产水气井临界携液和积液模型研究进展

中国气田随着逐年开发低压低产井越来越多,部分存在严重积液,排水采气工艺已在多区块广泛应用。明确各种排水采气工艺的适用性和工艺参数优化,都要以深入了解产水气井的携液和积液机理为基础。针对产水气井积液机理研究相关的气井临界携液和积液判别准则、临界携液流量沿井深分布、气井井筒内积液与积液预测模型和气井积液机理研究实验装置与方法进行了综述,并提出了目前该领域研究需要关注和待解决的问题是,产水气井内井筒气液两相管流和储层气液两相渗流的耦合。     

油-气-水三相流水平井携液临界气量计算方法

川西中浅层水平井不同程度产液,当气井积液时,需实施泡排等工艺技术排液后才能稳产,而判断积液最简单的方法是计算气井携液临界气量,气井携液临界气量计算常用液滴或液膜模型,此两种模型均基于液滴或液膜反转作为判断积液标志而建立,应用结果与实际符合率较低。针对以上问题,开展了水平井积液规律模拟实验及相关模型研究,结果表明,液滴或液膜反转时,井筒均未积液,以液滴或液膜反转判断积液建立的模型计算的积液时间比实际偏早,进而基于实验现象,分析气体带液能力,建立新的气井积液判断标准;倾斜段携液临界气量随井斜角度的变化先增加后减少,40°时携液临界气量最大;基于实验测试数据,考虑含油率、井斜角对携液临界气量的影响,建立了携液临界流量计算模型,应用于中浅层水平井油—气—水三相流井筒积液判断,符合率91.4%,在同类气井具推广应用价值。     

川西致密砂岩气田采气工艺实践与效果

川西侏罗系气藏为典型的致密砂岩气藏，无明显边底水、层间水，气井生产少量产水。随着气田不断开发，气井井底积液加剧，造成产量压力双递减，稳产期短，低压低产生产时间长，排水采气是气藏长期稳产的关键技术。为探寻适用于川西致密砂岩气田的排水采气工艺及管理体系，基于25 a的研究和实践，建立并完善了一套基于流压实测、回声仪、模型及矿场经验法的产水气井多元化井筒诊断技术，根据气井自身能量变化规律，形成了差异化泡沫排水采气工艺为主体，互补型气举排水采气工艺为辅助，以连续油管和柱塞气举为补充的致密气田排水采气体系，并通过数字化技术发展，提出了“精细诊断+智能工艺一体化”的排水采气精细化管理体系，研制了积液在线诊断、丛式井整体式泡排及柱塞气举等智能化配套设备，并通过1 200余口气井的现场应用，有效提高了气井排液稳产效果，降低了老井综合递减率，对国内外类似气田开发具有一定的借鉴意义。     

自动泡排装置在排水采气技术上的节能应用浅析

气井在生产过程中随着时间的增长,产量逐渐降低,携液能力液逐渐变差,进而出现气井井筒积液,油套压差增大的现象,这将会影响气井的正常生产。而泡沫排水采气正是产水气田的一项重要增产措施,但泡沫排水采气具有劳动强度较大、人员操作安全性低的问题,据此自动泡排装置应用而生。该设备性能稳定、自动化程度高,实现了泡排的远程控制,极大地提高了泡沫排水采气效率,同时降低了人员劳动强度与资金投入,实现了对产水气井的有效开发管理,起到节能效果,最终提高单井产量和气田的经济效益。     

甲醇及井斜对泡沫排水效果影响的分析

大牛地气田部分气井是斜井,泡排中斜井成功率不到50%,提高斜井泡沫排水成功率成为必然。通过模拟气井携液过程,进行泡沫受力分析,找出斜井携液率不高原因,指导现场作业。大牛地气田防堵工艺主要是采取加注甲醇防堵,对于套管注醇气井,如果井内积液甲醇含量较高,这就会影响泡排剂的起泡能力及携液能力,通过研究大牛地气田积液含醇量与携液率、罗氏泡沫高度的关系,就可以确定合理注醇量,减少甲醇对泡沫排水的影响。     

气井排液采气技术研究及应用

随着衰竭式开采程度的加深,气田压力下降,井筒举升液体的能力不足,低压与携液矛盾成为制约气井生产的主要因素。针对积液与生产的矛盾,2010年某采油厂试验了机械排液采气工艺技术（机抽和电泵排液采气技术）,2011年得到了大规模推广应用,机械排液采气技术在井口防喷、井下气液分离、现场不停抽测试等方面试验了多项新技术,效果良好,为采油厂停产、低效井的治理积累了经验。     

大牛地气田泡沫排水工艺效果评价及影响因素分析

自大牛地气田气井投入开发以来,井筒积液严重影响了气井的正常生产,泡沫排水采气工艺以其设备简单、施工容易、见效快、成本低等特点,在气田内得到了广泛应用。详细分析了泡沫排水工艺的效果评价及影响因素,以期为现场生产提供指导。     

苏里格气田排水采气工艺技术分析

随着苏里格气田气井开采时间的不断延长,气井低压、低产的特征表现越来越突出,部分气田由于产量很低不能完全满足气井完全携液生产的要求,井底及井筒产生的积液造成地层回压则增大,并加重了液面下油,套管的电化学腐蚀,同时由于水侵,水锁和水敏粘土矿物的膨胀,使气象渗透率大大降低,这严重影响了气井的正常生产。因此,急需开展排水采气工艺技术研究。     

水平井连续携泡临界气流速实验研究

泡排已成为气田产水气井最主要的排水采气工艺,在排除井底积液,维持气井稳产方面发挥了重要作用。为认识产水气井添加泡排剂后井筒携液规律,制作了水平气井连续携泡实验装置,测试了泡排剂浓度倾斜角对临界携泡流速的影响规律,并与不含泡排剂的情况进行了对比。在实验基础之上拟合了连续携泡临界气流速计算公式,并对17口水平气井的积液状态进行了判断,积液判断成功率为83%。该模型的建立为泡排水平井工作制度优化提供了方法。     

基于分相能量守恒研究产水气井携液能力

为研究产水气井井筒中的携液流动规律,正确预测气井产液量,指导排水采气方案设计与实施和构建井筒/油藏耦合模型,采用分相能量守恒方程建立一套专门用于计算气井携液能力计算的管流模型,并设计一套灵活的求解方法,能够在已知两端压力和气相流量的前提下对产液量进行直接求解。经与实测管流资料进行对比计算发现,在计算大产气量的两相管流时,所用模型的计算精度高于经典的多相管流模型。使用该模型对气井携液能力进行敏感性分析,表明产液气井存在携液能力最强的产气量点,在制定气井生产方案或进行排水采气优化设计等工作时应当给予充分的注意。     

苏里格苏东南区盒8段水平井差异化设计研究

苏里格气藏呈现出典型致密、非均质性等特点,给水平井的开发造成困难。为了提高气井单井产量及采收率,探索了一种简便实效的工作思路,通过对目标层段砂体分类统计、砂体规模刻画、砂体叠置规律探索,形成对不同砂体的水平井井轨迹设计。结果表明,苏里格苏东南区通过对水平井的差异化设计,有效的提高气井钻遇率及单井产量。     

苏里格气田单井生产动态分析与管理

苏里格气田地质条件复杂、储层物性差、天然气丰度低、单井产量低,甚至不压裂就无自然产能,并且产量下降快,稳产期短,开采速度和采收率都比较低,经济效益较差,这类气藏国内外尚未形成一套完整成熟的开发技术。针对这些情况,根据气井生产动态特征,建立了苏里格气田单井分类标准,综合运用气藏工程方法分析了各类气井的动态特征和递减规律,通过压降法、产量递减法和累计产量法对气井动态可采储量进行了准确评价,并针对性地提出了井下节流保持稳产,合理配产以提高可采储量,后期间歇生产以动用外围低渗透储量的单井管理方法,以期为类似于苏里格气田的低渗透强非均质性气藏的高效合理开发提供理论基础和技术支持。     

致密砂岩气藏反凝析伤害及开采对策研究

针对中江气田沙溪庙组气藏反凝析伤害导致气井产量下降的问题,基于沙溪庙组气藏流体相态变化特征研究,通过长岩芯反凝析伤害实验及数值模拟分析评价反凝析对气藏开发的影响。结果表明,气藏在开发过程中,反凝析将导致储层中气相渗透率大幅降低,储层渗透率伤害率达32%,最大含凝析油饱和度1.8%,压裂改造工艺在一定程度上能降低气藏反凝析伤害,且储层渗透率越高,气藏反凝析对气井产能影响越小。根据中江沙溪庙组气藏生产特征分析,采用衰竭式开发方式更为适合,建议开采初期通过气井合理配产,延长气井露点压力以上生产时间,后期可介入泡排、柱塞气举等工艺排出井筒积液,确保气井稳定,最终达到提高气藏开发效益的目的。     

川西老区中浅层新型泡排药剂研发与应用

川西老区中浅层气井已总体处于低压低产阶段，井口压力低于1 MPa占比76.13%，产量低于0.2$\times$10$^4$m$^3$/d占比57.14%，80.62%的气井已介入泡排工艺，但泡排工艺效果逐渐变差。针对高含凝析油气井泡排效果差、低压低产气井泡排低效及积液与乳化并存致气井治理难度大等问题，研发了3种新型SCU系列泡排剂。通过建立CHSB—SDS—PFBS三元表面活性剂体系，研发了高抗凝析油泡排药剂SCU—2，可将气液表面张力降低至26.73 mN/m，抗凝析油含量达50%；优选反应体系及催化剂，研发了自生能量型泡排药剂SCU—3，可在井筒发生化学反应生成N$_2$，并释放热量，提高低压低产井泡沫举升效率；优选复合酸与抗油性表面活性剂复配，研发了净化与排液一体化药剂SCU—6，同等浓度下降黏能力优于常规净化剂，起泡能力优于常规泡排剂。SCU系列药剂应用138口井，有效率89.73%，增产天然气774$\times$10$^4$m$^3$。新药剂拓展了泡排工艺技术的应用范围，具有良好推广应用前景。     

苏里格气田节流气井积液规律分析

苏里格气田广泛使用了井下节流工艺,该工艺对气井生产后期的井筒积液产生很大影响。为了弄清井下节流器对气井积液规律的影响,本文采用物理模拟实验方法研究了节流器上端和节流器下端的积液先后顺序,利用苏里格气田实际气井生产动态数据,分析了节流器打捞后的积液动态变化规律,结合井筒压降数学模型和临界携液流量数学模型,提出了苏里格气田节流气井积液的四个过程,采用数值模拟软件和井筒压力计算软件相结合的方法,计算了气井节流器的最优打捞时机,为苏里格气田节流气井生产制度的合理制定提拱了依据。     

浅析大牛地气田柱塞气举排水采气工作制度优化

大牛地气田东区气井产水量相对较高,华北分公司在该区对8口气井进行了PCS柱塞气举的应用,很好地解决了气井的排水问题.对试验气井周期进站压力和流量进行了分析,结合气井总体生产情况,完成了柱塞气举工作制度优化.     

川西侏罗系致密砂岩气藏稳产关键技术与展望

川西侏罗系致密砂岩气藏类型复杂，河道砂叠置复杂，砂体展布不稳定，储量品质低，气水关系复杂。单井自然产能低、稳产能力差、可采储量低，气藏动用程度低、采收率低。为实现气藏持续上产、稳产，以地震老资料重处理与解释为基础，建立了完整的地球物理及测井精细评价技术体系，实现了河道砂岩精细刻画、储层精准预测及含水饱和度的定量评价。以“少井高产”为目标，依托地质工程一体化对难动用储量优选地质及工程双甜点，形成了平面上“一”字形、“Y”形、“X”形、“V”形等多形式组合，纵向上多层位、多井型井组优化的“一场多井、一井多层”混合井网+大规模多段多簇体积压裂储层改造工艺技术体系，施工排量从5$\sim$8 m$^3$/min提高到16$\sim$18 m$^3$/min，加砂强度由0.4$\sim$0.7 t/m提高到4.0$\sim$4.5 t/m，裂缝数量由20$\sim$30簇提高至50$\sim$80簇，单井产能从5.07$\times$10$^4$m$^3$/d提高到15.64$\times$10$^4$m$^3$/d。以地震—地质—建模—数模—工程—经济一体化为手段，摸清剩余气成因及规模，提出加密调整、转层、侧钻、重复改造及工艺维护等措施，提高气藏采收率，实现川西侏罗系致密砂岩气藏20$\times$10$^8$m$^3$以上持续稳产18 a。这些技术的推广应用，“十四五”期间西南油气分公司致密天然气年产量有望保持30$\times$10$^8$m$^3$以上并持续稳产。     

致密砂岩产水气井气举排液模型研究

苏里格气田是典型的致密砂岩气藏,其有效储层含水饱和度高,气、水层混杂分布,开发中后期一般因井筒积液阻碍天然气有效开发,往往需要排液才能保持一定的产量,目前气举是排液较为有效的方法,然而如何提高排液效率及优化气井排液制度已成为制约气举排液效果的难题。以高产水生产气井为研究对象,根据油套管质量、动量和能量方程,建立了气举井筒排液模型,运用显示欧拉差分方法对其进行求解。基于所建立的气井井筒排液模型,研究了不同注气量、井口油压等参数对气井排液效率的影响程度,并分析了S井气举排液过程中产液量、产气量以及排液时间等工作指标变化特征。研究成果为致密砂岩产水气井提高排液效率,以及气举排液生产制度优化提供了一定的指导。