大牛地气田水平井合理注甲醇量的确定方法

2014-02-17李晓慧王菁玫

特种油气藏 2014年5期

李晓慧，汪洁，王菁玫，徐晨

(1.中石化华北分公司，河南郑州 450006;2.中国石油大学，山东青岛 266000)

引言

大牛地气田位于陕蒙交界处，冬季环境温度低，气井生产亟需解决合理注甲醇量的问题，而目前甲醇注入量多根据环境温度和气井生产状况进行经验性调整[1-2]，缺乏较为系统实用的理论指导。王永强等[3]结合往年甲醇用量变化特征，考虑甲醇的存在相体，建立了合理注醇量的计算方法;周玉荣等[4]总结现场气井压力温度变化规律对水合物生成的影响，调整了注醇量和注醇设备;郭钢等[5]利用统计热力学方法，预测不同压力条件下水合物形成的温度，建立了合理注醇量的确定方法;针对Hammerschmidt注醇预测公式，易出现水量大甲醇密度小而引起的水合物堵塞的问题，齐宝军等[6]对其进行修正来满足实际生产。本文提出了更为简单实用的方法，利用气田生产数据，应用Plackett-Burman数学统计方法及Pipesim软件模拟技术，结合气温、气井压力、气井生产情况等，获得注醇建议表，可更直观地指导气井越冬生产，避免甲醇浪费，从而达到降耗和环保的目的。

1 堵塞水平井的分类及典型井的选取

1.1 堵塞水平井的分类

根据生产动态数据及解防堵措施资料，对水平井堵塞情况进行分析。水平井堵塞的影响因素有注醇量、井口油压、环境温度、产液量、管线长度、矿化度等。搜集大牛地气田某采气队堵塞的水平井井号，按照某单个因素数值的大小对所有气井进行排序及分类。

1.2 典型井的选取

针对堵塞影响因素多的实际情况，结合Plackett-Burman实验统计分析法[7-12]，对影响堵塞的因素进行敏感性分析，获得重要影响因子对堵塞的贡献度，并将分析结果应用到典型井的选取，使对应的典型井更有代表性，避免典型井选取的人为化。

通过PB方法筛选出水平井堵塞影响因子中具有显著效应的因子，计算各个因子对引起堵塞的贡献度。选取如表1所示的6个可量化的堵塞因素，每个因子取高低2个水平值，水平值的选取依照对应的生产动态数据。PB实验方法的流程如图1，实验设计与结果见表2、图2。

表1 实验参数因子水平值

图1 PB实验建立流程

由图2可知，各影响因素对引起堵塞的贡献度由大到小依次为环境温度、产液量、污水含醇率、井口油压、管线长度和矿化度。用影响较大的因子作为控制条件选取典型井。影响最大的天然气环境温度为不可控因素，因此不评价这一指标。按照PB实验的结果，各类井的典型井选取时，首先将所有井按照产液量的大小排序，保证选择的典型井的产液量近似等于该类井的平均值，此时可能会出现多口符合该特征的典型井，再将满足条件的井按污水含醇率进行排序，保证选择的典型井的污水含醇率近似等于这些井的平均值，若出现多口符合该特征的典型井时，以井口油压为控制条件进行选取，直到典型井选择完毕。

2 合理注醇量的确定

由于目前地层压力、储层渗透性、人工裂缝参数、地层含水饱和度分布等数据不易获得，静态数据通常为气井投产初期时测得的数据，如果将这样的数据输入模型中，势必会导致模型不符合当前实际情况，出现储层、井筒和采气树相关数据是投产时的数据，井口油压、气体组分、产气量、产液量和进站压力等数据是目前开发数据。因此，根据堵塞部位多为采气管线，利用Pipesim软件的单井(单管)生产模拟与节点分析功能，对易堵部位进行模拟。

表2 PB实验方案设计

图2 PB实验方案贡献度计算结果

模型用一源组件代替采气树，即供气源头。只需要提供井口油压、井口温度、采气管线长度、采气管线规格、产液量和组分等参数，即可建立单井模型(图3)，而且这些数据都来源于现场采集，易获取且准确度高，可快速对任意单井进行采气管线压降损耗预测及注醇量优化。

图3 Pipesim软件单井模型示意图

以产液量分类为例，研究该类典型井的合理注醇量(表3)。利用Pipesim软件建立反映从井口到外输的单井单段模型，设计不同的注醇量方案(450、600、700、800、900、1200 L/d)进行优化(图4)。

表3 产液量分类典型井模拟方案

图4 Pipesim软件优化DP29H合理注醇量

图4表明，DP29H井在日注醇量为1 200 L/d的情况下，采气管线中无水合物生成，逐步降低注醇量至900 L/d，温度压力线接近水合物生成曲线2，进一步降低注醇量至700 L/d时，采气管线中达到生成水合物条件，即典型井DP29H最优注醇量为900 L/d。同样可获得典型井DPH-35最优注醇量为450 L/d。

3 现场实施及效果评价

根据提出的大牛地气田合理注醇量的确定方法，以该采气队的水平井为研究对象，制订了气井注醇建议表(表4)。

表4 大牛地气田某采气队气井合理注醇量

按照表4，选取DPH-43井进行现场试验。据PB实验结果，根据产液量、井口油压、管线长度、矿化度选择典型井，并以产气量和污水含醇率作为约束，最终获得该井的合理注醇量。

DPH-43井目前井口平均油压为6.37 MPa，平均产液量为4.77 m3/d，管线长度为8 000 m，矿化度为11 000 mg/L。对照表4，该井对应的典型井依次是 DP36H、DPH-35、DPH-20、DPH-19，对应的合理注醇量依次为800、450、900、1 000 L/d，获得该井平均注醇量为787.5 L/d;DPH-43井平均产气量为1.598×104m3/d，由表4可知，对应的典型井为DPH-34，合理注醇量为600 L/d，平均法获得DPH-43井的最终合理注醇量为693.75 L/d;此时DPH-43对应的污水含醇率为14.54%，接近注醇量为189～1 355 L/d区间的污水含醇率(14.57%)，且在大牛地气田合理污水含醇率范围内。

该井2013年10月12日至2013年11月6日，日均注醇量为323 L/d，堵塞次数为19次，逐渐上调日注醇量至700 L/d后，堵塞次数明显减小，提高了气井生产时率，保证了气井平稳生产，说明该合理注醇量的确定方法是可行的。