井下节流泡沫排水采气工艺适用性探讨

田 伟 （中石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710018）（长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

文守成 （长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

张晓玲 （川庆钻探公司地质勘探开发研究院技术发展部，四川成都610051）

刘克铭 （中石油辽河油田分公司安全环保处，辽宁盘锦124010）

井下节流泡沫排水采气工艺适用性探讨

田 伟 （中石油长庆油田分公司油气工艺研究院，陕西西安710018）（长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

文守成 （长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

张晓玲 （川庆钻探公司地质勘探开发研究院技术发展部，四川成都610051）

刘克铭 （中石油辽河油田分公司安全环保处，辽宁盘锦124010）

井下节流技术是长庆油田低成本战略路线十大关键技术之一，不仅提高了生产安全系数，同时也降低了生产成本。但节流器具有严重的剪切消泡现象，使得泡沫排水效果降低，甚至失败。为此，首先对苏里格西区气井产液、井筒积液以及泡沫效果进行分析，并结合相关资料，对井下节流条件下影响泡沫排水效果的主要因素进行探讨。研究发现，气井产能越高、积液高度越小以及积液面与节流器相对位置越近，则泡沫排液效果越明显；反之，效果较差。在此基础上，根据现场试采资料，归纳了泡沫排水工艺在井下节流条件下的适用条件及范围，为现场井下节流条件下排水采气工艺选择提供指导作用。

井下节流；井筒积液；泡沫排水；剪切消泡；排水采气

井下节流是长庆油田低成本战略路线十大关键技术之一［1］。该技术不仅降低了井口与地面集输管线输送压力，同时可有效利用地热防止井筒与地面管线水合物的形成，减轻井口水套炉运作负荷［2，3］。因此，该技术的成功应用不仅提高了生产安全系数，同时也降低了生产运作成本。然而，由于节流器对泡沫具有明显的剪切消泡作用［4］，使得低成本的泡沫排水效果急剧降低，排液难度增加，进而导致气田开发成本急剧上升。为此，首先对苏里格西区井下节流条件下泡沫排水效果及影响因素进行分析；在此基础上，针对井下节流条件下泡沫排水采气工艺适用性进行初步探讨，为现场井下节流条件下排水采气工艺选择提供指导作用。

1 苏里格西区气井产水情况

根据试采资料显示，苏里格西区盒8段和山1段共107口气井，其中63口井产水，除苏60井和鄂6井为纯产水井外，其余均为气水同出井。单井产水量主要分布在2．0～10．0m3／d，最大60．6m3／d（苏108井盒8上亚段），平均11．50m3／d。其中，盒8上亚段试气井32口，24口产水，平均产水量为18．67m3／d；盒8下亚段试气井35口，17口井产水，平均产水量为10．28m3／d；山1段试气井40口，22口产水，平均产水量为5．50m3／d。

盒8上亚段、盒8下亚段和山1段产水不均匀，层位上产水以盒8上亚段为主，从山1段到盒8下亚段、盒8上亚段产水量有逐渐增加的趋势。由此可见，苏里格西区产水气井所占总井数的比例较高，且单井产水量较大，进而导致井下节流条件下排液难度增加。

2 苏里格西区井筒积液状况及泡沫排液效果

通过对苏里格西区气井试采数据分析可知，苏里格西区气井积液较为严重，其中，低产能大水量井积液尤为严重。现场通过流压测试、环空测压以及关井压力恢复测试等方法对该区井筒积液状况进行了测试。结果显示，仅苏48井区发现井筒积液较为严重的井就有15口。表1为现场测试得到的苏里格西区部分积液严重的气井相关参数。由表1可以看出，液面主要集中在800～2317．4m之间，平均液面为1263．6m，均在节流器以上。

目前，苏里格西区仅48井区开展了单井泡沫排水86井次／24口，仅有5口井泡沫排水效果显著，累增气量82．9131×104m3。相对于泡沫排水有效井而言，19口气井泡沫排水无明显效果，无效井占绝大多数。表2为苏里格西区典型井泡沫排水效果统计表。由此可见，与无井下节流气井相比，井下节流条件下泡沫排液效果较差。

表1 部分严重积液气井的积液状况

表2 苏里格西区部分井下节流条件下泡沫排水效果统计表

3 典型气井泡沫排水效果及影响因素分析

3．1 苏48－16－89井

该井于2008年12月投产。2010年8月，该井产能明显下降，产量剧减，流压测试显示，井筒积液严重，液面位置536m（节流器位于1860m处）。8月27日开始投泡沫排水棒进行泡沫排液。排液后，油套压迅速恢复，产气量明显增加。目前，油套压分别为14．55MPa与22．38MPa，节流器配产1．2× 104m3／d，日产气量0．2×104m3。根据储层资料显示，该井开采主力层位虽属于低孔低渗储层，但经压裂后，油套压恢复达20MPa以上，恢复程度达95%以上，产能相对较高。因此，尽管井筒积液严重，且存在严重的节流器泡沫剪切消泡现象，但由于产能较高，起泡剂在节流器上方的起泡能力得到较好的恢复，进而气井泡沫排水采气效果较好。由此可见，气井产能高低是影响井下节流条件下泡沫排水的主要因素，产能越高，泡沫排液效果越好。

3．2 苏48－4－87井

该井于2008年12月投产。随着生产时间延长，该井产能明显降低，产量下降至0．0432m3／d。2010年7月18日，探得该井积液面上升至1080m处（节流器位于2010m处），积液较为严重。7月25日注入15L泡沫排水剂进行泡沫排水，产能及产气量无明显变化，泡沫排水增产措施失败。据储层资料显示，该井开采主力层位属于低孔低渗储层，且压裂后油套压恢复仅有5．6MPa与7．6MPa，恢复率低于30%，产能较低。根据室内试验研究发现，气源压力较低，井筒积液严重以及节流器剪切消泡作用可导致节流器上方二次起泡较差，无法形成有效泡沫。由此可见，该井自身产能较低，井筒积液严重（积液将节流器淹没930m左右），加之节流器消泡作用等因素是导致该井泡沫排液失败的主要原因。

3．3 苏西101－76井

该井2008年11月26日投产，投产前油套压均为26MPa，节流器配产2．0×104m3／d。2009年5月22日，通过环空测试显示，该井环空积液位于2524m。6月24日打捞节流器，发现积液面位置位于1250m（节流器位于1700m处）。8、9月对该井泡沫排水5次。泡沫排水后气井产气量无明显增加，与泡沫排水前相同，均为0．1×104m3／d。据储层资料显示，该井开采主力层属于低孔低渗性储层，但压裂后油套压恢复至24MPa，恢复程度达95%以上，产能相对较高。根据室内试验研究，气源压力高低是影响井下节流条件下排液效果的主要因素，但井筒积液高度以及积液面与节流器相对位置也是影响排液效果的关键因素。一般而言，气源压力越高、井筒积液程度以及积液面与节流器相距越小，则泡沫排液效果越好。反之，排液效果越差。根据现场资料与室内研究可知，井筒积液严重，且积液面与节流器相距较大是导致该井泡沫排液失败的主要原因。通过现场试采资料分析，气井产能、井筒积液程度以及积液面与节流器相对位置是影响井下节流条件下泡沫排水效果的主要因素。一般而言，气井产能越高，积液高度及积液面与节流器相距越小，则泡沫排液效果越好。

4 井下节流条件下泡沫排水工艺适用性分析

根据上述分析，气井产能是影响井下节流条件下泡沫排液效果的主要因素。在此，根据现场资料，将气井依据产气量分为4类，并结合井筒积液程度及积液面与节流器相对位置对泡沫排液效果的影响规律，对各类气井泡沫排液的适用性进行分析，为现场井下节流排水工艺选择提供一定的指导。

1）Ⅰ类气井 产气量在5000m3／d以上的气井。对于该类气井，尽管节流器对泡沫剪切消泡严重，但由于产气量较大，起泡剂无论通过油套环空还是油管加入，在节流器上方的起泡能力均能得到较好的恢复。因此，该类气井存在节流器条件下仍能采用泡沫排液采气工艺进行排液，且效果显著。

2）Ⅱ类气井 产气量低于5000m3／d、高于2000m3／d的气井。该类气井产气量相对较小，若采用环空加泡沫排水剂的方式，则节流器消泡严重，在节流器上方无法形成有效泡沫，排液效果较差。但该类气井可通过改变泡沫排水剂的加入方式，即采用油管加入，起到消除节流器剪切消泡的作用。因此，该类气井存在节流器条件下也可采用泡沫排液工艺进行排液，且效果良好。

3）Ⅲ类气井 产气量高于1000m3／d、低于2000m3／d的气井。该类气井采用泡沫排水效果较差，但可通过优化节流器下入深度，缩短排水周期等方式提高节流器上方流体二次起泡能力，达到改善该类气井节流条件下泡沫排液效果。

4）Ⅳ类气井 产气量低于1000m3／d的气井。该类气井由于产能较低，尤其是大水量低产能气井，若存在节流器条件下泡沫排液效果极差，则不适于采用泡沫排水采气。

5 结论及建议

1）气井产能是影响井下节流条件下泡沫排液效果的主要因素。气井产能越高，泡沫排水剂在节流器上方起泡能力恢复程度越高，泡沫排液效果越好。

2）对于产能较低、产气量较小的气井，积液高度以及积液面与节流器相对位置也是影响井下节流条件下泡沫排液效果的主要因素。积液高度越小，积液面与节流器相距越近，则泡沫排液效果越好。

3）产气量在5000m3／d以上的气井，节流器对泡沫排液效果影响较小；产气量在1000m3／d以上的气井，节流器对泡沫排液效果影响较大，但可通过改变泡沫排水剂加入方式，优化节流器下入深度，缩短排液周期，以提高节流器上方二次起泡能力，改善泡沫排液效果。因此，对于Ⅰ、Ⅱ以及Ⅲ类气井均可采用低成本泡沫排水工艺进行排液。

4）产气量低于1000m3／d的气井，尤其是大水量条件下，不适于采用泡沫排水采气。

［1］韩丹岫，李相方，侯光东．苏里格气田井下节流技术［J］．天然气工业，2007，27（12）：116～118．

［2］佘朝毅，李川东，雷振中，等．井下节流工艺技术在气田开发中的应用［J］．钻采工艺，2003，26（B06）：52～56．

［3］田冷，何顺利，舍治成．苏里格气田井下节流技术现场应用［J］．重庆科技学院学报（自然科学版），2008，10（6）：24～26．

［4］李旭日，刘建仪，张广东．井下节流气井泡沫排水采气机理研究［J］．天然气勘探与开发，2011，34（1）：54～59．

［编辑］ 萧 雨

TE375

A

1000－9752（2012）05－0150－03

2011－06－07

田伟（1975－），男，1998年西安石油学院毕业，工程师，现主要从事采气工艺技术研究工作。

文守成，Tel：0716－8060457；E－mail：wenshoucheng1234＠163．com。