川西中浅层气井速度管柱排采工艺经济评价

2020-11-11王浩儒符东宇

天然气与石油 2020年5期

王浩儒符东宇

中国石油化工股份有限公司西南油气分公司采气一厂, 四川德阳 618000

0 前言

目前川西中浅层在用速度管柱生产气井共有21口,由于下入时机、井筒情况等不同,各井在介入速度管柱排采工艺后效果差异较大[1-4]。其中13口井介入后能实现压差、排液的稳定,有效控制产量递减速度,增产效果也较为显著[5-7]。另外8口井由于介入时气井产量过低或井筒存在污染,介入后出现速度管柱难以启动或带液困难出现水淹的现象,总体效果较差。通过统计发现效果较好的气井介入前平均压力和产量为5.9 MPa和1.46×104m3,而效果较差的气井介入前平均压力和产量仅为2.05 MPa和0.35×104m3。为摸清川西中浅层气井速度管柱排采工艺经济效益,在测算工艺成本的基础上开展了工艺经济效益分析,为下一步速度管柱排采工艺在川西中浅层气井的应用提供了选井决策依据。

1 工艺原理

气液同产井初期地层能量较高,气体流速高于临界携液流速,能正常携液,进入开发后期，气井压力降低,产气量降至临界携液气量下,携液困难，形成井底积液,甚至出现水淹停产[8-13]。速度管柱排水采气工艺是在原油管中下入小直径的油管或连续油管,使过流面积减小,气体流速增加,进而提高气体的携液能力,避免气井出现积液或水淹而影响产量[14-18]。式(1)为气井产量的计算公式,据此可知在相同产能下,油管尺寸越小即油管截面积越小,气体流速越大,若油管尺寸选择合适，使气体流速大于临界携液流速，气井便能实现正常带液[19-21]。

(1)

式中:A为油管截面积,m2;p为井底压力,MPa;vg为气体流速,m/s;Z为气体偏差因子;T为井底温度,K;qsc为产气量,m3/d。

2 工艺成本核算

速度管柱排采工艺为一次性投资类工艺,即费用为一次性投资,投入成本主要包括速度管柱管材费用、作业施工费用、地面流程整改费用、打堵塞器费用(包括气举车燃油费、折旧费、易损件等)。

2.1 速度管柱管材费用

速度管柱管材费用主要因管材钢级的不同而不同。目前国产连续油管按钢级主要分为CT 70、CT 80、CT 90、CT 100、CT 110五个钢级,综合考虑到材质安全系数、抗腐蚀性能、经济成本及厂家供货周期等因素,川西气田速度管柱一般采用CT 80钢级,其单价为3万元/t。不同规格、不同下入深度的管柱总量不同,其材料费用也有所差异。目前川西中浅层气井在用4种管柱规格在单位长度所需的材料费用核算见表1。

表1 不同规格速度管柱单位长度材料费用核算表

2.2 作业施工费用

速度管柱作业施工费用主要包括作业设备折旧费、机组动迁费用、人工费用等。通过统计目前川西中浅层速度管柱井施工费用,发现其与下入深度存在一定的线性关系。通过数据拟合得到了作业施工费用随下入深度变化的关系式作为作业施工费用的测算依据。速度管柱作业施工费用随下入深度的变化曲线见图1。

图1 速度管柱作业施工费用随下入深度的变化曲线图Fig.1 Variation of construction cost of velocity string with different depths

2.3 地面流程整改费用

通过目前流程整改总费用与作业井次核算可知，单井平均地面流程整改费用为0.88万元/次。

2.4 打堵塞器费用

通过目前气举车打堵塞器总费用与作业井次核算可知，单井平均打堵塞器费用为0.752万元/次。

3 经济效益评价分析

3.1 测算基础数据

统计显示21口中浅层气井中有17口均采用(31.8 mm)规格的管柱,平均下入深度为2 500 m,大部分井下入深度介于2 200～2 800 m,单井总投资平均为72万元。依据中国石化《油气田开发项目经济评价方法与参数》,遵循有无对比原则,采用“增量法”进行效益动态测算,具体测算数据见表2。

表2 投资效益测算基础数据表

3.2 经济效益评价

基于以上数据,对中浅层气井在不同产量下不同递减率降低值下的经济效益进行了核算,结果见表3。经统计，目前在用速度管柱的中浅层气井下入前平均日均产气量约为0.7×104m3,下入后气井产量递减率降低达10%时税后内部收益率为11.5%,略高于行业基准收益率8%,税后净现值为9.75万元,投资从经济角度而言是可行的。目前在用气井开展速度管柱工艺后初期年递减率为17%～25%,较中浅层气井投产初期平均年递减率32%可降低约7%～15%。据此可以看出速度管柱排采工艺在中浅层气井具有一定的经济效益,但总体收益有限。

表1还反映出下入前产量越高,作业后递减率降低值越大,速度管柱投资的税后内部收益率及净现值越高,经济效益越显著。下入前日均产气量在0.3×104m3时递减率降低值需要达到18%以上项目才有经济效益,而下入前日均产气量为1.5×104m3时,递减率降低值为5%的情况下便可勉强到达投资预期收益。因此为保证速度管柱排采工艺的经济效益,应尽可能保证在气井产量较高时下入速度管柱。从在用速度管柱气井生产情况来看,产量较低时介入工艺的气井可利用的自身能量有限,特别是产量低于速度管柱的临界携液流量的情况下,气井会出现带液困难甚至水淹现象,导致增产效益差,经济效益不足。

表3 中浅层气井速度管柱工艺投资动态评价表

3.3 敏感性分析

以总投资72万元、气价1 400元/1 000 m3、下入前日产气量0.7×104m3、递减率降低值为10%为评价值进行了内部收益率的因素敏感性分析(变化率幅度选取为-20%～20%变动),不同影响因素变动下税后内部收益率见图2。

从图2中递减率降低值的变动对税后内部收益率影响最明显,其次是天然气价格和下入前日产气量的影响,影响最小的是总投资的变动。图3可更清晰展示各因素波动时内部收益率的变化情况。基准收益率在图3中以黑色虚线进行了标示,可以看出，当总投资增加10%以上，或天然气价格以及下入前日产气量下降5.2%以上，或递减率降低值下降3.9%以上,或内部收益率便降低至基准收益率以下时,投资在经济上是不可行的。