蘇里格氣田調峰氣井管理措施優化研究

張小東，謝雅西，韓茈茈，李映宏，宋 平

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，陜西西安 710021；2.成都理工大學能源學院，四川成都 610059）

蘇里格氣田調峰氣井管理措施優化研究

張小東1，謝雅西2，韓茈茈1，李映宏1，宋 平1

（1.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，陜西西安 710021；2.成都理工大學能源學院，四川成都 610059）

進入冬季后，北方各地供暖天然氣隨之也進入高峰消耗期，蘇里格氣田作為主要供氣區，每年11月開始氣田就進入冬季高峰期的調峰生產，蘇里格屬于典型的超低滲氣田產能遞減較快，目前正處于穩產初期，冬季氣田產能和供氣需求存在一定的差值，需要大量的調峰氣井調高配產來進行保供，本文主要對調峰氣井的生產制度和調峰配產進行了分析并提出了優化措施。

調峰氣井；調峰配產；生產制度；措施優化

蘇里格氣田低滲、低壓、低豐度，大面積分布的巖性氣藏，孔隙度3%～15%，滲透率0.025×10-3μm2～15.6×10-3μm2，壓力系數平均0.87，儲量豐度約1.01× 108m3/km2。氣田地質情況復雜，主要表現為砂巖發育，但有效砂巖非均質性強，橫向變化大，厚度較薄，在垂向上分布也比較分散；試氣、試采過程中氣井產量低、地層壓力下降快，后期壓力恢復慢，反映單井控制儲量低。

T2區塊位于蘇里格氣田中區，屬于氣田較為典型的區塊，二疊系盒8段砂體發育較好，零星有下古奧陶系馬家溝組氣藏發育。截止目前，共投產集氣站5座，共計投產氣井372口，平均日產氣量286.374 7×104m3，平均單井產量為0.86×104m3/d。

1 氣田調峰生產運行的難點

1.1 生產與用氣的矛盾

上游氣田開發生產與市場用氣之間的諸多矛盾中，主要是氣田開發要求天然氣產量保持穩定，而市場用戶則要求保證不同情況下的氣量波動需求。不同的用戶要求氣量波動幅度不同，其中以民用及采暖用氣受氣溫變化影響大，特別是冬夏溫差懸殊用氣波動幅度最大。蘇里格氣田的目標市場全部位于我國北方，統計分析氣田歷年生產情況，有以下突出的特點:一是產量曲線波動明顯，冬季出現明顯的高峰；二是調峰期提產幅度大；三是調峰期的產量均在氣田合理生產能力之上運行。

1.2 調峰方式

世界上主流的調峰方式有:地下儲氣庫調峰、LNG調峰、用氣調峰、管道調峰等，由于上述調峰設施及相關機制還不完備，氣田調峰便成為長慶氣區保障冬季高峰期需求的主要方式之一[1]。

氣田調峰的實質是通過采用調整調峰井配產放大壓差生產等手段提高單井產量，實現總量增產保障供應，是一種打斷原有穩定生產規律的做法，不穩定生產大幅增加了對氣藏動態特征認識的難度，并在一定程度上影響氣田最終采收率。此外，因為不穩定生產需要適時調整開發方案、開采方式等，增加了工作量和工作難度。這在蘇里格氣田體現的更加明顯，因為氣田的特殊開發技術，井下節流技術限制了氣井隨時的配產調整，調峰井需要進行井口加熱爐生產，加大了調峰成本和現場安全生產管理難度。

如何優化調峰氣井的生產制度和調峰配產，降低調峰生產對氣田整體開發效果的影響，是調峰井管理的重點和難點。

2 調峰氣井生產制度優化研究

2.1 目前生產制度

T2區塊自2008年開始規模開發以來，歷年冬季均進行調峰生產，為保障調峰氣量調峰氣井選取產能好、壓力高、儲存滲透性較好的高產井，以高產水平井為主，平均合理配產在5.0×104m3/d。

生產制度主要是冬季保供期間以1.4～2.0倍合理配產加熱爐調峰生產，冬季保供結束后以合理配產投放井下節流器生產。

2.2 生產制度優化

通過對比分析調峰氣井在不同生產制度下的生產數據分析，確定合理的生產制度。

2.2.1 典型加熱爐調峰井分析 T2-6-1H井:該井于2011年12月7日投產，試氣無阻流量45×104m3/d。于2011/2012/2013/2014年連續4年冬季進行加熱爐調峰生產，期間實行冬開夏關的調峰井生產制度；目前，井口壓力8.04 MPa，日產2.32×104m3，累計產氣量5 897×104m3。

在“冬開夏關”這種調峰井輪休制度實施到位的情況下，該井連續4年以10×104m3/d加熱爐配產調峰，目前生產狀況良好，預測累計產氣量約7 506×104m3。

若T2-6-1H井不進行加熱爐調峰生產，按照7× 104m3/d的合理配產，直接節流器生產，預測累計產氣量約8 484×104m3。

若T2-6-1H井在2011年以10×104m3/d加熱爐調峰配產生產后不進行輪休關井恢復，而是直接下節流器后開井生產，預測累計產氣約4 967×104m3。且第二年冬季時日產氣量只有3.14×104m3，已再無調峰能力。

對比T2-6-1H井在合理配產不調峰、輪休調峰和不輪休調峰這三種制度下的生產預測曲線，可以看出輪休調峰制度下的累計產量遠大于不輪休調峰，比不調峰生產略差（見圖1）。

2.2.2 不同生產制度對比分析 對比T2-6-1H井三種不同生產制度下的生產預測結果（見表1），說明冬開夏關的加熱爐調峰井輪休制度，可以很大程度上減緩加熱爐調峰生產對氣井采收率和產能遞減產生的負影響。

表1 T2-6-1H井不同生產制度下的生產預測指標統計表

圖1 T2-6-1H井不同生產制度下的生產預測曲線

圖2 不同配產制度下調峰井的生產預測曲線

3 調峰配產優化研究

3.1 不同配產制度對比分析

由表統計作業二區歷年加熱爐調峰井，若不調峰其節流器生產合理配產為5×104m3/d。以此為合理配產，分別對1.2/1.4/1.6/1.8/2倍合理配產下的加熱爐調峰井不輪休制度下的生產曲線進行預測[2]（見圖2）。

3.2 配產制度優選

對比不同配產制度下的加熱爐調峰井預測數據（見表2），調峰配產越高、累計產量越低、三年末的日產越低；若考慮開發指標，三年內日均產量不低于合理配產的指標，那么加熱爐井的調峰配產應不大于1.6倍合理配產。

表2 不同調峰配產制度下的生產預測指標統計表

3.3 配產制度對氣井出砂的影響

氣田調峰氣井的產量都較高，通過計算氣井的臨界攜砂，對調峰配產進行限定[3]。

3.3.1 氣井出砂原因 壓裂工藝:返排速度大，裂縫寬度過大，導致支撐劑回流。

工作制度:配產過大，生產壓差過大，導致氣井大量出砂。

3.3.2 氣井出砂的危害 裂縫閉合、氣層砂埋、油管砂堵、地面管線積砂，影響氣井產量。地面、井下設備磨蝕，引起安全及環保問題。

3.3.3 氣井臨界攜砂流量的計算 （見表3）。

式中:QSC-臨界攜砂流量，104m3/d；Ut-靜止流體中砂粒沉降速度，m/s；Z-氣藏條件下氣體壓縮系數；A-油管截面積，m2；P-井底流壓，MPa；T-井底溫度，℃。

表3 不同粒徑下臨界攜砂流量計算結果表

3.3.4 典型加熱爐調峰井出砂情況分析 T平8-27井:T2區塊2014年冬季的一口加熱爐調峰井，供氣初期以8×104m3/d配產生產34 d未見出砂，隨后配產調整至10×104m3/d生產31 d也未見出砂，因供氣需求配產調整至12×104m3/d生產當天井口即見大量壓裂砂，出砂量約8 kg/d，見砂后隨即調低配產至10×104m3/d、8×104m3/d但仍然有出砂情況[4]。

通過不同配產制度下的預測數據及臨界攜砂流量的計算結果，蘇里格氣田調峰氣井的優化配產制度為不大于1.6倍合理配產且配產不應大于10×104m3/d。

4 結論及認識

（1）加熱爐調峰井有必要進行輪休關井恢復，且關井恢復周期長的氣井具備連續2年以上調峰能力。

（2）因為全年產量任務壓力重，無法實現加熱爐調峰井輪休制度時，必須控制調峰配產，應不大于1.6倍合理配產。

（3）考慮氣井出砂的影響，加熱爐井調峰配產應小于臨界攜砂流量，約為小于10×104m3/d。

（4）產水氣井在攜液生產時會消耗地層壓力，若還進行調峰生產將會使地層壓力消耗過快使儲層水鎖，所以加熱爐選井時應避開產水井。

［1］蔣方美，吳長春，李華.西氣東輸管道的短期調峰方案［J］.油氣儲運，2004，（9）:35-37.

［2］李豐，等.氣田調峰生產的多目標配產優化模型及其求解［J］.天然氣工業，2012，32（11）:51-53.

［3］沈孝風.輸氣干線管網瞬態模擬仿真與優化技術研究［D］.中國石油大學，2010.

［4］陸家亮.上游調峰對氣田開發的影響［J］.天然氣工業，2009，29（9）:64-66.

Study on optimization of management measures for gas wells in Sulige gasfield

ZHANG Xiaodong1，XIE Yaxi2，HAN Zizi1，LI Yinghong1，SONG Ping1
（1.Gas Production Plant 3 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710021，China；2.Energy College of Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

After entering the winter,the north around the heating gas also entered the peak consumption period.Sulige gasfield as the main gas supply in the area.Every year in November began to enter the winter peak load production field.Belongs to a typical low permeability gasfield in a comprehensive capacity decreasing rapidly.It is at the early stage of stable yield.Winter field capacity and gas supply demand has certain difference.Need a lot of peak shaving gas well to raise production to keep supply.In this paper,the gas well production system and the load distribution on peak production are analyzed and optimization measures are put forward.

peak shaving gas well；peak shaving proration；production system；measures to optimize

TE832.2

A

1673-5285（2017）04-0044-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.04.012

2017－03-21

張小東，男（1970-），寧夏銀川人，助理工程師，現在主要從事天然氣氣井管理工作。