子洲气田西南部富水区产水特征及机抽排水采气效果分析

贾连超，强小龙，赵建国，叶葱林，米燕华，谢雨芯，刘鹏飞，范海润，滕飞启，蔚生军

（1.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000；2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710018）

子洲气田西南部榆X 富水区面积70 km2左右，由于钻遇主力层位山2 气井普遍为水层或含气水层，射开后试气或生产过程中水量较大，因此目前仅累计完钻13 口井，投产5 口井，其中3 口射开山2 储层的气井产水严重，水气比较高，初期以较高产量连续生产，但很快就转为间歇井，直至水淹停产。常规的泡沫排水采气措施对气井的正常生产和复产均效果不佳，为有效解决榆X 富水区水淹复产难题，引进机抽排水采气工艺，为区块的有效开发提供新路径，以期有效的提高区块储量动用程度，提高采收率[1-3]。

1 区域概况

榆X 富水区位于子洲气田西南部，构造为东高西低的单斜构造。山2 段属浅水台地三角洲沉积环境，水下分流河道呈近南北向展布，平面上复合连片分布。山2 储层以石英砂岩为主，含量70%以上，其次为岩屑质石英砂岩；山2 的胶结物主要为硅质、高岭石、伊利石、方解石、铁白云石和菱铁矿等。

1.1 水体规模评价

从静态解释资料来看，山2 储层分布连续，平面上复合连片分布，井间连通性较好。含水层位主要分布在山2 段底部，井间分布较为连续。纵向上各小层间分布稳定连续的隔夹层。从3 口山2 储层产水井的水质分析结果来看，氯根、矿化度含量及水型基本相同。

通过研究榆X 井区周边气井砂体剖面图，结合出水井构造位置，分析出该区域地层水分布受砂体非均质性和小幅度构造双重控制，以较大的边（底）水形式存在。边（底）水是在气成藏过程中，由于存在密度差，气水在重力作用下发生分异，气运移到构造的高部位并驱替地层水聚集成藏，地层水流向构造的低部位。

因此根据已完钻井山2 储层有效厚度圈定水体范围，按照容积法计算水体规模约为587×104m3，水体范围内天然气储量约6.4×108m3。

1.2 机抽作业的潜力

榆X 井静态地质参数及录井显示均较好，试气无阻流量较高，且初期产量较高，后期由于产水导致产量下降，目前井口油、套压差大，地层压力高、地层能量充足，机抽作业后会具有较高的经济价值，可提高气井单井产量和采出程度。同时该井处于构造低部位，如果井间动态连通，则将地层水采出后利于高部位地质储量的动用。

2 产水特征

研究区共投产5 口气井，从生产动态上分为高水气比型、低水气比型和基本不产水型三类。

高水气比型：气井投产初期即见水且产水量大（洲X1 井产水9 m3/d），气井生产期间水气比维持高值，说明该类气井有稳定的水体供给。

低水气比型：气井投产初期即产水，但产水量小（0.9 m3/d），水气比较低0.1 m3/104m3。随着生产时间增加，地层压力下降，水气比上升明显（1.5 m3/104m3），表现出外部水体侵入特征。

未射开山2 水层气井，基本不产水：洲X2 井生产层位盒8，虽然下部山2 解释5 m 水层，但气井生产基本不产水，表明山2 水体无明显层间侵入特征，井区内山2 有水层气井可以考虑投产其他层位生产。

3 机抽排水采气原理

将杆式泵下入井筒液面以下的适当深度，杆式泵在抽油机的带动下在泵筒内作上下往复运动，从而实现在油管内抽汲排水，降低液柱对井底的回压，从而实现套管采出天然气的目的。机抽排水采气与抽油区别是从油管排水、油套环空采气。

在有杆举升系统中应用空心抽油杆替代实心抽油杆，使得有杆举升系统具备“小油管”的功能，满足机械排水的同时，发挥空心抽油杆独立通道的作用。

3.1 机抽设备

机抽设备主要由抽油机、杆式泵、空心抽油杆三部分组成。

抽油机：本次采用的下偏复合抽油机，即在常规机游梁尾部增设一个刚性的下偏平衡装置，具有较好的平衡和节能效果。

杆式泵：安装在油管下部，主要由泵筒、柱塞、固定阀和游动阀四部分组成，柱塞上下运动一次称一个冲程，也称一个抽汲周期，其间完成泵进液和排液的过程。在一个冲程中，深井泵完成一次进液和一次排液。活塞不断运动，游动阀和固定阀不断交替关闭和顶开，井内液体不断排出泵筒，从而上行进入油管，最后到达地面。

空心抽油杆：通过接箍连接成抽油杆柱，上经光杆连接抽油机，下接杆式泵的柱塞，将地面抽油机悬点的往复运动传递给井下抽油泵柱塞使其上下往复运动，使油管柱中的液体增压，将液体抽汲至地面。空心抽油杆具有独立的油气通道，同时能具有“速度管柱”的功能，能实现气水同采的生产模式。

3.2 生产模式

第一阶段：油管抽水、套管不采气。机抽装置投运初期因气井产水量较大（10～20 m3/d），套压较低（小于7 MPa），应先采用油管抽水，套管不采气的排液模式。生产时导通小四通的进站流程，截断大四通进站的流程。

第二阶段：油管抽水、套管采气。随着井底液体的不断排出，套压逐渐恢复，当套压恢复至7 MPa 时，可采用油管抽水、套管采气的生产模式。生产时导通小四通的进站流程和大四通进站的流程。

第三阶段：空心抽油杆采气。当气井生产后期套压较低时（小于7 MPa），可采用空心抽油杆采气。生产时通过打开地面采气管线与抽油杆连接的阀门，截断小四通进站流程和大四通进站流程，即能实现空心抽油杆采气生产模式，在地层能量不足的情况下，使用空心抽油杆作为速度管柱，能提高气体携液能力。

4 机抽排水采气效果

榆X 井2018 年开始实施机抽排水采气措施，整个过程中，设备运行故障及外部影响因素较多，但总体上效果仍较显著。

4.1 机抽效果

榆X 井开展机抽排水采气后，采取油管抽液、套管采气生产方式，累计排液153 d，油套压比机抽前上升较高，由水淹停产变为间歇生产。

从邻井生产动态来看，邻井产量提升明显，基于区域储层连通性认识，榆X 井处于构造低部位，因此该井的机抽强排可有效控制水体向高部位推进，从而使高部位邻井产量提升，机抽以来累增产气量200×104m3。

考虑邻井地层压力下降、储层水侵影响，对其产能方程系数进行修正，机抽以来，储层含水饱和度降低，渗流能力明显改善，产能恢复21%。由于榆X 井处于构造低部位，后期水体液面将继续下降，邻井产量有希望进一步提升。

4.2 区块开发建议

由于本区块水体分布规模大，因此自2006 年开发以来，目前仅完钻了13 口井，投产5 口井，其他井由于产能低或试气产液严重而未投产，此次通过机抽排水采气措施的应用和效果分析，对区块有几条开发建议：

在后续机抽影响下，当邻井产水量降低到一定程度时，可考虑补孔同一构造高度的其他井的山2 气层段，以提高山2 储层动用程度。

当邻井产水量降低到一定程度时，在水体范围内构造高部位，建议加密一口气井，以山2 为主力层，兼顾其他层位，若生产效果好，则考虑继续加密。

未投产井中，有3 口井无阻流量在1×104m3以上，储层有效厚度在5 m 以上，建议接入生产流程或采用井口CNG 方式生产。

5 结论与认识

（1）榆X 井富水区水体类型主要是边底水，水体规模较大，榆X 井处于构造低部位，在生产过程中，受地层水影响较大。

（2）低部位气井的机抽排水采气措施的实施对延缓水体推移具有显著作用，可以改善高部位气井的储层渗流条件，恢复气井产能，显著提升邻井生产效果。

（3）通过气井查层补孔，3 口新井投产及1 口井间加密，可提高储量动用程度，提高区块采收率。