低压低产井净化与排液新技术研究及试验

川西地区已开发的侏罗系气藏进入低压低产阶段,普遍面临井底污染与井筒积液并存的问题。现有的净化剂与泡排剂性能单一,净化后不利于气井顺利返排。常规的净化剂与泡排剂组合使用,药剂用量大,成本较高,同时还会增加井筒积液量,加大气井负担。为此,本文根据气井井底污染机理,提出了净化排液一体化技术新思路,引进了井底净化与排液复合药剂。通过开展室内实验评价,该复合药剂具有降黏、溶解与起泡、携液综合性能,能够有效防止气井井下泡排乳化液形成,提升气井井底污染物净化后返排效果,达到低成本保稳产的目的。通过对气井井筒污染与积液的诊断,优选出8口气井,试验后平均单井油套压差缩小0.3MPa,平均单井产气量增加0.05×10~4m~3/d,取得较好的稳产、增产效果。取样观察返排液较常规泡排返排液更加清澈、流动性更好。     

产水气井泡排工艺参数优化研究及应用

泡沫排水采气工艺是川西气田低压低产气井最为普遍的一种稳产手段。但是近几年,泡排药剂量增加速度较快,而稳产效果未能同步提高,与此同时,少数气井井底出现泡排剂乳化现象,影响气井正常生产。为此,通过泡排剂室内实验评价优选及正常油套压差、加注时机、药剂量、药水比例等参数变化关系分析,优化泡沫排水采气工艺施工参数,形成以"少量多次、定实际油套压差"的泡排剂加注方式,改变了过去固定泡排加注周期的方式。泡排工艺参数优化后,在mj-56-63井区共对67口气井开展现场应用及效果评价,实施后,气井仍能保持先前的稳产效果,而且部分井的产气效果更佳;优化后的泡排参数单井加注药剂量降低38%,施工井次减少23%,泡排剂乳化污染井底现象减少,提高了气液分离效果,省去了消泡剂的使用,确保纯净天然气输往终端用户。     

常压页岩气井早期泡沫排水采气研究

南川页岩气田平桥南区块为常压页岩气田,由于投产初期地层压力和日产气量相对较低,气井在生产一段时间后日产气量低于临界携液流量,井筒开始出现积液,需采取低成本泡沫排水采气措施才能连续生产。研究表明:区内气井采出水以压裂返排液为主,选用起泡能力强、携液量大、耐高矿化度水质的XHY-4M型液体起泡剂与采出水样配伍性好,加注浓度为气井日产水量的0.2%～0.3%携液效果最佳;XXP-1型消泡剂配伍性较好,有较强的破泡、抑泡能力,消泡剂与起泡剂的最佳比例为1∶1。对于积液严重井在泡排初期可提高起泡剂用量并辅以XHG-10E固体起泡剂。泡排注入方式采用低成本柱塞计量泵从井口注入,消泡剂在分离器入口连续注入。根据气井不同产液和压力特征,对于周期性出液井采用周期性泡排、大液量井采用大比例泡排、低压低产井采用连续泡排方式,在平桥南区块应用效果明显,措施有效率为94%。结论认为该泡排制度可以经济有效地清除井筒积液,保持气井连续稳定地生产,可以在南川页岩气田气井早期积液阶段推广使用。     

衍生管加注泡沫排水工艺及在罐22井的应用

罐22井位于沙罐坪构造南轴中部,于1991年投产后,产水量逐渐上升,油压、套压和产气量下降较快,2007年因井底积液严重未能复产,2008年实施泡沫排水采气工艺。该工艺施工简单、效果显著、成本较低,但常规泡排剂的加注主要是从油、套环空注入,部分因环空堵塞或安装有井下封隔器以及油管悬挂较高的气井,实施泡沫排水困难,不得已采取关井从油管加注,妨碍了气井的正常生产,衍生管作为一种泡排剂加注的辅助设施,可以满足上述井况条件的不停产加注,并解决了过去因井筒积液严重的气井药剂无法直达井筒底部的难题。罐22井利用衍生管流程加注泡排剂,当加注量为100kg/d时,气井生产处于一个相对比较稳定的状态,气井小时流量稳定在1030～1070m3/h。应用结果表明,泡排效果的好坏主要受泡排剂加注量、输压以及衍生管安装位置的影响,在加注时应予以注意。     

川西侏罗系气藏气井井底污染类型分析与净化工艺应用

目前川西地区已开发的侏罗系气藏进入低压低产阶段,部分气井存在不同程度的井底污染。通过气井生产历史及动态特征,借助动态监测手段,可以间接反映气井是否存在污染;通过直接对气井返排物进行分析,可以确定污染物的类型。川西侏罗系气藏气井目前存在的污染类型主要有:残留压裂液/砂污染、泥浆漏失污染及泡排药剂乳化污染。由于气井普遍自身能量较低,仅依靠化学药剂开展井底净化效果不佳。因此,目前普遍采取"化学净化+物理助排"组合工艺,确保污染物在能稀释溶解的同时也能排出井筒。具体组合工艺主要有三种:"井底净化+放喷"适用于产量略低于临界携液流量的气井;当气井自身产量远低于临界携液流量时,依靠放喷无法有效返排出井底污染物,可采取"井底净化+车载气举";当污染气井需要配合开展气举作业但附近无气源时,可采取"井底净化+槽车气举"。     

毛细管技术在川东气区气井的应用前景分析

川东气区气井进入生产中后期,需采取泡排等措施进行生产。部分气水同产井加注的液态泡排剂不能顺利到达井底,必须停产加注棒状起泡剂才能维持正常生产。部分气水同产井因油套环空堵塞或有封隔器,当井筒积液严重时,只有停产加注起泡剂才能维持生产;高含硫气井在井下油套环空安装封隔器,只能停产从油管加注硫溶剂、缓蚀剂等入井液,影响了正常生产。针对上述生产现状,介绍了毛细管技术的特点和基本参数,分析了毛细管技术在川东气区气井应用前景：对于气水同产井,可采用同心毛细管技术直接将起泡剂加到井底,可保证气井连续带液生产;对于高含硫气井,可采用油管外绑定毛细管完井管柱或同心毛细管,实现硫溶剂、缓蚀剂等入井药剂的加注。     

“泡排+环空激动降压”组合复产工艺在大牛地气田的应用

大牛地气田单井产量低,压力递减快,随着开采的深入,储层能量不断下降,气井携液能力日趋变差,井筒逐渐产生积液甚至水淹停产。目前主要使用环空激动降压、液氮气举、多井联合气举、井口排液气举、套管充压气举等单一复产工艺来解决这一问题,但针对部分水淹不严重气井,常规复产成功率低、经常性气举复产成本高,因此需探索一种经济有效的复产方法。选取1口水淹井A1开展了"泡排+环空激动降压"组合复产工艺试验,并进行了经济效果评价。现场试验表明:水淹井A1复产成功后日增产量5150m~3、累计增产量148.835×104m~3,累计创效172.6486万元,施工费用较气举复产节约0.2万～5.85万元,投入产出比为1∶1150,具有良好的经济效益。推广应用表明:"泡排+环空激动降压"组合复产工艺对于积液不太严重、套压9MPa、水淹前日产气5000m~3/d的水淹井施工成功率为68%、较单一常规复产提高8%,在大牛地气田开发生产中具有一定的应用前景。     

水平气井靶点高差对排液的影响

随着川西低渗透致密气藏不断加大水平井开发力度,水平井气井逐渐增多,水平井井筒积液成为气藏水平井开发普遍存在的难题.如果井筒内产生积液,井底回压增大,井口压力下降,产量递减较快,气井携液能力减弱,将导致井筒附近储层的含水饱和度升高,气相渗透率下降,气井难以开采,甚至最终水淹停产.应用水平井筒内流体由分层流向非分层流转变判别式,对影响水平段井筒携液的因素进行分析表明:水平段井筒倾角越大、积液高度越高,水平井筒中气液两相流型更易从层流转向非层流,水平段中的液体也就更易被气流带出.虽然井筒倾角对气体临界流速的影响较小,但井筒倾角越大,井筒内A靶点附近的积液高度越高,液体就更易被气流携带出水平段.通过实例分析也证明,水平井A、B靶点高差对气井排液有影响,B靶点比A靶点越高,越有利于井底积液从水平段排出.     

延长气田泡排剂的制备及性能评价

针对延长气田井筒积液的问题,利用Ross-Miles评价方法及携液量测定法,对多种单剂的起泡性和稳泡性进行评价筛选,通过正交设计实验法优化得到泡排剂的最佳配比为OA-12∶BS-12∶2号样=3∶3∶2,记为泡排剂ABO,并评价了泡排剂ABO的相关性能。结果显示,泡排剂ABO溶液在5min后的微观结构为圆形,具有一定的稳定性;在100℃、16h老化后,其5min的泡沫高度在90mm,携液量为125mL;在25℃、含10%凝析油的矿化度为2.5×10~5mg/L的模拟地层水泡排剂质量分数为0.5%的条件下,5min后的泡沫高度为100mm,携液量为130mL;在25℃、含20%甲醇的矿化度为2.5×10~5mg/L的模拟地层水泡排剂质量分数为0.5%的条件下,5min后的泡沫高度为160mm,携液量为160mL;在85℃条件下,5min后的泡沫高度为150mm,携液量为130mL;与延长气田地层水混合48h后,均一透明,无沉淀生成,不分层。性能评价结果表明,泡排剂ABO具有较好的耐盐、耐温、抗甲醇性能,具有一定的抗凝析油能力,与气井地层水配伍性良好,可以满足在延长气井的生产使用。     

低渗气田井筒连续携液规律研究

目前,国内许多低渗透气田已进入低压、低产生产阶段,许多气井因积液而危害其正常生产,正确判断气井井底积液是有效开发此类气田的前提.针对低压、低产的特点,以李闽模型为基础,敏感性分析了井口压力、温度对气井井口临界携液流量的影响;同时,考虑到气井压力、温度是沿井深变化的,计算了不同井深对应的临界流量,最终通过实例井验证了该方法的正确性,得出如下认识:在预测气井临界携液流量时,对于低压气井,应先求出沿井深的压力和温度分布,再求解出沿井深的所有临界流量,最终以最大值为准.不考虑临界流量沿井深的变化会造成积液预测误差大.井口压力的降低或井口温度的增加均会降低气井临界携液流量,有利于气井携液;同时,高压气井临界携液流量易出现在井口,而低压气井临界携液流量易出现在井底.     

表面活性剂起泡动力学方程及温度对其影响研究

天然气在开采过程中,随着地层能量的衰减,地层水不能随气流产出,造成气井减产甚至变为死井。生产中通过向气井井底注入起泡剂,与井底积水混合,在气流搅动下生成大量低密度含水泡沫,表面张力下降使水相分散而变为携液能力强的环雾流,从而把地层水举升到地面。基于对天然气开采过程中泡沫排水的认识,在泡沫排水模拟装置上以泡排剂浓度、氮气流量为参数,采用单因素研究方法,逐一确定动力学方程参数,最终得到起泡动力学方程:当T=65℃、u50m L/min时,dV/dt=85.6wu~(1.61);当T=65℃、u50m L/min时,dV/dt=2.7wu~(2.23)。温度对起泡反应影响较大,起泡速率常数随温度的升高先减小后增大,起泡速率常数与温度的关系不遵循Arrhenius公式。本研究为泡排剂起泡和消泡提供了必要的理论指导,使泡排剂筛选更加有效。     

固体泡排剂SWP的配方研制及性能评价

泡沫排水釆气技术是解决气井生产中后期带水困难的化学排水釆气方法,实际泡沫排水效果受到气井开采环境条件变化因素的影响。为满足在高温、高矿化度等深井条件下的使用要求,需研制耐高温及综合性能优异的固体泡排剂。通过对不同类型的发泡剂单剂、助剂筛选优化后进行正交优化复配实验,研制出了新型固体泡排剂SWP,其最佳配方质量组成为m_(椰油酰胺丙基甜菜碱)∶m_(月桂酰胺丙基氧化胺)∶m_(黄原胶)=3∶1∶(0.1~0.15)。进一步对该泡排剂进行抗温、抗盐、抗甲醇及携液量等方面性能评价,结果表明,当泡排剂使用浓度0.3%时,在矿化度2%~10%、甲醇浓度5%~20%、温度90℃的条件下,泡排剂具有起泡能力强、泡沫稳定性好、携液量高、耐高温、抗甲醇和抗盐能力好的优点,综合性能优异。推荐SWP固体泡排剂的使用浓度范围为0.2%~0.3%。     

一种新型高效泡排剂的性能评价及现场试验

针对大牛地气田部分气井产出液中凝析油含量偏高导致现用泡排剂效果差的问题,引进新型高效泡排剂,采用Q/SH4006 03—2014 《大牛地气田泡沫排水采气工艺作业规范》进行了室内性能评价、并选取3口井开展了新型高效泡排剂抗油性先导试验。测试结果表明,该泡排剂在温度为70℃、凝析油体积分数为30%的条件下,初始泡高、5min泡高以及携液率分别高达160mm、150mm、64.8%,均优于现用泡排剂,抗凝析油性能良好。现场试验表明,3口井(凝析油体积分数10%～20%)试验后,平均单井油套压差减小0.34MPa,单井产气量增加618m3/d,排水采气效果明显,表明该泡排剂对大牛地气田含凝析油气井有很好的适应性。经济核算显示,3口井试验后日增产量为1854m~3、累计增产量为7.9156×104m~3,累计创效9.18万元,投入产出比为1∶9,具有良好的经济效益。因此,该新型高效泡排剂在大牛地气田后期开发生产中具有一定的推广应用价值。     

高含长石低孔低渗砂岩油藏酸压体系及工艺优化

黄陵储层延长组长6、长8油藏属于典型低温低压高含长石低孔低渗砂岩油藏,储层改造中需充分考虑构造特征、岩性组成、孔渗性质、温压条件、岩石力学特征和潜在损害因素等,掌握该类储层改造和酸压工艺的影响机理,室内实验优化出一套适用于该储层的前置酸和压裂液体系和前置酸多级加砂压裂配套工艺流程,并进行了软件模拟和现场施工。结果表明,前置酸体系具有溶蚀能力强、损害程度低、水化性能好、易反排、低残渣等优点,易于溶蚀砂岩储层孔隙喉道中的填隙物,且不损害长石骨架结构。压裂液体系配方为0.25%胍胶+0.4%助排剂+0.1%AE1910活性剂+0.3%黏土稳定剂+交联剂0.8%硼砂BS+0.8%APS,满足储层特性和携砂需求。前置酸多级加砂压裂工艺以加砂量20~40m~3,排量1.8~2.0m~3/min,平均砂液比25%~35%,前置液量占总液量比例15%~20%进行施工。该工艺在延长组长6油层探井应用后,单井日产油3.5m3/d,实现了工业油流目标。     

水平井涡流工具螺旋凹槽壁面液膜厚度理论研究

涡流工具是近年来引入天然气行业的一种新型井底积液助排工具,该工具能够有效地提高气井的携液能力,减少流动压降损失,高效的排出井底积液。迄今为止,涡流排水采气技术在我国仍然处于现场试验阶段,缺乏相应的理论研究。液膜厚度是描述井下涡流排水采气工具作用效果的关键因素,本文对流经涡流工具螺旋凹槽的壁面液膜厚度进行首次理论探索。通过建立螺旋凹槽正交曲线坐标系,结合实际物理过程,将客观原型化繁为易,建立了涡流工具螺旋凹槽壁面液膜物理模型。在简化模型控制方程和假定边界条件的基础上,根据稳定液膜受力平衡和传质平衡条件,利用特征线法得到了涡流工具螺旋凹槽壁面液膜厚度理论解析解。该理论模型为评价涡流工具作用效果奠定了理论基础,并能够更加科学有效地指导涡流排水采气技术在现场的应用。     

速度管采气工艺在大牛地气田水平井的应用

大牛地气田水平井普遍具有低压、低产、携液能力差及井筒压力损失大的特点,严重制约着气井后期的稳定生产。速度管采气工艺是目前水平井应用的主要排水采气工艺之一,其工作原理是利用小直径连续油管充当速度管柱,下入深度至气井造斜点以上50m,减小流体的流动面积,提高气体的流速,从而有效预防井筒积液。阐述了速度管采气工艺的工艺原理、作业过程,并根据气井临界携液理论和管流压降模型,优选出■38.1mm速度管,可经济有效地满足气田中后期生产要求。综合分析速度管下入前后气井产量、压力、生产时率、助排措施等变化情况,建立速度管现场应用效果评价准则。通过对10口速度管水平井下入前后的生产情况进行对比分析表明,水平井下入速度管后总体排水采气效果较好。此外,速度管可实现连续冲砂,且冲砂深度可到水平段,恢复气井生产后增产效果明显。     

气液同产水平井积液规律研究

针对水平井井筒积液规律认识不清导致排水采气措施针对性不高的难题,基于相似性原理,结合川西气田水平井井身结构特征研制了水平井井筒可视化模拟装置,装置采用准40mm×5mm的有机玻璃管组合连接而成,可通过改变支架系统参数模拟水平段不同型态、不同倾角条件下气井的排液情况。结合川西气田水平井气液产出特征开展了水平井水平段充满积液后卸载、气液同产、分段射孔气液同产生产过程模拟实验。结果表明,水平井水平段型态、水平段倾角对水平井最终排液率影响较小;水平段呈分层流,斜井段呈段塞流,垂直段呈环状流,液相滑脱主要发生在斜井段。现场井筒流压监测结果表明,井筒压降损失主要发生在斜井段,且压降梯度突变点位于造斜点附近,集中在造斜点上下200m范围内;明确了水平井的排液重点是斜井段的排液,为排水采气措施的针对性实施提供了指导。     

自动破壳高效沼气池

一、总体思路 在目前推广的户用园柱型结构水压式沼池中,容积产气率较低,很多达不到0.3m~3/m~3.d的国家标准,容积有机负荷率低于新型工艺1kgTS/m~3.d以上的要求,而且普遍存在着出料难和破壳难的技术问题。     

基于测压资料的井筒液面位置快速确定方法

气藏在开发过程中,随着气体产出,地层压力会不断下降,气井产能也会逐渐降低。当气井产量降低到某一值时,气体将不能够将液体从井筒中带出,导致液体在井筒中累积,造成积液,积液的存在会改变气井井筒压力梯度分布。本文提供了一种利用测压资料快速求取判断液面位置的方法 ,通过确定测压资料中的压力梯度突变点,利用突变点前后气液混合段和纯液段压力梯度以及纯气段末端测点深度和纯液段起始测点深度,便可快速计算出井筒中的液面深度。现场应用20口井,统计表明该方法与实测结果平均误差仅为1.33%,可为准确计算井筒积液量,确定泡排、气举等工艺参数选择提供依据,达到高效、长效开发气田的目的 。     

阿姆河右岸B-P气田群综合治水关键技术

土库曼斯坦阿姆河右岸B-P气田群地质条件复杂、气水关系复杂、产量高,气水矛盾日益凸显,直接影响气田稳产和安全生产。针对该气田群的非整装特性,为解决气井出水问题,开展出水机理和治水相关研究,制定了适用于气田群的控、找、堵、排综合治水技术对策,同时形成了适用于单井的"一井一策"治水指导原则和与单井治水配套的控、找、堵、排单项工艺技术及工艺技术组合。目前治水已初见成效,通过理论计算和工艺优化,将XX-204D井配产由30×104m~3/d进一步降至20×104m~3/d,成功实现无水稳产试采70d;给出了适用于该气田群大斜度开发井的连续油管+Flow Scanner测井仪器的找水工艺,并根据大斜度井在趾端、中段、跟端不同出水位置给出了适用的堵水工艺,对于探井转开发井的直井底水上窜,则直接封堵出水层位;根据B-P气田群气井水产量的不同给出了单井排水采气方案。通过上述研究与工艺方案的实施,形成了适用于阿姆河B-P气田群的综合治水关键技术。