樂東22-1氣田海上氣井控水增產探索與實踐

華金林 毛煉

摘要：隨著海上氣田氣井生產時間的增加，氣井出水是氣田面臨的一個比較嚴峻的問題。嚴重出水影響氣井的穩定生產，使得氣井的產量急劇下降，甚至導致氣井水淹，大大減少采收率。由于堵水采氣和排水采氣對于海上氣田來說作業成本極高，因此研究控水措施對于延長海上氣田出水井生產周期具有十分重要的意義。

關鍵詞：控水;水淹;微正流量;攜液;清噴

1 項目背景

樂東22-1氣田A9H井于2009年8月投產，開采層位為L2I下、L2Ⅱ下、L2Ⅲ上氣組。2016年10月樂東22-1氣田A9H井產水量“爬梯式”上漲，井口壓力下降趨勢明顯，且有較大幅度波動，截止2017年3月，水氣比由0.01方/萬方上升至2.95方/萬方，產水及水氣比持續上升，面臨水淹停噴風險[1]。

2?A9H井出水原因分析

A9H井是中層系一口合采水平井，合采L2I下、L2Ⅱ下、L2Ⅲ上氣組，其中L2Ⅲ上氣組是主要開發層段。

2.1?L2I下氣組出水可能性分析

L2I下氣組物性中等，探井6井試井滲透率15mD，無阻流量12萬方/天，A9H井劈分日產氣約6萬方/天。L2I下氣組多口井鉆遇水層，其中探井3、7井鉆遇水層，探井2、6井及開發井A1、A2、A7井3口井的底部鉆遇水層，A9H井距離內邊界632m。結合測井解釋分析，A9H井底部高滲層和南邊鉆遇水層是同一套砂，存在高滲層溝通外部大水體導致該井見水的可能。綜合物性、產氣能力、氣水分布，A9H井在L2I下氣組出水的可能性較大。

2.2?L2Ⅱ下氣組出水可能性分析

L2Ⅱ下氣組屬低阻氣層，物性較差，試井滲透率2mD～11mD，有效厚度0.6m～6m，平面非均質性強;探井3井無阻流量0.5萬方/天，A9H井類比無阻流量約6萬方/天，劈分日產氣約2萬方/天，A9H井距離氣水界面約1.6km。綜合物性、產氣能力、氣水分布，A9H井L2Ⅱ下氣組出水的可能性較小。

2.3?L2Ⅲ上氣組出水可能性分析

L2Ⅲ上氣組為一套高阻氣層，整體物性較好，孔隙度26.3%，試井滲透率60mD-683mD，生產井無阻流量51萬方/天-218萬方/天，A9H井劈分日產氣約20萬方/天。A9H井位于氣藏高部位，距離內邊界約2.3km，該氣藏距離內邊界最近是底部位的A12H井。L2Ⅲ上氣組儲層能量較充足，水體倍數為35倍左右。預測A9H井在L2Ⅲ上氣組見水時間為2019年1月，A12H井為2017年10月。綜合物性、氣水分布和數模預測，L2Ⅲ上氣組最早出水的生產井應為低部位的A12H井，A9H井在該氣組最早見水的可能性不大。

結合見水原因分析結果，油藏認為L2I下氣組出水的可能性較大，L2Ⅱ下氣組出水的可能性較小，L2Ⅲ上氣組最早見水的可能性不大。若L2I下氣組見水，預測A9H井2017年10月水淹關停。

由于A9H井下管柱有泵開式剪切球座，內徑1.25in，測井儀器無法通過，無法進行常規控水作業，需動管柱，但平臺無修井機，僅能進行連續油管和鋼絲作業，因此必須動用鉆井船進行動管柱作業，作業成本極高，且在修井后對產能影響較大。A9H井多層合采，各小層的壓力、產能均不清楚，存在最大出水層位即是主力氣層的風險，產水上升快，存在水淹關停時間早于預期的風險。

總體來說該井實施找水/控水的工藝措施難度較大，工程和儲層保護風險較高，如何對該井實施有效控水以達到延長生產周期的目的，成為工藝人員亟待解決的問題。

3?創新方案

為攜帶出A9H井筒內的液體，需要提高氣量防止水淹。但過度開大油嘴，氣井產能下降過快加速水淹，因此需要找到平衡點，確定氣井合理的工作制度。

3.1?“微正流量”生產模式挖潛能

當氣井出現水侵以后，如不能持續將水攜帶出井筒，將會引起氣井生產的不穩定，造成井筒積液對儲氣層產生很大的回壓，并最終導致氣井水淹而過早停噴，嚴重影響氣井采收率，且氣井出水將使得油管內由氣相單相流動轉變為氣液兩相流動，導致井筒舉升矛盾加劇，油管內流動壓力損失變大[2]。由此可見，在氣井轉入帶水生產階段時，需適當增加生產壓差，提高氣量持續地將地層水攜帶出井筒。但是如果氣量過大將進一步加劇底水錐進，造成地層水對產層的污染，使壓力和產量迅速并大幅度下降。此外，大氣量生產還有可能引起井底坍塌，造成滲透層和油管的堵塞，加劇氣井生產情況的惡化。因此在氣田出水時，應將氣井氣量控制在微正流量（略大于最小攜液流量），出水氣井采取微正流量生產下既能持續不斷得將水攜帶出井筒又不會加劇出水。通過對Turner最小攜液模型[3]的優化，可以推導出最小攜液流速和最小攜液流量公式，即：

根據上述公式可以看出微正流量不是一個恒定不變的值，而是一個隨著氣井的不斷生產和工況的變化而實時改變的值，其中井底流壓是對最小攜液流量影響最大的參數。因此在實際生產時，用井底流壓來表征微正流量是比較實用的，在一定的工作制度下，如果井底流壓呈上升趨勢，則說明井底積液增加了，此時流量小于最小攜液流量，不滿足微正流量生產，應開大油嘴減小井口壓力，提升產量。據此氣田操作人員首先進行了氣井最低流量的攜液能力測試，經過測試A9H井的流量低于15萬方/天的情況下，氣井的攜液能力不能滿足生產需求，將會導致井筒積液。隨后將該井的生產數據代入公式2中計算得到最小攜液流量為15.5萬方每天，與現場實測值15萬方每天十分接近。根據這一情況，見水初期氣田決定將A9H井的產量控制在約16萬方/天，基本該井實現壓力、溫度、產量穩定。在滿足最小攜液量條件下，通過調整氣井生產參數，充分利用下層產氣，上層產水的自噴排水能力，減緩氣藏水錐速度，保證氣井攜液速度與氣藏水錐速度之間的動態平衡，采用微正流量生產至今，A9H井出水得到有效治理。

3.2?優化選井邏輯，實現選擇性關井

出水井產液大幅增加之后，已經不具備長時間的關井條件，因氣井出水具有不可逆性，一旦長時間關井，會造成井筒積液，大量積液產生的巨大阻力，造成開井困難，甚至水淹停噴，因此出水井生產時一定要采取措施避免意外關井。

根據樂東22-1氣田邏輯設計，壓縮機故障停機后相應工藝流程前端的生產井會自動關閉，造成出水井回壓突然升高。為保證A9H井持續穩定生產，減少井筒壓力激動，由樂東22-1氣田黨支部牽頭，開展頭腦風暴，梳理排查可能引發A9H井意外關停的各種因素，經反復分析論證，在生產安全兩相顧的前提條件下，創造性的提出了優化壓縮機選井邏輯，改變以往壓縮機停機“一刀切”的關井模式，細化關井選項，由控制室操作工根據工況“選擇性”關井，避免了A9H井在壓縮機故障停機時關井，同時將A9H井物流通過生產分離器出口壓力調節閥放空，保證該井流體在井筒內持續穩定流動，消除了井筒積液風險。

3.3 優化大修方案，實現“停產不停井”

為了進行設備維護改造，氣田每年要進行大型維修，基于安全性考慮，傳統做法是關閉所有生產井開展“停產檢修”，但在氣井大量見水后這種“停產檢修”的模式已經不能適應生產需要。為避免A9H井水淹停噴，氣田將檢修內容分為放空系統和非放空系統兩類，將具體作業內容及隔離方案進行優化，把放空系統檢修轉移到正常生產期間開展，非放空系統檢修時則將A9H井導入放空流程進行連續放空清噴，清除井筒積液，既保證了大修作業安全，又保證了井內流體的持續流動，連續兩年實現了大修“停產不停井”。

3.4 加密動態監測，完善清噴方案

針對A9H井出水量急劇增加的嚴峻形勢，氣田增加了產能測試頻率，定期對壓力、溫度、產氣、產液及水樣氯離子等數據進行統計分析，提前預判生產風險，同時考慮避臺期間生產關停的影響，編制了應急清噴方案，明確了A9H井清噴實施條件、清噴實施風險點及安全操作注意事項，累積實施緊急清噴3次，成功將A9H井搶救回來并維持良好的生產工況，為氣田的穩產增效提供了堅實的基礎。

4應用推廣及效益情況

4.1 項目效益

針對A9H氣井實施找水/控水工藝措施難度大、工程和儲層保護風險較高、產水量“爬梯式”上漲的特點，決定繞開常規的排水采氣方法，在氣量大于臨界攜液量的“微正流量”模式下，實時調整A9H井油嘴開度，持續監控壓力、溫度變化趨勢，同時采取大修“停產不停井”、優化選井邏輯、制定應急清噴方案等措施，成為延長該井生產周期的重要手段。2017年以來，生產人員不斷完善優化“微正流量”為主的綜合控水采氣技術，實現A9H井平穩生產至今，增產天然氣約1億方，有效推進了氣田高質量發展。

4.2應用推廣

隨著開采時間的增加和開發程度的加深，氣田必將面臨一個較嚴峻的問題，即含水氣井不斷增加。這將嚴重地威脅氣井生產的穩定，使產氣量急劇下降，其結果將使氣井被水淹而造成停產，大大降低氣井采收率。樂東22-1氣田投產已逾十年，各氣井產水量均存在不同程度的上漲，A5H、A20H同時也存在產水量大、產水上升速度快的現象。通過應用“微正流量”為主的綜合控水采氣技術，并根據每口氣井的生產工藝參數進行優化，A5H、A20H井的產水上升速度得到明顯遏制，產氣量維持微弱自然衰減趨勢，有效延長了出水井的生產周期。

該技術轉化程度較高，應用范圍廣泛，尤其對于實施找水/控水工藝措施難度大的氣井提供了一種延長生產周期的解決思路，并已在多口出水井的生產管理上推廣應用，取得了良好的經濟效益，具有較高的推廣性和可操作性。

參考文獻：

[1] 王寶華，熊慶粉，鄭展，何玲玲.淺析氣井井筒積液及處理方法[J].中國科技期刊數據庫，2018，（01）：197-198

[2] 金光智.崖城13-1氣田水淹氣井的特征及復產方法[J].天然氣技術與經濟，2013，7（5）：34-36

[3] 常渭濤，高飛.臨界攜液模型在蘇里格氣田的適應性分析[J].遼寧化工，2013，（8）：960-963