泡沫排水采气技术在涪陵页岩气田的应用

陈晓宇

（中国石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014）

0 引言

泡沫排水采气是从井口向井底注入表面活性剂，当其与井底积液接触后，减少了液体表面张力，同时生成大量低密度含水泡沫，将积液携带至地面的一种技术。因具有施工便捷、收效快、成本低且不影响气井的日常生产等优点，而在国内外得到广泛应用［1-10］。东胜气田采用“井下隔热+地面节流” 来解决低压气井排液难度大的问题［11］；苏里格气田通过泡沫排水采气工艺使年产气量增加约2.4 ×108m3，解决了气田产水问题，提高了经济效益［12-15］；为解决因管线消泡不充分而导致的管线积液严重的问题，李旭成等人通过调研提出了固体消泡工艺［16-18］；张文洪等人通过实验验证了泡沫排水采气工艺在大牛地气田是可行的［19］。涪陵页岩气田Y 区块气井产量普遍较低，自身携液能力弱，必须采取排水采气相关工艺措施才能保证该区块气井的稳定生产。在综合气井初期产能、累产千万方压力系数、累产千万方水气比等参数基础上，按动态综合分区，Y区块被列为低产能的中、高产水区，区块内各平台的气井多属于低压低产井。由于产气量不高或未达到临界携液量，不能很好地将井底积液携带出井，以致于井底积液增多而影响正常生产。因此，泡沫排水采气工艺现场应用试验率先在Y区块展开。

1 气井措施前后的生产情况

选取Y 区块的焦页X-1HF 井、焦页X-2HF 井、焦页X-3HF 井和焦页X-4HF 井4 口井进行现场应用试验，4口井措施前后一个月的生产概况见表1。

由表1及图1、图2可知4口井在采取泡沫排水工艺后，日均产气量、产水量均有所增加，油套压差均不同程度的下降。

表1 试验井的生产概况表

图1 日均产气量变化图

图2 油套压差变化图

2 起泡剂的用量优化

焦页X-2HF 井从2018年6月23日起采用泡沫排水采气工艺，焦页X-3HF井从2018年5月21日起进行泡沫排水采气。截止到目前，两口井的泡排天数分别是103 d和136 d。由于是现场试验，所以对起泡剂加注量的优化是根据现场得到的数据不断调整的，起泡剂具体加注量见表2、表3。对比起泡剂不同加量的效果，通过观察油套压差的变化发现：泡排剂并不是加注得越多越好，加的过多，浓度过大可能会出现油管中存在致密泡沫柱而阻碍流动的情况。焦页X-2HF 井进行泡排措施时，将起泡剂剂量由50 kg 调整下降至37.5 kg 时，水气比由4.6 m3／104m3上升至5.2 m3／104m3；焦页X-3HF 井进行泡排措施时，起泡剂剂量由37.5 kg下降至25 kg时，水气比由4.1 m3／104m3下降至3.7 m3／104m3，后期经过数次调整剂量又更换为37.5 kg，水气比由3.5 m3／104m3上升至3.9 m3／104m3，证明携液效果提高。通过试验可确定焦页X-2HF井、焦页X-3HF井起泡剂加量在37.5 kg 时，产气量与油套压差相对于其他剂量更加合理，携液能力也较好。

表2 焦页X-2HF井不同起泡剂加注量对比表

表3 焦页X-3HF井不同起泡剂加注量对比表

3 应用效果分析

总体来看，4口井采用泡沫排水采气工艺后，生产效果得到了明显改善。其中，焦页X-2HF 井实施泡沫排水采气措施后，已经连续生产103 d，油套压差由4.2 MPa 降至2.76 MPa，日均产气量增加1.73 ×104m3，日均产水量增加6.45 m3。焦页X-3HF井实施泡排措施后，已经连续生产136 d，油套压差由3.3 MPa 降至1.31 MPa，日均产气量增加2.04 × 104m3，日均产水量增加10.84 m3。气井携液效果相对变好，泡沫排水采气效果较好。日度生产曲线见图3。

焦页X-4HF 井采取泡沫排水采气措施后，生产效果较措施前间歇开采阶段有明显改善，见图4。油套压差由6.3 MPa 降至5.54 MPa，下降程度12.1%，油套压差稳定但偏大，平均在5.54 MPa。日均产气量增加0.543 × 104m3，日均产水量增加6.77 m3，气井能维持一段时间连续生产。输压持平关井后，采取“放喷+泡排” 复产，效果较好。

图3 焦页X-2HF和焦页X-3HF日度生产曲线图

图4 焦页X-4HF日度生产曲线图

4 存在问题及建议

目前泡排工艺在现场使用过程中发现的主要问题包括：①泡沫排水工艺的实施工作量较大。一口试验井每天起泡剂加量为37.5 kg，消泡剂加量为75 kg，每桶药剂重量为25 kg。按一个平台3 口井计算，则每天泡排剂用量近14 桶。起泡剂是直接泵入到采气树中，消泡剂则是在集气站内，通过集气站内师傅人工添加混合，再泵入到水套炉出口管道中，工作量较大，并且随着气田的开发，低产井的数量必然会增加，同样现场施工的工作量也将进一步增大。②泡排剂对后续生产及工艺有一定的影响。一是泡沫有可能进入管网，导致摩阻增大。如果泡沫量比较大，在管线低洼处可能造成泡沫堵塞，直观上表现为管线压力的上涨以及气井井口油压与集气站进站压力存有较大压差。二是泡沫若消泡不彻底，通过管网进入脱水站，还会对站内的设备如分离器等造成影响，一定程度上增加了设备的运行维护成本。③泡排剂对放喷有一定的辅助作用，但当泡排剂使用浓度过大时则会导致放喷失败。同时对于泡排井转柱塞井，由于前期存在残余泡沫，柱塞运行初期所受影响明显，需要多次调整，这点在生产管柱为2.375英寸的井中表现得尤为明显。针对上述问题，下一步将在如下方面开展工作优化完善：①推广应用井口泡排剂自动加注装置，实现远程定时定量加注，减轻集气站工作强度［20］。②开展消泡工艺研究及药剂优选实验，建立起适合涪陵页岩气田的消泡方式，优选出消泡效果好的药剂，采取多级消泡的工艺以防止泡沫进入管网增加摩阻，或进入脱水站后影响设备的正常运行。

5 结论

1） 通过对比4 口井在采取泡沫排水采气工艺前后的生产情况分析得出，泡沫排水采气工艺可以使间歇生产气井转变为连续生产气井，并提高低产、低压气井的日均产气量和产水量，降低水气比，减小油套压差。

2） 经过多次现场试验的调整比对，就目前Y 区块页岩气井生产情况而言，推荐的泡排剂加量为37.5 kg。

3） 泡沫排水采气工艺的推广应用需要结合公司精细化管理及降本增效的发展思路，建立 “环节精准” 的技术研究思路，对选井、用剂，加注，现场开展等方面深化研究，从而制定出标准化流程。