非水相泡排劑在榆林南區試驗及效果分析

張玉華，王 磊，劉 鵬，趙文軍，宋淵娟，李 丹

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710200）

榆林南區氣層以山2為主，其次為下古氣層。榆林南區儲層物性變化大，非均質性強，依據榆林氣田氣井地質儲層特征，結合氣井生產動態特征和氣井排水采氣工藝措施，將榆林南區172口氣井分為三類、八小類。Ⅰ類氣井38 氣井，該類井多處于主砂體帶上，儲層物性好，產能高，生產中無需采取任何工藝措施；Ⅱ類氣井75口氣井，分為ⅡA、ⅡB、ⅡC三小類，其中ⅡA氣井儲層物性較好，具備提產能力，一般采取合理工作制度能穩定生產；ⅡB、ⅡC和Ⅲ氣井受氣井能量和儲層物性的制約，氣井產能不足，配產較低，導致氣井產氣量遠遠小于臨界攜液流量，氣井存在嚴重積液現象，生產時油套壓差大，影響氣井正常生產。

1 水體分布特征及產水概況

1.1 水體分布特征

榆林南區自2003年開始，通過近10年大規模、滾動式開發，氣區產液逐年增加，水體分布明顯。通過氣田綜合地質研究以及氣井儲層物性、試氣、生產動態、水質監測等資料綜合分析表明，分析認為榆林南區陜209 井區上古氣藏存在富水區。陜209 富水區面積88.9 km2，地質儲量87.8×108m3，估算水體的地下體積為2.416×108m3。近些年，通過建立水體觀察井、控水采氣以及分線開采的措施，各線井區氣井控水效果良好，目前未再發現出水現象。

1.2 氣田產水概況

1.2.1 水質特征分析 通過2012 全年對榆林南區水質分析（除富水區氣井外），榆林南區氣田Cl-含量在8.21～143000 mg/L，平均5059.13 mg/L，礦化度在179.52～210111.16 mg/L，平均9204.48 mg/L，水型為CaCl2型（見表1）。

從表1 中可以看出，榆林南區部分氣井礦化度偏高，最高可達210111.16 mg/L。除此之外，通過水質分析，部分氣井水樣凝析油含量較高，以及榆林南區注醇工藝影響，氣井產水中甲醇含量高?？傮w上，榆林南區氣田產水呈高礦化度、高凝析油及高甲醇含量“三高”特點。

1.2.2 富水區產水概況 2012 全年富水區氣井氯根監測401 井次，礦化度監測109 井次，水質分析結果表明，Cl-含量均在16.32～114483.12 mg/L，平均8817.44 mg/L，總礦化度在174.36～185118.04 mg/L，平均為15393.43 mg/L，均在正常范圍內。從富水區歷年水氣比變化圖（見圖1）可以看出，控水效果明顯。

1.3 泡沫排水采氣現狀

榆林南區自2002年開始，開展泡沫排水采氣試驗和優化研究。主要開展了藥劑選型、加注工藝、加注制度、加注參數工藝等研究，通過持續完善，從最初單一泡排劑發展為多種、針對不同類型氣井的多樣性泡排劑，泡排有效率逐年提升，目前能夠推廣應用（見表2）。

總結榆林南區近些年泡沫排水采氣工藝效果，UT-6、UT-11B、UT-17 型三種泡排劑主要針對高礦化度、高甲醇含量、少量凝析油含量的氣井產水。對于凝析油含量高的產水氣井，泡排效果不明顯。

本文針對榆林南區產水氣井凝析油含量大，造成井筒集液嚴重，開發出一種高抗凝析油的起泡劑，優化工藝參數，開展現場試驗，排除井筒積液，提產凝析氣井產能，對氣田后期開采具有重要意義。

表1 榆林氣田2012年水質全分析結果統計表

圖1 富水區歷年水氣比變化圖

表2 榆林南區歷年泡沫排水采氣實施情況

2 非水相泡排劑室內實驗效果評價

2.1 實驗方法

2.1.1 水質分析 根據SY/T5523-2000《油氣田水分析方法》、SY/T5329-94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》標準推薦方法中規定的方法，結合榆林南區實際水質確定了一套適合該氣田水質的檢測方法，分別對不同井區等采出水做水質分析。包括離子分析、凝析油含量分析，甲醇含量采用氣相色譜分析。

2.1.2 含凝析油水相發泡 非水相泡排藥劑（十二烷基苯磺酸鈉、GC-1（復配藥劑）、十六烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基氯化銨等多種表面活性劑）在油水比9:1、8:2、5:5、2:8、1:9 溶液中，采用高速攪拌發泡，轉速控制在6000～8000 r/min，進行性能評價。

（1）發泡能力測試：復配藥劑攪拌結束后，用量筒量取泡沫體積即為發泡能力（mL）。

（2）泡沫穩定性測試：將制備好的泡沫導入自制泡沫測量儀中，用電子秒表計時，記錄泡沫儀液面上升隨時間的變化值，并換算成體積量。當排液量為50 mL 時即為半衰期t1/2。

（3）攜液能力測試：動態泡沫帶水法是用于測定起泡劑溶液在氣體攪動下，產生泡沫的能力和泡沫含水量，本試驗采用的動態帶水儀為自制。利用該裝置評價起泡劑時，將250 mL 試樣溶液加入玻璃管底，然后將空氣以5 L/min的流速從管底注入，當泡沫到達上部出口時開始計時，測量3 min 后泡沫帶出的液體體積。

2.2 非水相泡排劑性能評價

2.2.1 凝析油與水不同比例的發泡性能 非水相泡排藥劑（十二烷基苯磺酸鈉、GC-1（復配藥劑）、十六烷基三甲基溴化銨和十六烷基三甲基氯化銨等多種表面活性劑）在油水比9:1、8:2、5:5、2:8、1:9 溶液中，采用高速攪拌發泡，轉速控制在8000 r/min，進行發泡量、半衰期性能評價。

表3 轉速8000 r/min下0.5%濃度非水相藥劑不同油水比下發泡情況

表4 轉速8000 r/min下1%濃度非水相藥劑不同油水比下發泡情況

表5 轉速8000 r/min 下4%濃度非水相藥劑不同油水比下發泡情況

從表3、表4、表5 中數據可以看出：（1）非水相泡排藥劑中發泡效果和穩定效果明顯；（2）非水相泡排藥劑制得的泡沫的半衰期和發泡量隨濃度增大而增大。（3）非水相泡排藥劑的發泡量隨著油水比減小而增大，當油水比為5:5 時，非水相泡排藥劑發泡量最佳。

2.2.2 礦化度、甲醇與非水相泡排劑配伍性實驗 根據榆林南區氣田水質特征、地層溫度、甲醇含量等氣井特點，對非水相泡沫劑進行室內攜液能力測試，分析不同因素（礦化度、甲醇含量）對新型泡排劑的影響程度。通過礦化度、甲醇與非水相泡排劑配伍性實驗，從表6、表7 中數據可以看出：隨著礦化度逐漸升高，非水相泡排劑攜液量略有下降趨勢，但影響不大；高甲醇含量對非水相泡排劑攜液量有影響，但非水相泡排劑攜液量依舊能達到泡排要求。

表6 不同礦化度對泡排劑的影響

表7 不同甲醇含量對泡排劑的影響

2.2.3 非水相泡排劑在氣田水樣中試驗 結合榆林南區氣井生產特征，氣田產水特征“三高”高凝析油、高礦化度、高甲醇含量特點，通過選取氣田氣井水樣分析，模擬凝析油、礦化度、甲醇含量同時存在的情況下，非水相泡排劑進行室內攜液能力測試，測試結果（見表8）。

從表8 中可以看出：非水相泡排劑在高凝析油、高礦化度、高甲醇含量氣井水樣中有很好發泡能力和攜液能力，能夠適用于榆林南區“三高”氣井。

3 現場試驗及效果分析

3.1 泡排井選擇

泡沫排水采氣技術適用于弱噴及間噴產水井的排水，對于水淹井、水氣比很高且地層壓力又較低的井不宜采用。榆林南區近10年開發，目前需要采取泡排措施低產氣（小于1.5×104m3/d）井較多，約占總井數58%，屬于ⅡC和Ⅲ氣井。受氣井能量和儲層物性的制約，氣井產能不足，配產較低，導致氣井產氣量遠遠小于臨界攜液流量，氣井存在嚴重積液現象，生產時油套壓差大，影響氣井正常生產。

結合泡沫排水采氣技術適用條件及實際現場工作經驗，分別選取3口凝析油含量為30%、40%、50%的典型低產氣井進行現場試驗。同時采取3口氣井水樣，進行室內水質特征化驗分析（見表9）。

表8 凝析油、礦化度、甲醇同時存在對泡排劑的影響

表9 3口氣井水質特征分析結果表

3.2 現場試驗分析

3.2.1 榆43-X 井 榆43-X 井生產層位盒8+山2，無阻流量10.1173×104m3/d，配產1.5×104m3/d。水樣化驗分析凝析油含量30%。開井生產，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產水量0.3～1.1 m3，產水較少，10月下旬油套壓差為3.6 MPa，存在積液現象。該井2012年10月26～11月17日進行間斷性連續泡沫排水，采用非水相泡排劑，試驗前油套壓差為3.6 MPa，泡排后油套壓差1.2 MPa，與試驗前相比，油套壓差減小了2.4 MPa，并延長氣井開井時間，生產平穩。

表10 榆43-X 井泡排試驗數據表

3.2.2 榆30-X 井 榆30-X 井生產層位馬五13+馬五12+山2，無阻流量3.5459×104m3/d，配產1.0×104m3/d。水樣化驗分析凝析油含量40%。開井生產過程中，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產水量0.3～1.0 m3，產水較少，5月下旬油套壓差持續較大，判斷井筒存在積液現象。

表11 榆30-X 井泡排試驗數據表

該井于2012年6月3～6月26日進行間斷性連續泡沫排水，采用非水相泡排劑泡排后（見表11），油套壓差較小，產液量增多，氣井生產平穩，效果明顯。

3.2.3 榆28-X 井 榆28-X 井生產層位馬五13+盒8，無阻流量11.098×104m3/d，配產0.5×104m3/d。水樣化驗分析凝析油含量50%。該井屬于典型小產量氣井，開井生產后，油套壓下降較快，油套壓差逐漸增大，日產水量0.3～0.8 m3，產水較少，10月上旬油套壓差持續較大，判斷井筒存在積液現象。

該井于2012年10月21～11月22日進行間斷性連續泡沫排水，采用非水相泡排劑泡排后（見表12），油套壓差較小明顯，產液量增多，氣井生產平穩，效果明顯。

表12 榆30-X 井泡排試驗數據表

3.3 應用效果評價

（1）現場試驗表明非水相泡排劑在具有一定產能、攜液能力較差低產氣井上的應用，有明顯的效果，能夠有效降低氣井生產油套壓差，排除井筒積液，確保氣井生產平穩，延長氣井生產時間，適用于榆林南區低產積液氣井排水采氣的泡排劑。

（2）非水相泡排劑是一種抗高凝析油含量的泡排劑，選取的3口不同凝析油含量氣井，現場試驗井排水效果明顯，解決了凝析油含量高的積液氣井排水采氣工藝瓶頸問題。

4 結論及建議

（1）室內試驗評價和現場試驗表明：非水相泡排劑具有抗甲醇、礦化度、高凝析油能力的泡排劑，在具有一定產能、攜液能力較差低產氣井上的應用，有明顯的效果，能夠有效降低氣井生產油套壓差，排除井筒積液，確保氣井生產平穩，延長氣井生產時間，適用于榆林南區凝析油含量較高的低產積液氣井排水采氣泡排劑。

（2）對于凝析油含量在60%以上的積液氣井，泡排前建議先加注些清水稀釋，降低凝析油比例后，加注非水相泡排劑進行泡排效果更佳。

（3）冬季泡排時產液量過大會導致地面管線液堵，根據現場試驗情況分析，泡排應在油套壓差較小時及時進行。

［1］張書平，等.低壓低產氣井排水采氣工藝技術［J］.天然氣工業，2005，25（4）：106-109.

［2］彭年穗.氣井泡沫排水中起泡劑的評價方法［J］.石油與天然氣化工，1980，18（1）：27-33.

［3］尹忠，陳馥，梁發書，等.泡沫評價及發泡劑復配的實驗研究［J］.西南石油學院學報，2004，26（4）：56-58.

［4］廖東，等.抗凝析油泡排劑HY-4的合成與泡沫性能［J］.天然氣工業，2007，27（11）：85-87.