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【摘要】胜利油田气层气生产主要在冬季起调峰供气作用,多数气井采取“冬开夏关”的间歇开采方式。虽然间歇开采有助于地层能量的恢复,重新开井后可在一定程度上提高气井的产量。但对部分积液较严重的气井而言,间歇开采可能造成开井后产量下降甚至躺井的可能。分析认为间歇气井关井后地层流体的重新分布是造成气井减产、停产的主要因素,从生产管理角度对解决和避免此类问题的实用操作方法进行探讨与研究。
【关键词】间歇开采 流体 压力
胜利油气区气层气开采主要在冬季起调峰作用,多数气井采用间歇式开采方式。常规气井开采一段时间后会在近井地带形成压降漏斗,在地层能量供应不足的情况下,间歇生产有助于近井地层能量得到补充,重新开井后可在一定程度上提高气井的产量。
据统计,自1998年胜利油田气井实施大面积压产关井以来,共有46口气井因长期关井而减、停产,累计影响产能18.4×104m3/ d。因此,分析间歇生产可能造成的气井减产、停产原因,有助于采取相应预防措施避免或者减少此类问题的发生。
1 间歇井关井前后压力变化及流体分布情况分析
1.1 关井前状况
间歇气井中产水气井占有较大比例,多表现为气井带水生产,井筒含液量不断增加。随着井底回压不断升高,地层生产压差减小,气井产量持续下降,气井在没有采用相应的排液措施即关井压产。同时,由于井筒积液的存在,近井地带一定范围内含水饱和度较高,地层水占据气相渗流通道,导致气相渗透率下降。1.2 关井后状况
积液气井关井后,井筒内液相回落,在井底会形成一定高度的液柱。由于关井后井筒与地层之间并不能在瞬间就达到平衡,在特定情况下会产生积液倒灌的现象。倒灌现象主要由井筒积液带来阶段性的井底流压高于近井地层压力所引起。气井生产一段时间后,会在地层近井地带形成的压降漏斗。在关井时,由于存在井筒续流效应,地面产量立即由q0变为0,但在井底,仍有地层流体包括水和气从地层流入井筒,从而使井筒压力逐渐增加,直到与近井的地层压力达到平衡,此时,井底产量变为0,实现关井。如图1所示。
此后井筒内的气液两相由于重力分离作用,气体上升在井筒顶部聚集,积液滑脱后聚集于井底。由于液体的相对不可压缩和气体在封闭系统中无法膨胀的特点,引起井筒内的压力的增加,如图2中的A点所示。井筒中气相的压力加上积液带来的附压,此时的井底压力很可能在高于恢复后的近井地层压力,增加的压力可通过地层释放出来,即积液在井筒和地层压差下开始倒灌地层,最终在井筒和临近地层之间达到平衡,如图2中B点所示。
图2 气液气井压力恢复曲线
由于胜利油田浅层气藏渗透率较高,井底压力和地层压力恢复到平衡状态需要的时间很短,但在随后的关井状态下,井筒内的积液可能在近井地层中凹向气相的弯液面毛管压力的作用下产生反渗吸,加重水锁效应。
对于水、砂同出气井而言,其近井地层和防砂管之间在一定范围内会形成污染带,地层中的粉细砂及泥质在高含水饱和度条件下成为非牛顿流体,也可封隔气藏的剩余气。
2 间歇气井压力分析
2.1 近井地层水锁存在驱替压力
地层近井地带高含水饱和度形成水为连续相、气为分散相。多孔介质中气液两相因界面张力形成的毛细管阻力和贾敏效应(小气泡堵塞孔隙)带来的叠加效果对气井启动影响很大,开井后气层突破水锁带是气驱水的排驱过程,只有当驱动压力大于毛管阻力(门槛压力)时,气体才能驱动水向前运移。地层污染半径越大,启动阈压值越高。
2.2 高含水近井地带渗流压力梯度高
在近井含水饱和度较高时,水相超过了束缚水饱和度,虽然在压差作用下具有流动性,但相比纯气相,粘度不同及两相流形成的渗流压力梯度大幅提高。水侵会占据气体流动通道,引起储层渗透率降低,气相的流动阻力明显增大,在极端情况下可能会使储层有效渗透率降为0,使得流体无法流动。
2.3 水砂复合伤害
出砂和水锁复合伤害比单一伤害严重的多,近井地带见水加剧了地层出砂,地层渗透率在出砂和水的复合作用下迅速降低。严重的水砂复合影响可使气相绝对渗透率降低至伤害发生前原始地层渗透率的20%以下,对气井产能造成更为严重的影响。
2.4 井筒积液附加压力
由于井筒积液带来的附加压力,在开井时减小了地层的生产压差,导致携液能力下降,使附加压力进一步增加。
3 避免和解决间歇气井停产方法
3.1 关井前主动排液
气井关井前,了解井筒积液状况,对积液严重的气井采取主动排液措施,避免出现关井后的井筒积液倒灌。
3.2 改变常规关井操作方法
对积液量较少的井采用逐渐减小生产阀开度的方式缓慢关闭气井,以使井筒与近井地带压力逐步恢复到平衡状态。
3.3 合理控制开井诱喷过程
利用井筒有限储容气量提高发泡效果,维持连续排液是泡排诱喷的一个关键。实际操作中,放喷气量应先大后小,以初始的大气量使井筒产生较大扰动,利于发泡剂与积液充分混合,以后续的小气量使井筒保持良好的泡沫流态,提高诱喷排液量和效果(必要时可采取多次短时开关井反复激动)。
4 认识
胜利油气区浅层气藏由于出水情况较为普遍,连续生产有利于地层产出水的连续排出,同时也可以降低因气水两相在井筒周围的二次分布导致的储层劣化程度。但现阶段在没有大的产能接替情况下,气层气生产只能采用间歇生产方式以确保冬季供气的稳定。