子洲氣田西南部富水區產水特征及機抽排水采氣效果分析

賈連超，強小龍，趙建國，葉蔥林，米燕華，謝雨芯，劉鵬飛，范海潤，滕飛啟，蔚生軍

（1.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000；2.中國石油長慶油田分公司勘探開發研究院，陜西西安 710018）

子洲氣田西南部榆X 富水區面積70 km2左右，由于鉆遇主力層位山2 氣井普遍為水層或含氣水層，射開后試氣或生產過程中水量較大，因此目前僅累計完鉆13 口井，投產5 口井，其中3 口射開山2 儲層的氣井產水嚴重，水氣比較高，初期以較高產量連續生產，但很快就轉為間歇井，直至水淹停產。常規的泡沫排水采氣措施對氣井的正常生產和復產均效果不佳，為有效解決榆X 富水區水淹復產難題，引進機抽排水采氣工藝，為區塊的有效開發提供新路徑，以期有效的提高區塊儲量動用程度，提高采收率[1-3]。

1 區域概況

榆X 富水區位于子洲氣田西南部，構造為東高西低的單斜構造。山2 段屬淺水臺地三角洲沉積環境，水下分流河道呈近南北向展布，平面上復合連片分布。山2 儲層以石英砂巖為主，含量70%以上，其次為巖屑質石英砂巖；山2 的膠結物主要為硅質、高嶺石、伊利石、方解石、鐵白云石和菱鐵礦等。

1.1 水體規模評價

從靜態解釋資料來看，山2 儲層分布連續，平面上復合連片分布，井間連通性較好。含水層位主要分布在山2 段底部，井間分布較為連續。縱向上各小層間分布穩定連續的隔夾層。從3 口山2 儲層產水井的水質分析結果來看，氯根、礦化度含量及水型基本相同。

通過研究榆X 井區周邊氣井砂體剖面圖，結合出水井構造位置，分析出該區域地層水分布受砂體非均質性和小幅度構造雙重控制，以較大的邊（底）水形式存在。邊（底）水是在氣成藏過程中，由于存在密度差，氣水在重力作用下發生分異，氣運移到構造的高部位并驅替地層水聚集成藏，地層水流向構造的低部位。

因此根據已完鉆井山2 儲層有效厚度圈定水體范圍，按照容積法計算水體規模約為587×104m3，水體范圍內天然氣儲量約6.4×108m3。

1.2 機抽作業的潛力

榆X 井靜態地質參數及錄井顯示均較好，試氣無阻流量較高，且初期產量較高，后期由于產水導致產量下降，目前井口油、套壓差大，地層壓力高、地層能量充足，機抽作業后會具有較高的經濟價值，可提高氣井單井產量和采出程度。同時該井處于構造低部位，如果井間動態連通，則將地層水采出后利于高部位地質儲量的動用。

2 產水特征

研究區共投產5 口氣井，從生產動態上分為高水氣比型、低水氣比型和基本不產水型三類。

高水氣比型：氣井投產初期即見水且產水量大（洲X1 井產水9 m3/d），氣井生產期間水氣比維持高值，說明該類氣井有穩定的水體供給。

低水氣比型：氣井投產初期即產水，但產水量小（0.9 m3/d），水氣比較低0.1 m3/104m3。隨著生產時間增加，地層壓力下降，水氣比上升明顯（1.5 m3/104m3），表現出外部水體侵入特征。

未射開山2 水層氣井，基本不產水：洲X2 井生產層位盒8，雖然下部山2 解釋5 m 水層，但氣井生產基本不產水，表明山2 水體無明顯層間侵入特征，井區內山2 有水層氣井可以考慮投產其他層位生產。

3 機抽排水采氣原理

將桿式泵下入井筒液面以下的適當深度，桿式泵在抽油機的帶動下在泵筒內作上下往復運動，從而實現在油管內抽汲排水，降低液柱對井底的回壓，從而實現套管采出天然氣的目的。機抽排水采氣與抽油區別是從油管排水、油套環空采氣。

在有桿舉升系統中應用空心抽油桿替代實心抽油桿，使得有桿舉升系統具備“小油管”的功能，滿足機械排水的同時，發揮空心抽油桿獨立通道的作用。

3.1 機抽設備

機抽設備主要由抽油機、桿式泵、空心抽油桿三部分組成。

抽油機：本次采用的下偏復合抽油機，即在常規機游梁尾部增設一個剛性的下偏平衡裝置，具有較好的平衡和節能效果。

桿式泵：安裝在油管下部，主要由泵筒、柱塞、固定閥和游動閥四部分組成，柱塞上下運動一次稱一個沖程，也稱一個抽汲周期，其間完成泵進液和排液的過程。在一個沖程中，深井泵完成一次進液和一次排液。活塞不斷運動，游動閥和固定閥不斷交替關閉和頂開，井內液體不斷排出泵筒，從而上行進入油管，最后到達地面。

空心抽油桿：通過接箍連接成抽油桿柱，上經光桿連接抽油機，下接桿式泵的柱塞，將地面抽油機懸點的往復運動傳遞給井下抽油泵柱塞使其上下往復運動，使油管柱中的液體增壓，將液體抽汲至地面。空心抽油桿具有獨立的油氣通道，同時能具有“速度管柱”的功能，能實現氣水同采的生產模式。

3.2 生產模式

第一階段：油管抽水、套管不采氣。機抽裝置投運初期因氣井產水量較大（10～20 m3/d），套壓較低（小于7 MPa），應先采用油管抽水，套管不采氣的排液模式。生產時導通小四通的進站流程，截斷大四通進站的流程。

第二階段：油管抽水、套管采氣。隨著井底液體的不斷排出，套壓逐漸恢復，當套壓恢復至7 MPa 時，可采用油管抽水、套管采氣的生產模式。生產時導通小四通的進站流程和大四通進站的流程。

第三階段：空心抽油桿采氣。當氣井生產后期套壓較低時（小于7 MPa），可采用空心抽油桿采氣。生產時通過打開地面采氣管線與抽油桿連接的閥門，截斷小四通進站流程和大四通進站流程，即能實現空心抽油桿采氣生產模式，在地層能量不足的情況下，使用空心抽油桿作為速度管柱，能提高氣體攜液能力。

4 機抽排水采氣效果

榆X 井2018 年開始實施機抽排水采氣措施，整個過程中，設備運行故障及外部影響因素較多，但總體上效果仍較顯著。

4.1 機抽效果

榆X 井開展機抽排水采氣后，采取油管抽液、套管采氣生產方式，累計排液153 d，油套壓比機抽前上升較高，由水淹停產變為間歇生產。

從鄰井生產動態來看，鄰井產量提升明顯，基于區域儲層連通性認識，榆X 井處于構造低部位，因此該井的機抽強排可有效控制水體向高部位推進，從而使高部位鄰井產量提升，機抽以來累增產氣量200×104m3。

考慮鄰井地層壓力下降、儲層水侵影響，對其產能方程系數進行修正，機抽以來，儲層含水飽和度降低，滲流能力明顯改善，產能恢復21%。由于榆X 井處于構造低部位，后期水體液面將繼續下降，鄰井產量有希望進一步提升。

4.2 區塊開發建議

由于本區塊水體分布規模大，因此自2006 年開發以來，目前僅完鉆了13 口井，投產5 口井，其他井由于產能低或試氣產液嚴重而未投產，此次通過機抽排水采氣措施的應用和效果分析，對區塊有幾條開發建議：

在后續機抽影響下，當鄰井產水量降低到一定程度時，可考慮補孔同一構造高度的其他井的山2 氣層段，以提高山2 儲層動用程度。

當鄰井產水量降低到一定程度時，在水體范圍內構造高部位，建議加密一口氣井，以山2 為主力層，兼顧其他層位，若生產效果好，則考慮繼續加密。

未投產井中，有3 口井無阻流量在1×104m3以上，儲層有效厚度在5 m 以上，建議接入生產流程或采用井口CNG 方式生產。

5 結論與認識

（1）榆X 井富水區水體類型主要是邊底水，水體規模較大，榆X 井處于構造低部位，在生產過程中，受地層水影響較大。

（2）低部位氣井的機抽排水采氣措施的實施對延緩水體推移具有顯著作用，可以改善高部位氣井的儲層滲流條件，恢復氣井產能，顯著提升鄰井生產效果。

（3）通過氣井查層補孔，3 口新井投產及1 口井間加密，可提高儲量動用程度，提高區塊采收率。