三級間歇試驗(yàn)及效果評價(jià)

孫鈺涵，雷國發(fā)，劉漢超，楊靖堯，李 文，邴 瑞，沈 陽，陳偉偉，李建成

（中國石油長慶油田分公司第五采氣廠，陜西西安 710018）

單井間歇是氣井全生命周期的必經(jīng)之路，由于地層滲流和井筒流動(dòng)為兩相流，地層水會(huì)逐漸增加氣體滲流阻力和井底壓力，造成井筒積液。

氣田東二區(qū)單井產(chǎn)量低、攜液能力差，氣井間歇生產(chǎn)生命期較其他區(qū)塊到達(dá)早且周期長，所轄內(nèi)生產(chǎn)井中積液井比例在2020 年末高達(dá)76.88%，年平均液氣比達(dá)到0.87 m3/104m3，尤其是靠近77-1 區(qū)塊單站液氣比最高達(dá)到4.31 m3/104m3。

為使積液井正常生產(chǎn)，東二區(qū)目前以單井泡排+間歇作為解決積液的常規(guī)手段，通過不斷重復(fù)、有規(guī)律的開關(guān)井，輔以加注表面活性劑，達(dá)到排水采氣的目的。

但在逐步摸索排液規(guī)律的過程中，發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重制約單井排液的因素。即單井措施后開井排液時(shí)，單井管線和集氣支線中的積液量限制了井筒排液，不同程度縮短了制度周期，增加了不必要的人工、物料、管理成本。因此在考慮單井管線和集氣支線中的積液的基礎(chǔ)上，提出了三級間歇理論[1-3]。

1 三級間歇概念

1.1 管網(wǎng)積液對井筒排液的制約性

目前東二區(qū)氣田以“間歇周期內(nèi)平均日產(chǎn)量最大的間歇制度是最優(yōu)”為增產(chǎn)氣量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以“措施制度后連續(xù)生產(chǎn)至壓力恢復(fù)速率拐點(diǎn)的時(shí)間最長”為控制壓力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合兩種評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)判斷有效率體現(xiàn)了以效益為核心的思路。

逐井評價(jià)發(fā)現(xiàn)，同一條集氣支線或單井管線上不同位置的同類單井開展措施后，差異較大。

主要原因是集輸管網(wǎng)復(fù)雜，流速受到管容、管壓、流體成分的影響，管網(wǎng)中均存在不同程度的積液。而積液量會(huì)降低集輸能力、升高末端井壓力，導(dǎo)致措施效果較差，井筒積液難以排出，連續(xù)生產(chǎn)時(shí)間短，形成惡性循環(huán)[4-7]。

1.2 三級間歇概念的提出

在全面提升基礎(chǔ)管理，全面提質(zhì)增效、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的思路下，提出從單井-干管-集氣站三級間歇體系的新思路，由點(diǎn)至面，從井筒至干管至集氣站，形成良性排液周期循環(huán)（見圖1）。

圖1 三級間歇體系

2 三級間歇試驗(yàn)效果評價(jià)

2.1 第一級-單井間歇

通過“5 大類、12 小類”的分類標(biāo)準(zhǔn)及配套技術(shù)對策，形成“一類一制度、一井一方法”，以單井平均日產(chǎn)氣量最大化的目的為導(dǎo)向，明晰了不同壓力下制度周期的確定。東二區(qū)氣田2020 年共計(jì)開展單井間歇4 000 余井次，平均單井增產(chǎn)800 m3，措施覆蓋率88%，措施有效率66%，理論體系日趨成熟。

人工間歇：形成地層產(chǎn)液井“輪換關(guān)井恢復(fù)、壓縮機(jī)停機(jī)后及時(shí)泡排”思路，井筒積液井“冬病夏治”的管理模式。

機(jī)械間歇：形成智能間歇/柱塞氣舉井系統(tǒng)化管理方法，以制度、動(dòng)態(tài)、設(shè)備、巡護(hù)分級分責(zé)的管理體系。

人工+機(jī)械間歇：在明確以效益為核心的基礎(chǔ)，適時(shí)介入，相互輔助，加大排水采氣力度。

影響因素及存在問題：

（1）單井排水采氣工藝處于被動(dòng)解決積液狀態(tài)：低滲透氣藏滲流具有反滲吸啟動(dòng)壓力的特征，氣井如果長期待積液后才開展措施，可能會(huì)導(dǎo)致反滲吸水鎖，進(jìn)而影響氣井產(chǎn)能。不同積液井理論制度應(yīng)考慮不同關(guān)井時(shí)間、開井時(shí)機(jī)、加注濃度、加注周期及加注時(shí)機(jī)。單井單制度評價(jià)跟蹤耗費(fèi)大量人力物力，以目前技術(shù)無法完成。

（2）各類影響因素較多：夏季是排水采氣“黃金期”，同時(shí)動(dòng)火、清管、壓縮機(jī)保養(yǎng)、檢修技改也較為集中，春秋季節(jié)壓縮機(jī)啟停需密切關(guān)注壓力調(diào)整制度以適應(yīng)干管壓力的變化，部分單井因關(guān)井時(shí)間較長、制度周期未及時(shí)調(diào)整效果較差。

（3）管網(wǎng)積液影響：2-1 干線及各站支線清管后單井措施有效率均提升5%～10%，管網(wǎng)積液對措施效果影響無法忽視，忽略單井管線、集氣支線的首末端壓差盲目開展措施對有效率造成一定影響。

2.2 第二級-干管間歇

2.2.1 整條干管間歇試驗(yàn) 試驗(yàn)內(nèi)容：整條干管關(guān)井24 h，關(guān)前套管注劑40～60 L，由進(jìn)站端至末端逐口開井。

壓縮機(jī)啟機(jī)狀態(tài)：對14 條干管292 口氣井進(jìn)行試驗(yàn)，其中10 條干管效果較好，4 條干管效果不顯著，有效率為71.4%。

壓縮機(jī)停機(jī)狀態(tài)：對6 條干管124 口氣井進(jìn)行試驗(yàn)，其中3 條干管效果較好，2 條干管效果一般，1 條干管無效，有效率為50%（見表1）。

表1 產(chǎn)液重點(diǎn)干管重點(diǎn)井統(tǒng)計(jì)表

小結(jié)：（1）壓縮機(jī)長期停機(jī)時(shí)整條干管間歇適用于干管較長、末端井產(chǎn)能好的情況，由近至遠(yuǎn)開井效果明顯；（2）壓縮機(jī)長期停機(jī)時(shí)干管壓力偏高，末端井措施效果明顯，但是持續(xù)排液時(shí)間較短；（3）壓縮機(jī)連續(xù)啟機(jī)時(shí)整條干管間歇適用于干管較長、干管末端井叢較多、整條干管總配產(chǎn)適中的情況，產(chǎn)能較高井分布均勻的干管效果最好；（4）壓縮機(jī)連續(xù)啟機(jī)時(shí)管壓與油壓相差較小，制度周期內(nèi)產(chǎn)量非最大化，僅作為管網(wǎng)排液的一種手段；（5）整條干管間歇的缺點(diǎn)是工作量大、開關(guān)井頻次高，適用范圍不廣泛，同時(shí)對柱塞井連續(xù)生產(chǎn)制度造成一定影響。

2.2.2 干管激動(dòng)帶液試驗(yàn) 試驗(yàn)內(nèi)容：當(dāng)進(jìn)站壓力與干管末端井管壓差值達(dá)到一定值時(shí)，將電動(dòng)球閥關(guān)閉，密切監(jiān)視壓力情況，憋壓至預(yù)設(shè)值后，迅速開啟閥門，加大輸氣壓差，增大流體流速。

壓縮機(jī)分啟停時(shí)段開展18 條干管激動(dòng)帶液，統(tǒng)計(jì)有效率達(dá)到78%（壓差下降0.1 MPa 以上或單次排液量大于1 m3），平均單井壓力降低了0.12 MPa（見圖2）。

圖2 干管激動(dòng)帶液試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)-壓縮機(jī)啟機(jī)狀態(tài)

小結(jié)：（1）干管激動(dòng)帶液主要影響因素為末端井管壓與進(jìn)站壓力之間的壓差，壓縮機(jī)啟停為次要影響因素，管網(wǎng)的復(fù)雜程度和末端井產(chǎn)能一定程度也影響效果；（2）試驗(yàn)中總產(chǎn)能高、產(chǎn)液量大的干管，單次措施效果一般，有規(guī)律、周期性開展措施由近至遠(yuǎn)的排液，或輔助單井間歇措施效果較好；（3）干管激動(dòng)帶液適用范圍廣泛，低成本、可操作性強(qiáng)，缺點(diǎn)是無法針對性的將復(fù)雜管網(wǎng)的積液有效排出；（4）建議首先開展干管激動(dòng)帶液后，輔助整條干管間歇，根據(jù)管網(wǎng)調(diào)整開井順序，排液效果較好。

2.2.3 干管泡排試驗(yàn) 試驗(yàn)內(nèi)容：優(yōu)選12 條集氣支線（要求末端井產(chǎn)能較高，壓力恢復(fù)能力較好），通過末端井短期間歇，或不關(guān)井干管泡排加大注劑量，達(dá)到增加末端流體流速，管網(wǎng)內(nèi)起泡帶液的效果。

試驗(yàn)效果分析：有效8 次，無效2 次，效果一般2次，有效率67%（見表2）。

表2 干管泡排試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

效果明顯：優(yōu)選干管末端井叢中產(chǎn)能較高、關(guān)井壓力恢復(fù)較好單井，間歇開井后從34-37C5 管壓壓力表處分別加注100 L/150 L/200 L 泡排劑，通過試驗(yàn)前后單井瞬流與站內(nèi)分離器液位變化分析效果。

小結(jié)：（1）該試驗(yàn)適用于管網(wǎng)簡單，末端井產(chǎn)能較高的干管，且壓縮機(jī)停機(jī)狀態(tài)下效果明顯；（2）加注量與干管長度、末端井瞬時(shí)流量有直接關(guān)系，一般情況下，在100～200 L 內(nèi)，濃度比例0.1 時(shí)效果較好，且差異不大；（3）末端井間歇后，即瞬時(shí)流量增大時(shí)，影響管網(wǎng)內(nèi)流體流速，對排液起一定影響因素，不關(guān)井泡排基本無效；（4）為增加流體流速，建議干管泡排前后配合壓縮機(jī)啟機(jī)帶液，對干管排液有一定幫助。

2.3 第三級-壓縮機(jī)間歇

以壓縮機(jī)間歇啟停為主，集氣站檢修、2-1 支線清管為輔，開展全站間歇。相比清管前，平均產(chǎn)油量由336.7×104m3/d 增加至359.5×104m3/d，產(chǎn)液由364.6 m3增加到468.8 m3，增幅28.6%。

對比8 座集氣站，其中4 座產(chǎn)量較高集氣站效果明顯，4 座不明顯。

小結(jié)：（1）壓縮機(jī)間歇試驗(yàn)效果影響因素主要為瞬時(shí)氣量，氣量影響停機(jī)時(shí)間的判斷，停機(jī)時(shí)間影響流體流速，控制流速即控制產(chǎn)氣量與排液量；（2）壓縮機(jī)間歇試驗(yàn)分夏季、冬季，長期啟機(jī)時(shí)停機(jī)與長期停機(jī)時(shí)啟機(jī)，目前夏季因下游限產(chǎn)等原因無法滿足連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的試驗(yàn)條件，未開展，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不充分；（3）試驗(yàn)結(jié)果表明，瞬時(shí)氣量≥100×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)單臺壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)間在0.8～1.2 h 內(nèi)效果較好；瞬時(shí)氣量≈50×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)單臺壓縮機(jī)2 h≤停機(jī)時(shí)間≤4 h 效果較好；瞬時(shí)氣量≤20×104m3/d 的集氣站，長期壓縮機(jī)啟機(jī)時(shí)停機(jī)時(shí)間≥4 h 效果較好。

3 結(jié)論

3.1 試驗(yàn)總結(jié)

（1）單井間歇針對井筒排液的效果較好，且已形成一套實(shí)用的管理制度；

（2）整條干管間歇針對干管排液效果明顯，適用于干管較長、末端井產(chǎn)能好的情況，由近至遠(yuǎn)開井效果明顯；

（3）干管激動(dòng)帶液試驗(yàn)中總產(chǎn)能高、產(chǎn)液量大的干管，單次措施效果一般，有規(guī)律、周期性開展措施由近至遠(yuǎn)的排液，或輔助單井間歇措施效果更好；

（4）干管泡排試驗(yàn)排液效果較好，試驗(yàn)中加注量與干管長度、末端井瞬時(shí)流量有直接關(guān)系，一般情況下，在100～200 L 內(nèi)，濃度比例0.1 時(shí)效果較好，且差異不大；

（5）壓縮機(jī)間歇試驗(yàn)表明，啟停機(jī)對瞬時(shí)氣量、排液均有不同程度的影響，單站瞬時(shí)流量、停機(jī)時(shí)間對效果影響最大。

3.2 應(yīng)用效果評價(jià)及推廣前景

該項(xiàng)試驗(yàn)中針對干管的不同措施可應(yīng)用于蘇里格氣田其他相似液氣比的區(qū)塊，流體流速相近的情況下，可小范圍開展后調(diào)整措施至大面積推廣；壓縮機(jī)間歇應(yīng)用時(shí)需考慮單站液氣比、特殊工藝井（如柱塞氣舉井）比例，同時(shí)站內(nèi)分離器、閃蒸分液罐的處理量，避免造成火炬池積液等情況發(fā)生。