樂東22-1氣田海上氣井控水增產(chǎn)探索與實(shí)踐

1、    樂東22-1氣田海上氣井控水增產(chǎn)探索與實(shí)踐    華金林 毛煉摘要：隨著海上氣田氣井生產(chǎn)時(shí)間的增加，氣井出水是氣田面臨的一個(gè)比較嚴(yán)峻的問題。嚴(yán)重出水影響氣井的穩(wěn)定生產(chǎn)，使得氣井的產(chǎn)量急劇下降，甚至導(dǎo)致氣井水淹，大大減少采收率。由于堵水采氣和排水采氣對(duì)于海上氣田來(lái)說(shuō)作業(yè)成本極高，因此研究控水措施對(duì)于延長(zhǎng)海上氣田出水井生產(chǎn)周期具有十分重要的意義。關(guān)鍵詞：控水;水淹;微正流量;攜液;清噴1 項(xiàng)目背景樂東22-1氣田a9h井于2009年8月投產(chǎn)，開采層位為l2i下、l2下、l2上氣組。2016年10月樂東22-1氣田a9h井產(chǎn)水量“爬梯式”上漲，井口壓力

2、下降趨勢(shì)明顯，且有較大幅度波動(dòng)，截止2017年3月，水氣比由0.01方/萬(wàn)方上升至2.95方/萬(wàn)方，產(chǎn)水及水氣比持續(xù)上升，面臨水淹停噴風(fēng)險(xiǎn)1。2 a9h井出水原因分析a9h井是中層系一口合采水平井，合采l2i下、l2下、l2上氣組，其中l(wèi)2上氣組是主要開發(fā)層段。2.1 l2i下氣組出水可能性分析l2i下氣組物性中等，探井6井試井滲透率15md，無(wú)阻流量12萬(wàn)方/天，a9h井劈分日產(chǎn)氣約6萬(wàn)方/天。l2i下氣組多口井鉆遇水層，其中探井3、7井鉆遇水層，探井2、6井及開發(fā)井a(chǎn)1、a2、a7井3口井的底部鉆遇水層，a9h井距離內(nèi)邊界632m。結(jié)合測(cè)井解釋分析，a9h井底部高滲層和

3、南邊鉆遇水層是同一套砂，存在高滲層溝通外部大水體導(dǎo)致該井見水的可能。綜合物性、產(chǎn)氣能力、氣水分布，a9h井在l2i下氣組出水的可能性較大。2.2 l2下氣組出水可能性分析l2下氣組屬低阻氣層，物性較差，試井滲透率2md11md，有效厚度0.6m6m，平面非均質(zhì)性強(qiáng);探井3井無(wú)阻流量0.5萬(wàn)方/天，a9h井類比無(wú)阻流量約6萬(wàn)方/天，劈分日產(chǎn)氣約2萬(wàn)方/天，a9h井距離氣水界面約1.6km。綜合物性、產(chǎn)氣能力、氣水分布，a9h井l2下氣組出水的可能性較小。2.3 l2上氣組出水可能性分析l2上氣組為一套高阻氣層，整體物性較好，孔隙度26.3%，試井滲透率60md-683md，生

4、產(chǎn)井無(wú)阻流量51萬(wàn)方/天-218萬(wàn)方/天，a9h井劈分日產(chǎn)氣約20萬(wàn)方/天。a9h井位于氣藏高部位，距離內(nèi)邊界約2.3km，該氣藏距離內(nèi)邊界最近是底部位的a12h井。l2上氣組儲(chǔ)層能量較充足，水體倍數(shù)為35倍左右。預(yù)測(cè)a9h井在l2上氣組見水時(shí)間為2019年1月，a12h井為2017年10月。綜合物性、氣水分布和數(shù)模預(yù)測(cè)，l2上氣組最早出水的生產(chǎn)井應(yīng)為低部位的a12h井，a9h井在該氣組最早見水的可能性不大。結(jié)合見水原因分析結(jié)果，油藏認(rèn)為l2i下氣組出水的可能性較大，l2下氣組出水的可能性較小，l2上氣組最早見水的可能性不大。若l2i下氣組見水，預(yù)測(cè)a9h井2017年10月水淹關(guān)停。由于a9h

5、井下管柱有泵開式剪切球座，內(nèi)徑1.25in，測(cè)井儀器無(wú)法通過(guò)，無(wú)法進(jìn)行常規(guī)控水作業(yè)，需動(dòng)管柱，但平臺(tái)無(wú)修井機(jī)，僅能進(jìn)行連續(xù)油管和鋼絲作業(yè)，因此必須動(dòng)用鉆井船進(jìn)行動(dòng)管柱作業(yè)，作業(yè)成本極高，且在修井后對(duì)產(chǎn)能影響較大。a9h井多層合采，各小層的壓力、產(chǎn)能均不清楚，存在最大出水層位即是主力氣層的風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)水上升快，存在水淹關(guān)停時(shí)間早于預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)該井實(shí)施找水/控水的工藝措施難度較大，工程和儲(chǔ)層保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)較高，如何對(duì)該井實(shí)施有效控水以達(dá)到延長(zhǎng)生產(chǎn)周期的目的，成為工藝人員亟待解決的問題。3 創(chuàng)新方案為攜帶出a9h井筒內(nèi)的液體，需要提高氣量防止水淹。但過(guò)度開大油嘴，氣井產(chǎn)能下降過(guò)快加速水淹，因

6、此需要找到平衡點(diǎn)，確定氣井合理的工作制度。3.1 “微正流量”生產(chǎn)模式挖潛能當(dāng)氣井出現(xiàn)水侵以后，如不能持續(xù)將水?dāng)y帶出井筒，將會(huì)引起氣井生產(chǎn)的不穩(wěn)定，造成井筒積液對(duì)儲(chǔ)氣層產(chǎn)生很大的回壓，并最終導(dǎo)致氣井水淹而過(guò)早停噴，嚴(yán)重影響氣井采收率，且氣井出水將使得油管內(nèi)由氣相單相流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖簝上嗔鲃?dòng)，導(dǎo)致井筒舉升矛盾加劇，油管內(nèi)流動(dòng)壓力損失變大2。由此可見，在氣井轉(zhuǎn)入帶水生產(chǎn)階段時(shí)，需適當(dāng)增加生產(chǎn)壓差，提高氣量持續(xù)地將地層水?dāng)y帶出井筒。但是如果氣量過(guò)大將進(jìn)一步加劇底水錐進(jìn)，造成地層水對(duì)產(chǎn)層的污染，使壓力和產(chǎn)量迅速并大幅度下降。此外，大氣量生產(chǎn)還有可能引起井底坍塌，造成滲透層和油管的堵塞，加劇氣井

7、生產(chǎn)情況的惡化。因此在氣田出水時(shí)，應(yīng)將氣井氣量控制在微正流量（略大于最小攜液流量），出水氣井采取微正流量生產(chǎn)下既能持續(xù)不斷得將水?dāng)y帶出井筒又不會(huì)加劇出水。通過(guò)對(duì)turner最小攜液模型3的優(yōu)化，可以推導(dǎo)出最小攜液流速和最小攜液流量公式，即：根據(jù)上述公式可以看出微正流量不是一個(gè)恒定不變的值，而是一個(gè)隨著氣井的不斷生產(chǎn)和工況的變化而實(shí)時(shí)改變的值，其中井底流壓是對(duì)最小攜液流量影響最大的參數(shù)。因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，用井底流壓來(lái)表征微正流量是比較實(shí)用的，在一定的工作制度下，如果井底流壓呈上升趨勢(shì)，則說(shuō)明井底積液增加了，此時(shí)流量小于最小攜液流量，不滿足微正流量生產(chǎn)，應(yīng)開大油嘴減小井口壓力，提升產(chǎn)量。據(jù)此氣田操

8、作人員首先進(jìn)行了氣井最低流量的攜液能力測(cè)試，經(jīng)過(guò)測(cè)試a9h井的流量低于15萬(wàn)方/天的情況下，氣井的攜液能力不能滿足生產(chǎn)需求，將會(huì)導(dǎo)致井筒積液。隨后將該井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)代入公式2中計(jì)算得到最小攜液流量為15.5萬(wàn)方每天，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值15萬(wàn)方每天十分接近。根據(jù)這一情況，見水初期氣田決定將a9h井的產(chǎn)量控制在約16萬(wàn)方/天，基本該井實(shí)現(xiàn)壓力、溫度、產(chǎn)量穩(wěn)定。在滿足最小攜液量條件下，通過(guò)調(diào)整氣井生產(chǎn)參數(shù)，充分利用下層產(chǎn)氣，上層產(chǎn)水的自噴排水能力，減緩氣藏水錐速度，保證氣井?dāng)y液速度與氣藏水錐速度之間的動(dòng)態(tài)平衡，采用微正流量生產(chǎn)至今，a9h井出水得到有效治理。3.2 優(yōu)化選井邏輯，實(shí)現(xiàn)選擇性關(guān)井出水

9、井產(chǎn)液大幅增加之后，已經(jīng)不具備長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)井條件，因氣井出水具有不可逆性，一旦長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井，會(huì)造成井筒積液，大量積液產(chǎn)生的巨大阻力，造成開井困難，甚至水淹停噴，因此出水井生產(chǎn)時(shí)一定要采取措施避免意外關(guān)井。根據(jù)樂東22-1氣田邏輯設(shè)計(jì)，壓縮機(jī)故障停機(jī)后相應(yīng)工藝流程前端的生產(chǎn)井會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，造成出水井回壓突然升高。為保證a9h井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，減少井筒壓力激動(dòng)，由樂東22-1氣田黨支部牽頭，開展頭腦風(fēng)暴，梳理排查可能引發(fā)a9h井意外關(guān)停的各種因素，經(jīng)反復(fù)分析論證，在生產(chǎn)安全兩相顧的前提條件下，創(chuàng)造性的提出了優(yōu)化壓縮機(jī)選井邏輯，改變以往壓縮機(jī)停機(jī)“一刀切”的關(guān)井模式，細(xì)化關(guān)井選項(xiàng)，由控制室操作工根據(jù)工況“選

10、擇性”關(guān)井，避免了a9h井在壓縮機(jī)故障停機(jī)時(shí)關(guān)井，同時(shí)將a9h井物流通過(guò)生產(chǎn)分離器出口壓力調(diào)節(jié)閥放空，保證該井流體在井筒內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)，消除了井筒積液風(fēng)險(xiǎn)。3.3 優(yōu)化大修方案，實(shí)現(xiàn)“停產(chǎn)不停井”為了進(jìn)行設(shè)備維護(hù)改造，氣田每年要進(jìn)行大型維修，基于安全性考慮，傳統(tǒng)做法是關(guān)閉所有生產(chǎn)井開展“停產(chǎn)檢修”，但在氣井大量見水后這種“停產(chǎn)檢修”的模式已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)需要。為避免a9h井水淹停噴，氣田將檢修內(nèi)容分為放空系統(tǒng)和非放空系統(tǒng)兩類，將具體作業(yè)內(nèi)容及隔離方案進(jìn)行優(yōu)化，把放空系統(tǒng)檢修轉(zhuǎn)移到正常生產(chǎn)期間開展，非放空系統(tǒng)檢修時(shí)則將a9h井導(dǎo)入放空流程進(jìn)行連續(xù)放空清噴，清除井筒積液，既保證了大修作業(yè)安全，又保

11、證了井內(nèi)流體的持續(xù)流動(dòng)，連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)了大修“停產(chǎn)不停井”。3.4 加密動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，完善清噴方案針對(duì)a9h井出水量急劇增加的嚴(yán)峻形勢(shì)，氣田增加了產(chǎn)能測(cè)試頻率，定期對(duì)壓力、溫度、產(chǎn)氣、產(chǎn)液及水樣氯離子等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提前預(yù)判生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)考慮避臺(tái)期間生產(chǎn)關(guān)停的影響，編制了應(yīng)急清噴方案，明確了a9h井清噴實(shí)施條件、清噴實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及安全操作注意事項(xiàng)，累積實(shí)施緊急清噴3次，成功將a9h井搶救回來(lái)并維持良好的生產(chǎn)工況，為氣田的穩(wěn)產(chǎn)增效提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4應(yīng)用推廣及效益情況4.1 項(xiàng)目效益針對(duì)a9h氣井實(shí)施找水/控水工藝措施難度大、工程和儲(chǔ)層保護(hù)風(fēng)險(xiǎn)較高、產(chǎn)水量“爬梯式”上漲的特點(diǎn)，決定繞開常規(guī)的排水采氣

12、方法，在氣量大于臨界攜液量的“微正流量”模式下，實(shí)時(shí)調(diào)整a9h井油嘴開度，持續(xù)監(jiān)控壓力、溫度變化趨勢(shì)，同時(shí)采取大修“停產(chǎn)不停井”、優(yōu)化選井邏輯、制定應(yīng)急清噴方案等措施，成為延長(zhǎng)該井生產(chǎn)周期的重要手段。2017年以來(lái)，生產(chǎn)人員不斷完善優(yōu)化“微正流量”為主的綜合控水采氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)a9h井平穩(wěn)生產(chǎn)至今，增產(chǎn)天然氣約1億方，有效推進(jìn)了氣田高質(zhì)量發(fā)展。4.2應(yīng)用推廣隨著開采時(shí)間的增加和開發(fā)程度的加深，氣田必將面臨一個(gè)較嚴(yán)峻的問題，即含水氣井不斷增加。這將嚴(yán)重地威脅氣井生產(chǎn)的穩(wěn)定，使產(chǎn)氣量急劇下降，其結(jié)果將使氣井被水淹而造成停產(chǎn)，大大降低氣井采收率。樂東22-1氣田投產(chǎn)已逾十年，各氣井產(chǎn)水量均存在不同程度

13、的上漲，a5h、a20h同時(shí)也存在產(chǎn)水量大、產(chǎn)水上升速度快的現(xiàn)象。通過(guò)應(yīng)用“微正流量”為主的綜合控水采氣技術(shù)，并根據(jù)每口氣井的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，a5h、a20h井的產(chǎn)水上升速度得到明顯遏制，產(chǎn)氣量維持微弱自然衰減趨勢(shì)，有效延長(zhǎng)了出水井的生產(chǎn)周期。該技術(shù)轉(zhuǎn)化程度較高，應(yīng)用范圍廣泛，尤其對(duì)于實(shí)施找水/控水工藝措施難度大的氣井提供了一種延長(zhǎng)生產(chǎn)周期的解決思路，并已在多口出水井的生產(chǎn)管理上推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，具有較高的推廣性和可操作性。參考文獻(xiàn)：1 王寶華，熊慶粉，鄭展，何玲玲.淺析氣井井筒積液及處理方法j.中國(guó)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)，2018，（01）：197-1982 金光智.崖城13-1氣田水淹氣井的特征及復(fù)產(chǎn)方法