小管柱排液采气工艺在AS气田的应用

2014-06-27杨子军中石油大庆油田有限责任公司第十采油厂采气矿黑龙江大庆163411

长江大学学报(自科版) 2014年20期

杨子军 (中石油大庆油田有限责任公司第十采油厂采气矿,黑龙江大庆 163411)

小管柱排液采气工艺在AS气田的应用

杨子军 (中石油大庆油田有限责任公司第十采油厂采气矿,黑龙江大庆 163411)

针对AS气田的地质状况,结合气井的生产特点,对小管柱排液采气工艺进行了探讨。阐述了该工艺的基本原理,并对该工艺的实际应用情况进行了分析。结果表明,实施小管柱排液采气工艺后,能够进行连续排液生产,且生产过程中的压力、产气量和产水量相对稳定。此外,该工艺的工作制度可调,免修期长,生产成本小。因此,该工艺适用于低压、低产水浅层气藏的开发。

小管柱;排液采气;动能因子

AS气田属于低压、低产水的浅层气藏,于1996年10月投入试采,目前有气井67口,其中10口气井在生产过程中产原油,其余气井均不同程度地产水。2003年以前投产的气井均采用21/2 in生产管柱,由于管径较大,依靠气井自身能量无法将液体提携至地面,虽然在生产过程中采用加泡沫剂助排工艺,但一些低产能气井的排液效果仍不理想。为此,笔者对小管柱排液采气工艺进行了探讨。

1 小管柱排液采气工艺基本原理

气田开发进入中后期,气井不能建立压力、产量、气水比相对稳定的带水采气制度而转入间歇生产时,应及时调整管柱,改成小管柱生产,其工作原理是充分利用气井的自身能量,在气井压力变低时,适当更换或下入较小直径的油管,使气流流速增大,从而达到排液采气的目的[1]。气井开采时所用油管直径的计算公式如下[2]:

式中,F为动能因子,单位流体所具有的动能(当动能因子F≥8时气井易达到的“三稳定”工作状态,稳定带液生产[3]);Q为天然气日产量,m3/d;D为油管直径,m;γ为天然气密度,kg/m3;Ts、Zs分别为油管鞋处井底状态下气体的绝对温度(K)和气体的偏差系数;Ps为油管鞋处井底流动压力,MPa。

从式 (1)可以看出,油管管径与动能因子成反比,即管径越小,动能因子F越大,携液能力越好。

2 实际应用

根据小管柱排液采气工艺基本原理,优选8口气井(选井原则包括气井的水气比WGR≤40m3/104m3、气流的对比流量与流速均小于1、只产气不产原油、产出的气水须就地分离)进行试验,即在钻井施工中将生产管柱的直径由21/2 in改为2in,取得了良好的效果。

根据AS气田8口井的日产能力,分别计算上述井的21/2 in与2in管径生产管柱的动能因子(见表1)。从表1可以看出,如果使用21/2 in管径生产管柱,各气井动能因子F＜8,而使用2in管径生产管柱,各气井动能因子F＞8,从理论上说明气井在低能量、低产能的情况下能够进行连续带液正常生产。现场动态资料监测显示,上述采用2in管径生产管柱的气井在没有采取任何助排措施的条件下,生产过程中的压力、产气量和产水量相对稳定 (见表2),具体内容如下:①除AS2-7井因井内存留大量压井液导致生产过程中油套压差较大外,其余7口井在生产过程中油、套压差始终保持在0.2MPa以内;②正常生产状态下各井测试液面深度始终在气层中深以下;③生产压差为0.26～0.45MPa,与同一断块上老气井投产初期相同产能情况下生产压差基本一致。因此,对于产量Q≤1.5×104m3的气井,选用2in管径生产管柱并没有体现其负作用(由于减小管柱会导致垂直管流的摩阻损失增大、井筒回压增大,导致生产压差和产能下降);④各井日产水量稳定,年节约泡排剂280kg,节约了大量生产成本。