川西凹陷須五非常規氣藏排采技術初探

袁 劍，黃萬書，張云善

（1.中石化西南油氣分公司川西采氣廠，四川德陽618000；2.中石化西南油氣分公司工程院，四川德陽618000）

川西凹陷須五非常規氣藏排采技術初探

袁 劍*1，黃萬書2，張云善1

（1.中石化西南油氣分公司川西采氣廠，四川德陽618000；2.中石化西南油氣分公司工程院，四川德陽618000）

與國外典型頁巖氣儲層特征對比，西南探區規模最大的頁巖氣川西凹陷須五非常規氣藏具有壓力更高、物性更差、脆性低、礦粘土含量更高、應力差異系數更大等特點，開發難度較國外更大。根據前期試采特征分析，氣藏普遍產水且單井產水量較大，因此優選排采工藝對提高頁巖氣開采水平有著重要的意義。通過分析目前常用排采工藝的優缺點，篩選出了三種采氣工藝并開展了現場試驗。研究表明：氣井能量較為充足時，速度管柱配合泡排工藝可實現須五氣井連續帶液和穩定生產；隨著產量壓力遞減，采用連續高壓氣舉排采工藝才能夠滿足須五水淹井排液需求。

須五；排采工藝；速度管柱；連續高壓氣舉

1 儲層概況

1.1 氣藏地質特點

西南探區頁巖油氣主要包括陸相（川西須五段、須三段；川中資陽須五、須三段；川北閬中侏羅系大二段、千二段）、海相（川南、川西南志留系龍馬溪組及寒武系九老洞組）兩個領域，集中表現出“分布廣泛、層位眾多、深淺不一、海陸兼有、資源巨大”的特征，其中川西凹陷須五段規模最大。

川西須五段氣藏埋深在3000m以上，地層厚度261～751.5m，含水飽和度均值34.6%，地壓梯度為0.0185～0.0190MPa/m，地溫梯度為2.13℃/100m，泥頁巖TOC為0.39%～16.33%，成熟度Ro為1.02～1.68，脆性礦物含量40%以上，粘土礦物以伊利石為主，局部見有一些微孔。孔隙度3.61%～5%，平均孔隙度4.26%，滲透率為0.0005～0.013md。

與國外典型頁巖氣藏儲層特征對比如表1所示，壓力更高、物性更差、脆性低、礦粘土含量更高、應力差異系數更大等，比國外開發難度更大。

表1 川西凹陷須五與國外典型頁巖氣藏儲層特征對比

1.2 氣藏試采特征

目前須五氣藏累計投產氣井17口，其中水平井2口，直井15口。試采過程中氣井產量、壓力遞減快，油壓由初期26.18MPa降至4.99MPa，月平均遞減10.08MPa，遞減率達69.7%，平均產氣量由2.57↘0.72× 104m3/d，月平均遞減0.39×104m3；氣藏普遍產水，單井產水量較大，水氣比高，5口井返排結束的氣井日均產水22m3/d，平均水氣比62.77m3/104m3；井筒壓降梯度大，流壓梯度平均為0.46MPa回壓高，導致氣藏采收率降低。

須五頁巖氣藏普遍產水，生產中后期隨著壓力和產量的下降，氣井攜液能力有限，排水采氣問題將成為制約氣藏穩定生產的重要因素，因此必須選擇經濟有效的排采工藝對高效開發具有非常重大的意義。

2 須五氣藏排采工藝優選

2.1 選擇原則

（1）采取控制生產壓差放噴排液方式，待井口壓力為零，放噴排液結束后，依據排采井的儲層特性、地層供液情況優選合適的排采工藝；

（2）排采工藝方式主要有電潛泵、氣舉、泡沫排水采氣、優選管柱（包括連續油管）、射流泵、機抽等方式。

2.2 工藝優選

目前國內外頁巖氣排水采氣工藝適應性情況如表2所示，根據各工藝應用條件，結合須五氣藏工況條件與生產特征，須五氣藏適應工藝泡排、連續油管、氣舉、電潛泵等。

表2 排水采氣該工藝適應性

3 現場試驗與效果分析

3.1 連續泡排現場試驗

開展泡排劑配伍性室內實驗情況如表3所示，結果表明：XH系列泡排劑具有更優的起泡性能，XHY-4具有較強的攜液性能；緩蝕泡排劑XHY-7性能僅次于XHY-4。對XH系列泡排劑藥劑濃度優選如圖1所示，藥劑最佳使用濃度為0.5%。

表3 不同泡排劑性能室內實驗

現場連續泡排施工5口井，措施后產氣量平均增加0.02×104m3/d，產水無明顯增加，但生產更加平穩；壓力遞減率降低5.1%，產量遞減率降低5.2%，產水量遞減降低6.83%。產能充足階段，泡排工藝有一定效果。

3.2 速度管柱現場試驗

XHF-2井須五段試氣層分6段進行了加砂壓裂測試，獲無阻流量為5.3995×104m3/d，產量和壓力遞減迅速。因此開展了速度管柱復合泡排排采工藝現場試驗，將?60.3（50.8）mm CT80的連續油管下入原有?193.7mm生產套管中作為新的生產管柱，實際下入深度3255m。施工后通過連續油管生產，油壓上升3.21MPa，日產氣量提高0.4961×104m3/d，日產液量增加9.29m3/d，施工前后生產對比曲線如圖2所示。

圖1 XH系列泡排劑藥劑濃度優選

圖2 XHF-2井速度管柱配合泡排排采工藝施工前后對比

速度管柱配合泡排工藝能提高排液能力，增產效果顯著，氣井壓力和產量遞減速率減緩，氣井能量較為充足時可實現須五氣井連續帶液和穩定生產。

3.3 高壓氣舉現場試驗

高壓氣舉工藝原理是將高壓天然氣向在環空或油管中注入，以天然氣的體積及其減壓后的膨脹體積占據井筒中的空間排替井內液體，達到快速排液的目的。川西凹陷須五非常規氣藏先后進行了鄰井高壓氣舉、車載壓縮機氣舉、CNG罐車高壓氣舉等現場試驗。

XHF-1井采用鄰井X301井高壓氣源進行氣舉，氣舉閥深度2010m，施工后排液效果較好，日產氣量提高0.32×104m3/d，日產液量有大幅增加，氣舉井施工前后生產情況對比如圖3所示，同時對舉升氣源井新301井壓力和產量影響不大。

圖3 氣舉井XHF-1措施前后生產情況對比

X3、X27、X28井水淹后實施車載壓縮機氣舉工藝，氣井均能復活，見效快但有效期短，平均只有10～20h。氣舉時，平均增產氣量0.54×104m3/d；經濟效益差，日虧損9000元左右。其中X27井排氣壓力7.5MPa，日注氣量（2.9～3.3）×104m3。氣舉期間日產氣0.45×104m3/d，累計產氣11.4×104m3；累計排液732m3。氣井僅能依靠連續氣舉維持生產，停止氣舉后氣井水淹。

CNG罐車最大排氣壓力25MPa條件下，環空注入氣舉適應條件為井筒液柱高度小于1700m，須五大多數氣井油套壓差普遍小于5MPa，滿足作業要求。該工藝對4口氣井實施8井次，但由于受到槽車容量、舉升壓降影響，槽車氣舉舉升時間平均僅19min，注氣量平均僅1600m3。排液維持時間平均僅3.3h。槽車氣舉后氣井產液量略有增加，僅X3井增加10m3；實施槽車氣舉后扣除注入氣量，日產量均下降0.09×104m3。

綜上所述，鄰井高壓氣舉工藝簡便經濟，但對環境要求高，選井條件苛刻；車載壓縮氣舉工藝基本可行，但間歇氣舉效果不佳，作業成本較高；槽車氣舉啟動壓力不足，舉升能力有限，維持時間短，經濟效益差，不適合須五排液。連續高壓氣舉能滿足須五水淹井排液需求，如整體增壓氣舉等。

4 結論與建議

（1）氣井能量較為充足時，速度管柱配合泡排工藝可實現須五氣井連續帶液和穩定生產，最大排水量不大于100m3/d，最大下入深度6248m，保證油套連通既可；

（2）隨著產量壓力遞減，采用連續高壓氣舉排采工藝才能夠滿足須五水淹井排液需求。

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TE37

B

1004-5716(2015)01-0059-04

2014-02-13

2014-02-14

袁劍（1982-），男（漢族），四川自貢人，工程師，現從事采油氣工藝方面的科研生產工作。