层牢固的膜.泡沫的水沫越厚,单位体积泡沫含水量越高,表示泡沫的携水能力越大.(3)泡沫的稳定性适中通常采用泡沫排水,从井底到井口行程H>2000m以上,如果泡沫的稳定性差,有可能中途破裂而使水分落失,达不到将水携带到地面的目的.但是如果泡沫的稳定性过强则泡沫进入分离器后又会带来消泡及气水分离的困难.第2期马国华等低产气井泡沫排水采气技术应用分析

6、53(4)在含凝析油和高矿化水中有较强的起泡能力.因此,起泡剂应该具有一定的抗油性能和抗高矿化度性能,以保证一定的起泡能力和泡沫携液量.此外,气水井的复杂性,要求下井的起泡剂满足不同井况对起泡剂的特殊要求.1.2起泡剂的类型榆林南区气田通过实际生产要求,对各种起泡剂进行室内性能实验评价,优选了PDPT一3型排液棒,又根据气田的实际生产情况,研制了新型抗油泡排剂HY一3g,以解决凝析油消泡影响泡沫助采效果的现象.PDPT-3型排液棒规格:q38x350mm,0.5千克,根.最大排水量12m3/d,适用最大井深4500m.HY一3g型泡排剂适用温度:5C一95;矿化度:025万mg/L.凝析油范围

7、:O%30%(根据单井实际情况,也可在30%4O%凝析油条件下使用).2起泡剂的加注2.1井筒积液量的确定油套压差估算井筒积液量公式如下:井筒积液量=f(套压一油压.0105)x3.14x油管内径×油管内径,41+(气层中深一油管深)x3.14x套管内径×套管内径,412.2注入量的确定根据HY一3g型泡排剂室内评价结果,泡排剂在加注时均要求用水稀释,稀释浓度由气井凝析油含量确定.目前主要将低产低效气井分为两大类:(1)对低含凝析油气井:凝析油含量20%,加泡排剂的稀释比例1:20,泡排剂加注量(L)=积液量×0.02xl000,其中O.02:加注量与产出液量比.

8、(2)高含凝析油气井:凝析油含量>2O%,加泡排剂的稀释比例1:10,清水加注量=(O.51.0)井筒积液量,泡排剂加注量(L)=2×积液量x0.02xl000.2.3加注方式(1)排液棒投放排液棒从井口7#测试闸门直接投入,利用其自身重力下落与液体充分接触.(2)泡排剂站内加注工艺利用站内注醇泵加注泡排剂,注醇管线容积为227L/km,计算泡排剂到达井口的时间,此法适应于间歇注醇气井,但必须严格控制加注时机.(3)泡排剂井口加注工艺气井在生产过程中,为防止地面管线水合物堵塞,须连续注入甲醇,为解决甲醇,泡排剂不能同时加注的问题,设计了车载撬装式泡排剂加注装置,如图1所

9、示.高压泵图1井口撬装泵加注泡排剂工艺流程图3现场试验及效果分析3.1泡排井的选择榆林南区气田类井6O口,配产主要为低于1.5万nls的井,占总井数的34.9%,这些井多位于砂体边部,气层储物性较差,多为低产井,生产能力较差,投产后压力下降快,多数井间歇开采,且易出现井底积液现象.优选产能较低的第类井中没有投放井下节流器且油套压差大于2MPa的气井,先后采用井口加注,站内加注,投放排液棒等工艺对其进行泡沫排水采气试验,取得了一定的成果.3.2加注周期一般来说,在有条件的情况下,泡沫剂的注入周期越短越好.但在不同的情况下,应采取不同的方式.根据第类气井产少量凝析水,气井井筒积液间断性的特点,通过

10、以往现场试验摸索,确定加注周期为气井油套压差达到2MPa时加注.3.3泡排效果分析(1)井口加注榆4410井无阻流量15.0340x104m3/d,目前配产1x104m3/d,分别于2月26日和3月20日,在井口加注泡排剂,加注后第二天进行提产带液,压差减小.此井产能相对较好,生产稳定,有一定的自身携液能力,不必实施间歇加注,在油套压差达到2MPa时必须加注泡排剂,降低压差,使其稳定生产,试验效果明显.(2)站内加注榆4319井无阻流量1.5258x104m3/d,配产0.5x104m3/d,为连续生产气井,在油套压差达到3MPa时,于5月135月15连续3天从站内加石油化工应用2009年第2

11、8卷注泡排剂,加注前油压9.6MPa,套压12.6MPa,加注期间油套压差减小0.6MPa,产液量大,在第一次加注效果不是很明显的情况下,于5月175月20号,加大加药量连续泡排4天,取得了较好的效果.3.4泡排加注制度根据现场试验和生产的实际情况,总结了部分典型井的泡排加注制度,见表1.4认识及结论通过对三种不同的泡沫排水工艺的应用进行分析,认为利用车载撬装泡排泵在井口加注流程简单,连接方便;加注过程中不用关井;加注量能得到保证,便于控制;加注工艺受环境影响因素小,只要道路完好就可.因此利用车载撬装泡排泵在井口泡沫排水采气效果明显优于站内泡排和投放排液棒,建议对低产井泡排采用撬装式泡排加注装

12、置,但是车载撬装泡排泵故障率高,影响泡排计划,建议对相关的人员进行必要的维修知识培训以便及时排除故障.根据气井积液规律,不同的井有具体不同的加注方法.泡沫排水采气工艺应从长期出发,定期进一步确定加注工艺方法.对产水量较少的气井排水,采用间歇排水方式;对于产水量较多连续出水的气井排水,采用连续注入泡排剂的方式.通过对榆林气田泡沫排水采气技术应用效果评价,总结出以下几点结论.(1)经过试验应用,HY一3g型泡排剂适合于榆林南区气井的应用,而PDPT-3型泡排棒应用还需进一步试验;(2)加注泡排剂后,气井产液量明显增加,应及时提产带液;(3)井口撬装式泡排加注装置使用效果较好,具有设备简单,操作容易

13、,井口不需改动等特点;(4)泡沫排水采气工艺减少了低产气井井筒积液,使气井油套压差减小,对提高气井产量,保证气井的长期平稳生产具有重要的指导意义;(5)通过摸索井筒积液周期和加注周期,结合流压测试结果,可以确定各单井加注周期和加注量.每:=:?_?=二;i工_=:_二=;:f?I三二二=i:一,一.一:.一.一.口芏点.:,.:.一_l_n-一,._一ll_+一L.1n一¨l_-0.l_l_._-一.一I_.一一:一一一一一一一一一一一一一:一.一一一n_一一一一;.一.一.一.一.一一一!一一一辛,.-L一一一一._-_.一._一I-_一一T:图2榆4410井生产曲线,:=薯=:=

14、篡ij三惹一-一-一一一-一?一一.-一一c:,一:-一一.,一-一:一一酶,:一n?=,0一i,.0一:一0再q:I_一01.眦C.,o一一0=一一一一一一一一一私挺_?.一?.;:0.:.一一.一;-一一一一_hh-一-一_-一00C-a0?0:0-30.一.一一一,=.:1l:.:,.一一_一:一_:n.一一一.,:一:一.毫?.,f一一州tq一21t一一hI1¨_l-,一.一.一,一.+.一.一一一一.:-一一一一.一:.:.:一:.t,:二一.,.:一-一一?一,i一一-1Il.1lJ.一0t;.一l”l李莲明,等.榆林气田低产气井泡沫排水采气技术研究【3】杨川东.采气工程

15、【M】.北京:石油工业出版社,1997.4喻平仁,等.泡沫排水采气的矿场应用和认识田.天然气工业,1984,4(1).5】李华,等.uT._6型泡沫棒在大牛地气田的应用【J.江汉石油职工大学,2004,17(6).anal3”oflowyieldAOOlicationanalysis0low-yieltlwellsfoandraingegasprodutiontechnologyMAGuohua,LIUSanjun,WANGShen(,.XianPertroleumUniversity,XianShartxi710065,2.GasProductionNo2ofPertrochinaChong

16、qingOilfieldCompanyYulinShanxi,719000)Abstract:Thesecondoperationdistricthasmorelow-yieldwellsinthedevelopmentprocessduetolowergaswellproduction,thecarryingcapacityofpoor,ofteningaswellshaftfluid,oilpressurekits,SOitaffectsthenormalproduction.Drainageandgasproductionbubblewatergasfielddevelopmentisakeyproductionmeasures,theoperationsofthispaperimplementtest