致密油水平井泡沫油產生規律及控制方法研究

趙志強（大慶油田有限責任公司第九采油廠）

泡沫油現象最早在加拿大和委內瑞拉幾個稠油區塊被發現，在油藏的稠油溶解氣驅過程中，顯示出較高的產量和一次采收率，在這些油田收集的井口油樣呈現出一種油相連續的泡沫狀態，這些油樣就像巧克力奶油一樣，包含了大量的氣泡，而且這些氣泡非常穩定，在敞開的容器中可以保持幾個小時到幾十個小時，其中真正的原油不足油氣總體積的20%[1]。

A 區塊致密油水平井自2013 年投產，目前共有抽油機井10 口。下泵生產后，始終按照“高于飽和壓力”的標準進行流壓控制，但生產14 個月左右，部分井出現生產數據相矛盾問題。通過驗證證明了泡沫油的存在，為保證致密油高效開發，需要對泡沫油產生規律與界限，泡沫油產生后流壓控制方法開展研究[2]。

1 驗證存在泡沫油

為了證明井筒內存在泡沫油，通過現場取樣、測壓、洗井、調整防沖距等方法進行驗證。

對A-P116 井現場取樣，取出油樣為泡沫狀，脫氣后，體積僅余1/3。同時對A 區塊氣大、高液面、低泵效的其他5 口井進行了現場取樣，泵況正常，取樣均為泡沫狀。A 區塊5 口井取樣情況見表1。

以100 m 為步長，開展2 口井不同深度井筒壓力測試試驗，結果表明筒內混合液密度最大僅為0.48 g/cm3，遠小于計算密度。

表1 A 區塊5 口井取樣情況

以A-P116 井為例，洗井前憋泵45 min 壓力由0.6 MPa 上升到3.6 MPa，穩壓15 min，壓力不降。雖然起壓較慢，但管柱不漏。再進行洗井處理，量油情況表明，洗井后產量初期較高，后期下降，證明泵況正常，初期由于含水高，產量高，后期含水下降，泡沫油影響導致泵效下降。

通過以上取樣、壓力測試、洗井等手段綜合判斷，證明致密油水平井井筒中存在泡沫油。

2 泡沫油產生規律及界限

調研表明，天然能量開發的高飽和壓力、高氣油比的油藏，在開采過程中存在初期建產、快速遞減、減速遞減、緩慢遞減四個階段。通過分析A 區塊水平井產能遞減情況，認為該區塊已處于“彈性+溶解氣驅”的遞減階段。

通過統計分析A 區塊先期出現泡沫油7 口井的產量、遞減率、動液面、泵效等生產數據，總結得出泡沫油出現在“彈性+溶解氣驅”階段，月遞減率出現負值的判斷方法以A-P112 井為例生產曲線見圖1。

圖1 A-P112 井生產曲線

依據上述方法對A 區水平井生產數據進行分析，結合現場功圖、液面、測壓等數據，分析認為A 區4 口井出現泡沫油，生產情況見表2。

表2 A 區塊產生泡沫油時生產情況

3 泡沫油井流壓控制方法及效果

調研表明，泡沫油衰竭開發的完整過程分為3個階段：第一階段油藏壓力大于飽和壓力的單相流階段；第二階段油藏壓力處于泡點和擬泡點壓力之間的泡沫油流階段；第三階段油藏壓力低于擬泡點壓力的氣竄流階段。通過綜合分析A 區塊水平井各項生產參數，認為該區塊油井處于泡沫油流階段[3]。

在泡沫油流階段，當地層壓力下降至擬泡點壓力之前，為溶解氣驅階段，在溶解氣驅過程中，氣泡的生長有利于對油相的驅替，隨著流壓下降，分散氣泡逐漸發生合并形成連續氣相，由于大于原油流速從而發生氣竄，最終導致產量急劇下降。

為了提高水平井最終采出程度，泡沫油階段流壓控制方法應為控制生產參數，延遲到達擬泡點壓力時間，主要措施有兩方面：第一方面調小生產參數；第二方面間歇生產[4]。

1）2016 年制定了調小生產參數、換小泵等提高流壓，緩解氣影響措施，共調整11 井次。根據實測壓力折算井筒內混合液密度計算，調后初期平均流壓從調整前6.3 MPa 升至6.9 MPa，升高0.6 MPa。

從產量遞減看，調參后3 個月平均遞減率從19.5%降至9.9%，見到了較好調整效果。同時調小生產參數大幅度降低了抽油機能耗，統計調整前后，平均單井日耗電由135 kWh 下降到92 kWh，當年累積節電12.77×104kWh。

2）為了進一步摸索提高流壓與產量變化之間的關系，選擇下入直讀壓力計井A-P119 井進行關井恢復壓力試驗。關井29 天后，井底流壓從5.2 MPa 上升至9.6 MPa，日產液從11.7 t 升至39.0 t，經過84 天后，壓力與產量恢復至關井前水平，統計產量大于關井前的有效時間段內累積產液量1 356 t，較不關井的累積產液量1 059 t 增加297 t，同時增加產油223 t。統計關井29 天，累積節約抽油機能耗0.310 3×104kWh，創造了較好的經濟價值[5]。

4 結論與認識

1）通過統計分析泡沫油井產液、功圖、遞減率等生產數據，給出“彈性+溶解氣驅”階段，月遞減率出現負值時出現泡沫油的界限，為即將出現泡沫油井提前采取預防措施提供技術指導。

2）通過分析泡沫油井不同流壓下對應的產量、遞減率及泡沫油體積變化規律，給出了泡沫油井流壓控制方法。為延緩產量遞減，保證高效舉升提供技術指導。

3）調小參、換小泵、間抽關井等提高流壓措施，能夠緩解產量遞減，提高采出程度，大幅度降低了抽油機能耗，有利于致密油水平井高效開發。