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气举工艺设计及应用

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摘要:

随着生产时间延长,气井排水采气难度加剧,积液水淹井逐渐增多。对于同井场只有1口单井的水淹气井,气举车没有充足的气源供给而不能作业。在集气站有充足的气源供给,可以通过注醇管线进行气举,但单井气举导致气举车超压。通过理论计算多口气井注醇管线流量及摩阻,对气举车排气端气体进行分流,一方面控制气举车排气压力,另一方面保证单井分流气量达到携液要求。利用该方法对4口井开展现场试验,能够很好地控制排气压力,不会导致气举车超压,能够有效举出井内积液,达到气举施工的目的。研究成果对大牛地气田提高气井稳产及气田中后期开发有着重要的指导意义。

关键词:

气井水淹;排水采气;气举设计

大牛地气田自2003年投产开发至今,已经建成年产40亿m3的中型气田。由于部分单井生产时间长,油压小于4.5MPa的气井占80%,产量低于1万m3的气井占83%,低压低产直井比例高。主要排水工艺是泡沫排水工艺,56.5%气井不能同时满足临界携泡流量和举升压力要求,积液减产甚至水淹严重。针对积液严重及水淹井,难以依靠气井自身能量来恢复生产,需要补充外部能量。国内外采取的措施主要为气举[1],使用最多的为液氮气举,该工艺单次施工成本高,其次是气举车气举[2]。由于大牛地气田气井管线特征限制,气举车气举单井受到气源供给及超压限制。针对这类技术难题,结合气举施工工艺原理及目前气举工艺研究成果,进行理论计算分析,完善气举车配置,开展多井联合气举工艺研究,为气举车气举在大牛地气田应用提出了新的方法,确保了积液水淹气井平稳生产,延长了生产期。

1多井联合气举理论分析

1.1工艺原理多井联合气举是使用车载压缩机把低压天然气压缩后向多个井内打入高压气体,补充气井地层能量,在达到降压分流作用的同时,提高气井瞬时流量,达到带液目的。

1.2多井联合气举设计

1.2.1阶段划分根据现场多井联合气举流程,考虑到施工进度及压力变化规律,将多井联合气举整个过程划分为4个阶段,如图2所示。1)注醇管线置换阶段。气举流程应用的是单井注醇管线,因此气举开始后,首先是对单井注醇管线进行置换,这个过程气井油套压、流量不变。2)套管充压阶段。注醇管线置换完毕之后,天然气进入气井油套环空,这个过程气井套压出现上升,油压、流量不变或者波动(环空积液缓慢进入油管)。3)积液完全进入油管阶段。气举位置到达油管鞋位置,环空积液完全进入油管,此时套压达到最大值,油管流体密度达到最大,油压及流量都降至最低(站内降压带液最好时机)。4)稳定阶段。积液完全进入油管后,压力流量稳定。稳定阶段生产30min后,气井无异常,可停止气举并做好气井稳产。

1.2.2气举参数设计气举过程中的参数涉及到气举时排气压力的控制,单井注气量的确定以及气举持续时间的长短,保证气举过程中,单井能够达到举升压力并且瞬时流量能够到达临界携液流量要求,最终将井筒积液全部排出,气井恢复正常生产的状态。1)排气压力控制[4]。根据气举车排气压力设计以及单井注醇管线承压能力,要求最大排气压力不超过23MPa。因此,根据整个流程压力损失及气举所需最大压力,即可确定排气压力。2)注气量控制[5]。为排出油套环空以及油管内积液,天然气最终要充填整个油管及油套环空,计算时可用气举后压力体积减去原有体积,考虑天然气损失以及实际气举过程中的气窜现象,天然气用量取为理论用量的1.2倍。

2多井联合气举现场试验

2.1选井及参数设计根据多井联合气举要求,选取了同一座集气站4口积液井(如表1),所选气井受井内积液影响,无法完成配产,自身携液能力弱,需站内泡排并定期进行降压带液维持生产。依据多井联合气举参数设计方法,进行4口井排气压力、注气量以及气举时间设计,由于注醇管线尺寸小,计算出注醇管线压力损失在6.75~8.68MPa,需要排气压力最高为14.89MPa。具体数据如表2。

2.2现场试验及效果分析气举过程中气举井的压力变化如图3~6所示。连接好流程后,10:40加载开始气举,为4口气井同时气举(D66-197、D66-33,D66-25和D23-4),2h内排气压力保持在11MPa,单井套压增长缓慢。考虑到加快气举速度,关闭D66-197井的球阀,12∶30—13∶20排气压力增速加快,D23-4井套压增加到12MPa,油压、进站压力略降、站内有出液迹象,倒进放空流程,D23-4出液连续;12∶30—15∶00排气压力先升高再降低,并趋于稳定。D23-4井出液1.9m3后进站压力回升。15∶00将D23-4井倒进生产,关闭D23-4井的球阀,打开D66-197井的球阀,此时气举3口井(D66-197、D66-33,D66-25)。15∶00—15∶30排气压力增加缓慢,15∶30关闭D66-197井的球阀,排气压力快速升高后稳定在15MPa,D66-33井油套压差增大,积液进入油管,排液0.32m3。D66-25井油套压、进站压力突降,开始出液,排液0.3m3。此后气举车持续循环30min后停机。对选取的4口井开展多井联合气举,由于气举期间排气压力增长缓慢,同时气举井为2~3口,开展气举的3口井均为积液减产井,本次举出积液2.75m3,有效率100%,气举后稳产井4口,稳产率100%,增产气量1200m3/d。如表3所示。

3结论

1)多井联合气举阶段划分为4个阶段,气举过程中要时刻关注每口气井压力及气举车排气压力变化,调整同时气举井数。2)满足多井联合气举条件为:一是满足气举车排气压力要求,即在气举过程中不能够超压(气举车排气压力小于23MPa);二是要气举单井的流量均满足临界携液流量的要求。3)按照设计要求进行4口井现场试验,能够很好地控制排气压力,不会导致气举车超压。对于不能够正常生产的积液井,能够有效举出井内积液。4)建议对气举井安装压力数据远传系统,保证能够更精确地监测气举过程中单井压力数据变化,提前做出判断分析,保证气举施工顺利开展。

参考文献

[1]王杨.氮气增压气举复产工艺在靖边气田的应用[J].辽宁化工,2010,39(8):858-861.

[2]贾友亮.水淹气井气举复产方式选择计算方法[J].钻采工艺,2013,36(1):33-36.

[3]贾友亮.天然气压缩机气举工艺在苏里格气田的应用[J].石油化工应用,2011,30(9):94-96.

[4]莫琼.气举采气技术在白庙气田的应用[J].油气田地面工程,2010,29(5):96-97.

[5]杨盛余.气举阀气举排液技术研究[J].石油矿场机械,2011,40(7):18-21.

[6]李安,万邦烈.连续气举采油举液机理研究[J].石油矿场机械,2004,33(4):19-21.

作者:王雷 单位:中国石油化工股份有限公司华北油气分公司 采气一厂

气举工艺设计及应用责任编辑:杨雪    阅读:人次