泡沫排水采气工艺在大牛地气田的运用分析

石春平(中石化华北分公司，陕西 榆林 719000)

大牛地气田位于陕蒙交界地区、属于鄂尔多斯盆地，是中国石油化工股份有限公司华北分公司开发地区之一，是我国天然气能源最重要的生产基地。开发初期的大牛地气田，存在部分气井，这些气井产生的水会严重影响天然气正常生产。为完善气田开发，提高能源生产效率，大牛地气田引入了泡沫排水采气工艺，并获得了显著成效。

1 大牛地气田气井对排采工艺的要求

大牛地气田属特低渗致密砂岩气藏，在十几年的开采过程中，相继建造了37口气井、6个气藏，但就开采工作质量、效率而言，气井却使得大牛地气田面临着相当严峻的工作考验。一方面，天然气遇水会产生凝析油，传统工艺不能将多余液体消耗，致使开采工作的行动压力过大，产量降低。另一方面，传统工艺下入深度很浅，气井大多会无法满足连续携液需求，致使井口处的油套压逐渐增大，失去开采能力。经多年实践验证，开采人员发现泡沫排水采气工艺，可控制水举升至地面的气流速度，进而影响、改变举升泡沫的气流速度。这一工艺优势，使大牛地气田的开采障碍问题得以有效解决，但排采工艺要想有效落实，仍需解决下列几点问题:气井的产水量无法精确估计，因此需针对性的计算气液比和积液量，使水举、泡沫气流速度在正常值范围内；为保证排水采气能够抓准时机，需完善相关措施，对比实验数据和资料，联系现场开采现状。上述工艺要求缺一不可，它直接影响了泡沫排水采气工艺的技术质量和水平。

2 泡沫排水采气工艺原理

天然气的开采工艺与其他矿藏开采工艺差不多，基本原理是相通的，主要分三个步骤，内容有:首先，从开采层到气井底层存在多孔介质流动，这些介质会干扰开采工作，因此向井内注入一定数量的起泡剂，可以有效降低这些介质的表面活性，使其与气井底部的积水有机的融合在一起，借助天然气搅动。其次，积水与起泡剂搅动充分后，会变成含水泡沫，这些泡沫会随着气流从井底举升到地面，由地面上的工作人员集中处理，以避免泡沫流入开采设备给生产工作带来不必要的麻烦。最后，在管线加入设备前，向管线内注入消泡剂，将气井底部、管线内的多余泡沫去除。从泡沫排水采气原理上看，起泡剂和消泡剂是泡沫排水采气工艺制胜的关键，它能够高效的消除气井底部的积水，并将其携带到地面上来，还能控制好开采过程中的相关设备不受起泡剂、消泡剂等干扰物质影响，完善各工艺流程，使开采质量、效率大幅度增加。

3 泡沫排水采气在气田的运用情况

泡沫排水采气工艺在实际操作的过程中，会出现诸多问题，如:流动介质从垂直管道中流出，无法与起泡剂相融合，工艺在高、中、低气井中的应用效果各不相同，在实际操作中很难协调、处理完善；气井中的气流能量不足，会导致变成含水泡沫的井底积水，形成顽固性积液，致使气井被水淹甚至停止井喷。因此，为消除这些工艺障碍影响，需在不同位置气井开采工作中，使用相应的处理措施，方可有效完成开采任务。

3.1 在高产井上的应用

对于高产气井而言，井底流动介质相对较多，垂直管道下潜深度过大，则天然气流的上升流速要求便会提高。此外，在不同位置，井道中的温度也会不同，会干扰起泡剂与积水的融合效果。因此，工作人员需制作长度达的井筒，直抵产水层，顺着井筒投放起泡剂，如此，可保护起泡剂反应效果稳定，弥补高产井气流能量不足问题。

3.2 在中产井上的应用

中产井可选择连续排泡工艺，启动气源诱喷，待井底积液排除后，再行开采。从产层到井底，从井口到下游用户，中度地层水会进入预先设置好的井筒，相对于高产井而言，其气流能量相对充足，但要想达到连续生产效果、完成开采任务，还需加大起泡剂含量，在井口使用鼓风机，扩大起泡剂与积水的接触面积，让二者能够完全融合，形成含水泡沫。如产层出现井筒积液、油压降低等问题，则为了不影响气井本身的能量优势，需利用中产井的气流能量优势，疏导气水通道，提高起泡剂的纯度，以改善或恢复气井生产能力的助采措施。

3.3 在低产井上的应用

低产井的地层潜力最大，井底积液的产生原因众多，这时引入泡沫排水采气工艺，稳定生产，需对低产井进行全方位的监测和试验。一方面，定期进行加注起泡剂，根据起泡剂容量和含水泡沫的生成量，确定井底积液随着温度、时间变化的特征情况，拟定初级工艺计划和方案。在实践开采中，实时监控套压、气流能量、井底积水含量等指标数据，并按照预先设计继续排泡生产。由于低产井的开采工艺操作起来相对简单，所以开采人员对其开采质量、效率要求很高。

4 结论建议

上文提到，泡沫排水采气工艺的应用效果显著、携水能力强，适用范围广。未来几年，该工艺的研究价值会进一步提升，成为天然气开采的核心技术支柱，为稳固工艺质量和效果，让泡沫排水采气工艺的技术影响更加独立、更加完善，笔者结合多年工作经验，提出以下几方面建议，来提升工艺应用效果和质量。

大牛地气田使用的起泡剂大多为UT11、PD-PT、XH-6三种药剂，工艺形成之前，需进行多次、反复的泡沫排水试验，方能确定工艺流程和具体操作步骤。因此，无论是井筒积液判断，还是加药量确定，亦或是加注工艺选择，都需小心谨慎。

4.1 井筒积液判断

要想将间歇生产井真正转变成连续生产井，需准确定义不同深度的气井连续排液的临界流量，以此为指标，评估、分析井筒是否存有积液，积液的容量大概是多少，进而精准确定起泡剂的含量，使泡沫排水效果更加好。一方面，掌握井筒积液的程度，选择加药量和加药时间，计算公式为:

井筒积液量

Q1=Q环+Q底+Q管

实践证明，大牛地气田可适用于多层合采，气井中的积液量较大，大多都在1000kg以上，为尽可能提高起泡剂的起泡能力，使井底积水与起泡剂融合速度加快，可选用浓度在12-15%左右浓度的起泡剂，并适当增减容量，使其携液能力逐步增强，不致干扰开采工程。

4.2 合理加药量的确定

众所周知，起泡剂的水溶液界面张力很大，如起泡剂在注入气井之后，会被周围环境所同化，其界面张力会随着起泡剂浓度的降低而降低，致使起泡剂融合效果大幅度减弱。为此，在引入泡沫排水采气工艺时，需根据气井界面张力的浓度变化，随机加用药量，使起泡剂在气井底部的浓度不受环境所影响，始终保持在规定的浓度范围之内。考虑到大牛地气田多半是高矿化度地层，其吸附水的能力很强，所以需依靠现代化学技术，有目的、有针对性的提高起泡剂的浓度和功能影响。使其在通过化学药剂的加入，解除气水流动通道堵塞，减少“滑脱”损失，提高气流的垂直举液能力。

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