小油管排液采氣技術(shù)在龍鳳山氣田的應(yīng)用

摘要：氣井投產(chǎn)時(shí)，選擇尺寸合適的油管對(duì)氣井穩(wěn)定生產(chǎn)具有至關(guān)重要的意義。龍鳳山氣田初期投產(chǎn)時(shí)，部分井采用壓裂管柱生產(chǎn)，生產(chǎn)一段時(shí)間后井底積液嚴(yán)重，最終導(dǎo)致井淹停產(chǎn)。本文基于國(guó)內(nèi)常用的氣井?dāng)y液臨界流量模型-李閩模型，計(jì)算了生產(chǎn)管柱的尺寸，分析了小油管技術(shù)在氣井排液采氣上的優(yōu)勢(shì)，并在龍鳳山氣田進(jìn)行了應(yīng)用，結(jié)果表明，小油管技術(shù)具有延長(zhǎng)氣井穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)間的作用。

關(guān)鍵詞：小油管；排液采氣；龍鳳山氣田

龍鳳山氣田位于長(zhǎng)嶺斷陷南部，主要含氣層段為營(yíng)城組Ⅲ砂組、Ⅳ砂組、Ⅵ砂組，氣藏埋深3200m。儲(chǔ)層孔隙度分布范圍5%～15.9%，平均8.7%，滲透率分布范圍0.01～7.07mD，平均0.56mD。屬于特低孔、特低滲儲(chǔ)層；氣藏壓力系數(shù)0.96～1.02，地溫梯度3.11～3.31℃/100m，屬于正常壓力溫度系統(tǒng)。根據(jù)氣藏流體特征分析，Ⅳ砂組和Ⅵ砂組氣藏類型為凝析氣藏，天然氣組分以甲烷為主，含量79.9%，CO2含量較少，不含H2S，天然氣相對(duì)密度0.7，平均地面原油密度0.7652-0.8282g/cm3。營(yíng)城組計(jì)算控制儲(chǔ)量天然氣107億方，凝析油363.9萬(wàn)噸[1]。

1.前期采氣工藝分析

龍鳳山氣田開(kāi)發(fā)初期，氣井產(chǎn)能較高，為了減少生產(chǎn)時(shí)的氣體摩擦阻力，油管直徑要盡量大。因此在初期氣井投產(chǎn)時(shí)，采用31/2壓裂管柱進(jìn)行投產(chǎn)。投產(chǎn)后，由于凝析氣田地露壓差小，僅為1.1.MPa，氣井投產(chǎn)初期壓力即低于露點(diǎn)壓力生產(chǎn)，因此凝析油析出，部分氣井由于管柱尺寸大無(wú)法將井底凝析油排出導(dǎo)致停產(chǎn)。

根據(jù)2017年底生產(chǎn)數(shù)據(jù)，龍鳳山氣田北201井區(qū)有5口井采用31/2管柱生產(chǎn)，根據(jù)李閩模型計(jì)算結(jié)果表明，5口井日產(chǎn)氣量均低于攜液臨界流量，井底判斷有積液。另外根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，該5口井均有不同程度的井底積液，且有3口井已停產(chǎn)。

根據(jù)前期生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，大直徑油管在龍鳳山氣田開(kāi)發(fā)上并不適用，需要投產(chǎn)時(shí)及時(shí)將壓裂管柱更換為小直徑油管，增大氣體的攜液能力。

2.小油管排液采氣技術(shù)優(yōu)勢(shì)

小油管排液采氣技術(shù)是通過(guò)調(diào)整氣井管柱直徑，提高氣液在油管中的過(guò)流速度，減少氣液的滑脫損失或摩阻損失，以充分利用氣自身能量來(lái)排液采氣。

目前采氣工藝技術(shù)上普遍的認(rèn)識(shí)是氣田開(kāi)發(fā)初期，氣井產(chǎn)能較高，為了減少摩擦阻力，油管直徑要盡量大。氣田開(kāi)發(fā)后期，氣井產(chǎn)能降低，為了提高流速，防止井底積液，根據(jù)氣井臨界攜液理論，油管內(nèi)徑越小，越能提高氣井?dāng)y液能力，延長(zhǎng)氣井穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間，因而采取更換成較小直徑管柱的方法以提高排液采氣效率。小油管排液采氣技術(shù)在氣田開(kāi)發(fā)中后期具有較強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值。

但針對(duì)龍鳳山氣田來(lái)說(shuō)，由于該氣田是凝析氣藏，且地露壓差小，氣井投產(chǎn)之初便有大量凝析油析出，因此，需要投產(chǎn)時(shí)及時(shí)更換為小油管生產(chǎn)。

3.龍鳳山氣田油管尺寸計(jì)算

目前，常用的預(yù)測(cè)直井的攜液臨界流量模型有Turner模型，李閩模型和王毅忠模型，目前國(guó)內(nèi)氣田應(yīng)用最廣泛的是李閩模型，故以下計(jì)算采用的是李閩模型。

李閩認(rèn)為液滴在高速氣流作用下會(huì)由圓球形變成一個(gè)橢球形，推導(dǎo)出攜液臨界流量計(jì)算模型。

臨界流速為：

（1）

相應(yīng)的攜液臨界流量：

（2）

式中， —?dú)饩R界流速，m/s； ， —液相、氣相密度，Kg/m3； —?dú)庖航缑鎻埩Γ琋/m； —?dú)饩當(dāng)y液臨界流量，m3/d； —油管橫截面積，m2； —壓力，MPa； —溫度，K； —?dú)怏w壓縮因子，無(wú)因次。

應(yīng)用以上公式計(jì)算計(jì)算龍鳳山氣田氣井?dāng)y液臨界流量如圖1：

開(kāi)發(fā)方案設(shè)計(jì)龍鳳山氣田氣井初期產(chǎn)能2萬(wàn)方/天，根據(jù)圖1不同直徑油管臨界攜液流量計(jì)算結(jié)果，為保證氣井穩(wěn)定攜液生產(chǎn)，宜選擇Φ60.3mm直徑管柱。

又根據(jù)PEOFFICE軟件中的ProdDesignforGas模塊計(jì)算龍鳳山氣田氣井摩阻損失，計(jì)算采取的參數(shù)如下：井深3200m，套管外徑139.7mm，天然氣相對(duì)密度0.7，井底溫度100℃，井底流壓28MPa，日產(chǎn)氣2萬(wàn)方/天。對(duì)不同管徑油管計(jì)算摩阻損失結(jié)果如下。Φ89mm管柱摩阻損失0.003MPa，Φ73mm管柱摩阻損失0.008MPa，Φ60.3mm管柱摩阻損失0.022MPa。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，龍鳳山氣田采用不同直徑管柱生產(chǎn)時(shí)，氣體摩阻損失都不是很大，因此綜合兩方面因素考慮，在投產(chǎn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)將管柱更換為Φ60.3mm直徑管柱生產(chǎn)。

4.小油管排液采氣技術(shù)在龍鳳山氣田的應(yīng)用

在取得以上認(rèn)識(shí)后，后期氣井投產(chǎn)時(shí)普遍采用了Φ60.3mm直徑油管，截止到2017年底，有9口井采用60.3mm管柱生產(chǎn)，有6口井產(chǎn)氣量高于臨界攜液流量，判斷井底未積液，3口井低于攜液臨界流量，判斷井底有積液。且根據(jù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告顯示，判斷結(jié)果都正確。由此可以看出，采用小直徑油管生產(chǎn)時(shí)，其攜液生產(chǎn)狀況明顯好于大直徑油管。對(duì)于已經(jīng)積液的氣井，應(yīng)采用抗凝析油系列泡排劑或在原油管中下入連續(xù)油管，增加氣體攜液能力，保持氣井穩(wěn)定生產(chǎn)。

5.結(jié)論

（1）對(duì)于龍鳳山凝析氣藏來(lái)說(shuō)，應(yīng)在投產(chǎn)初期即考慮采用小直徑油管生產(chǎn)，以增加氣體攜液能力；

（2）通過(guò)攜液臨界流量與氣體摩阻計(jì)算，龍鳳山氣田投產(chǎn)應(yīng)采用60.3mm直徑油管，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，效果優(yōu)于大直徑油管。

參考文獻(xiàn)

[1]李永剛，鐘高明.關(guān)于龍鳳山氣田凝析氣藏開(kāi)發(fā)方式探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2015，（12）：50-51.

作者簡(jiǎn)介：石延輝（1985—），男，山東德州人，工程師，2011年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣田開(kāi)發(fā)工程專業(yè)，現(xiàn)從事采油工藝研究工作。

（作者單位：中石化東北油氣分公司石油工程環(huán)保技術(shù)研究院）