气井排液采气技术研究及应用|第一口页岩气井

　　摘 要: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。
　　关键词:气井 排液 采气技术
　　中图分类号:TE38 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0080-02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。
　　1 研究对象存在的问题
　　(1)某气田在前期开发过程中逐步实施了一些排液措施,如优选管柱、泡沫、柱塞气举等排液采气措施。气田开发中后期,弱排液技术已不能满足生产需求,必须研究强排液措施,在此方面,缺乏成熟经验参考;(2)目前某采油厂管辖的积液气井井口压力仍然较高,实施机抽排液采气仍然存在一定的安全风险;(3)机械排液采气对井下气液分离要求高,必须配套高效的气液分离器;(4)某气井产层埋深大,举升难度高。
　　2 关键技术和创新点
　　2.1?资料调研
　　常见的排液采气工艺包括优选管柱、泡沫排液、柱塞气举、连续气举、有杆泵、潜油电泵、水力活塞泵、射流泵等[1～2]。
　　泡沫排液应用于油田最早是1965年,某油田进行的泡沫驱油试验。随后在其他油田相继也进行了泡沫驱油试验。适合于不同的积液气藏,但是它们一般适用于70℃以下的地层。随环境温度的升高,泡排剂的起泡能力和稳定性会大大降低,尤其在100℃以上的高温地层,许多起泡剂产生的泡沫会在1min～2min内消失,甚至不产生泡沫。
　　机抽排水采气适合中等深度的气井,机械排水采气成本随着深度和设备规格的增加而提高,需要有很好的杆柱设计和操作经验,对抽油杆和泵有很高的要求。避免地层水污染抽油杆和泵。
　　目前连续气举是被我国各大油田普遍采用的气举方式。连续气举方式主要有三种:开式气举、半闭式气举和闭式气举。气举排水采气工艺适用于弱喷、间歇自喷和水淹气井。
　　潜油电泵20世纪80年代以来开始在国外用于气藏强排水,提高水驱气田最终采收率。某气田1984年开始采用潜油电泵对水驱气田进行强排水。潜油电泵排水采气实践表明,该工艺的参数可调性好、设计安装及维修方便,适用于水淹井复产和气藏强排水。
　　射流泵首次用于油井抽油大约是在1970年,从此射流泵逐步得到推广使用。某气田1992年开始采用射流泵进行排水采气。适用于高产砂、高含H2S和CO2、高含氯离子、高气液比井,井深6000m以上,产液量2385m3/d以内,井温260℃以上。
　　螺杆泵是一种新型采油装置,于1929年由法国人Rene Moineau发明,国外20世纪80年代才有较大应用范围,主要用于开采高粘、高含砂和含气原油。我国从1986年开始引进并应用于采油。螺杆泵可用于气井和煤层气井排水采气,但目前国内还没有现场应用。
　　各种常见排液采气工艺优劣性对比见表1。
　　2.2?排液工艺选择
　　随着开采程度的加深,各区块压力下降严重,2009年初期,下降至12.92MPa(投产初期为26.93MPa),下降了14.01MPa,下降了52%,平均地层压力系数0.5,自喷生产能力严重不足,利用本井气的弱排液技术(优选管柱、泡排、柱塞气举)已不能适应气井排液需要。
　　气举排液技术由于需要高压气源,地面流程复杂,投资成本高等因素的影响,实施难度大。
　　螺杆泵排液采气目前还没有排液采气应用。
　　水力-射流泵排液技术地面动力及管线要求高,某油田应用少,所以不予选择。
　　所以,选择了机抽和电潜泵排液采气工艺用来排出某气田气井井底积液。
　　根据理论排量计算,日产液量大于25m3的井采用电潜泵排液,日产液量小于25m3的井采用机抽排液。
　　2.3?技术特点
　　2.3.1?机抽
　　经过2010年的机械排液采气技术试验,排液采气技术基本成熟,有以下突出的特点。
　　(1)井口防喷。采用耐压21MPa的抽油杆防喷器,用于生产时光杆防喷;采用新型井口密封器。两级密封装置,更换盘根井口不刺不漏,一人更换可完成,内部盘根材料采用目前最佳的氯化丁腈材料,螺旋形状。(2)定压放气阀。耐压差可达到10MPa,作用:防止液体倒流井筒;生产时利用定压保证泵的沉没度。(3)玻璃钢抽油杆深抽工艺。采用φ25mm玻璃钢抽油杆与φ22、φ19mm普通抽油杆三级杆柱组合,组合比例为5∶6∶5。有效降低了载荷,泵挂达到3180m。(4)现场不停抽测试。采用新型功图、液面测试仪。测试只需卡定器测量光杆横向变形,改变了传统的光杆垂直拉伸变量,降低了测试难度。(5)机抽排液采气抽油机选用弯游梁抽油机系列。ⅡCYJQ14-6-73HP。
　　根据日排液量25方以内,选用Φ28mm、Φ32mm、Φ38mm防砂杆式泵能满足排液要求。
　　采用改装的35/65型井口(卸去小四通),并在井口安装抽油杆防喷器、耐高压盘根盒和定压放气阀,保证安全。
　　2.3.2?电泵
　　(1)井口密封。采用专用电泵排液采气井口KYD35/80-65Ⅱ,该井口液压密封实验35MPa,保证气井生产时的井口安全。考虑气井特殊性,井口电缆穿越采用国际标准的BIW井口穿越,该潜油电机电缆井口穿越器不仅有良好的导电性和高压状态下绝缘性,而且具有气密封性好的特点。(2)井下防气锁。考滤到气井排采,与油井相比气液比偏高,选用处理气能力最强的高效分离器和气体处理器组合使用分离气液。(3)动力传送。采用三项120℃铅包电缆,有利于防天然气蚀。(4)套管为51/2″的,电泵机组中的电机114P系列,其它部分选101系列的。某气井基本上都经过压裂改造,电泵机组要求防砂,电泵机组选防砂泵。电泵机组设计排量30m3/d,扬程3000m,实际泵挂考虑到2800m。
　　2.4?技术改进情况
　　在2010年试验并实施排液采气工艺的基础上,2011年不再应用电潜泵排液采气工艺,主要原因是电泵排量较大,与某厂气井实际产液量不配套,采用间开方法将极大缩短电泵使用寿命,所以,2011年排液采气全部使用机抽排液采气。
　　工艺技术改进如下。
　　(1)井下防气锁方面选用了自带筛管的高效气体分离器代替高效气锚,气体分离过程主要在油套环空内完成,分气效率高,适用于高气液比的井。(2)管柱从泵座以上加装了油管防腐保护器,延长油管使用年限。(3)根据2010年试验结论,选用φ38mm杆式防砂泵较为试用。(4)根据井深,某区块抽油机选择14型弯游梁抽油机、某某、某某区块部分井选用了16型弯游梁抽油机。
　　3 实施情况及效果
　　截止2011年12月底,已实施机抽排液采气21口井、电泵排液采气1口井,生产良好,5口井实现了高油压(最高3.0MPa)机抽生产。
　　抽油机为14、16弯游梁型抽油机,冲程3.6m～4.8m,冲次4.0～5.0次/min,合计日排液225.8方,合计日增气25.4万方,合计日增油46.7吨,泵效提高34.7%。
　　4 结语
　　机械排液采气工程的规模推广与应用,提高了气井综合利用率、有效的降低了气层污染,对经济快速恢复井筒积液停产井的生产、防止边底水向气藏纵深窜进、提高有水气田开采水平和效益,丰富采气工艺技术,具有重要意义。
　　参考文献
　　[1] 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.
　　[2] 李文彬,刘彦龙,叶赛,等.连续油管冲砂作业参数优化[J].石油矿场机械,2011,40(11):58～61.