黃文科,鄭海亮,王興艷,張喜平,劉茂果,白 艷,謝耀榮,趙曉紅,郭愿剛
(1.中國石油長慶油田分公司第一采氣廠,陜西西安 710000;2.北京凱博瑞石油科技有限公司,北京 100083)
M 氣田位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部、中央古隆起東北側,構造平緩,整體呈東北高、西南低特征。氣田縱向具有多套含氣層系,其中上古生界氣藏石盒子、山西、太原、本溪組為致密砂巖氣藏,下古生界馬五1+2 為低滲碳酸鹽巖氣藏[1-5]。M 氣田從1989 年發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在,氣田經(jīng)歷了四個階段,包括開發(fā)前期評價和開發(fā)試驗階段(1991 至1996 年)、探井試采階段(1997 至1998年)、規(guī)模開發(fā)階段(1999 至2003 年)、氣田穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)階段(2004 年至今)[6]。目前M 氣田逐步進入穩(wěn)產(chǎn)中后期,投產(chǎn)846 口氣井中,井口壓力低于6 MPa 氣井476口,井數(shù)占比56%,產(chǎn)量占比44%。因此,管理好低壓氣井,是M 氣田控制遞減、提升穩(wěn)產(chǎn)能力及經(jīng)濟效益的關鍵。
在低壓氣井生產(chǎn)管理方面,李強等[7]對低產(chǎn)低效井進行了分類,并對低產(chǎn)低效氣井生產(chǎn)動態(tài)進行了分析,提出了泡沫排水采氣、合理注入防凍劑及間歇提產(chǎn)帶液生產(chǎn)的工藝對策;張明文[8]提出了氣藏開發(fā)后期加強動態(tài)監(jiān)測、調(diào)整內(nèi)部管網(wǎng)結構等生產(chǎn)管理措施;梁平等[9]介紹了低壓氣井單井增壓開采可行性論證方法,闡述了單井增壓開采工藝流程和技術;王小佳等[10]提出了低壓氣井間開工作制度優(yōu)化方法。本次研究在低壓氣井地質特征及開采指標評價的基礎上,開展氣井低壓成因分析和分類評價,并針對高采出程度、物性差、井筒積液、氣井產(chǎn)水四類氣井提出了不同治理對策。
在開展單井生產(chǎn)特征、產(chǎn)能、動儲量、攜液能力等開采指標評價基礎上,結合靜態(tài)地質參數(shù),對氣井低壓形成主控因素進行分析。研究表明,對于M 氣田,氣井低壓原因主要可分為采出程度高、物性差、井筒積液、氣井產(chǎn)水四大類。
該類氣井穩(wěn)產(chǎn)能力強,排液、增壓等措施效果好,動儲量采出程度高,地層能力利用充分。如M1 井,該井2007 年7 月15 日投產(chǎn),射孔層位馬五12、馬五13,無阻流量19.1×104m3/d,動儲量1.71×108m3,目前油壓3.06 MPa,累計產(chǎn)氣1.40×108m3,動儲量采出程度達到81.7%(見圖1)。
圖1 M1 井生產(chǎn)曲線
M 氣田476 口低壓氣井中高采出程度井110 口(占23.1%),平均無阻流量44.3×104m3/d,動儲量3.39×108m3,采出程度72.1%。在低壓生產(chǎn)階段,氣井具有較高生產(chǎn)能力(初期產(chǎn)量4.8×104m3/d)和較小產(chǎn)水量(產(chǎn)水0.5 m3/d)。
該類氣井由于儲層物性條件和含氣性差,生產(chǎn)壓差大,產(chǎn)能低,攜液能力不足。如M2 井,該井2008 年9月15 日投產(chǎn),射孔層位本溪;有效厚度5.1 m,孔隙度8.17%,含氣飽和度65%;無阻流量7.4×104m3/d,動儲量0.033×108m3,目前油壓5.68 MPa,累計產(chǎn)氣0.023×108m3,動儲量采出程度70%(見圖2)。
圖2 M2 井生產(chǎn)曲線
476 口低壓氣井中物性差氣井107 口,占22.5%。該類氣井平均無阻流量4.81×104m3/d,動儲量0.20×108m3,動儲量采出程度46.2%。在低壓生產(chǎn)階段,產(chǎn)量低(0.45×104m3/d),產(chǎn)水量?。óa(chǎn)水0.1 m3/d)。
該類氣井初期具備一定攜液能力,后期攜液能力下降,油套壓差增大,產(chǎn)量逐漸降低。如M3 井,該井2007年7 月15 日投產(chǎn),射孔層位馬五12、馬五13、馬五14,無阻流量17.4×104m3/d,動儲量1.04×108m3,目前油壓4.01 MPa,累計產(chǎn)氣0.78×108m3,動儲量采出程度73.9%(見圖3)。
圖3 M3 井生產(chǎn)曲線
該類氣井174 口,占低壓氣井36.6%,平均無阻流量19.1×104m3/d,動儲量1.50×108m3,動儲量采出程度58.1%。在低壓生產(chǎn)階段,初期產(chǎn)量1.8×104m3/d,產(chǎn)水0.3 m3/d。
該類氣井初期產(chǎn)氣量較穩(wěn)定,產(chǎn)水量增加,致使后期攜液困難,產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量均下降。如M4 井,該井2004 年10 月24 日投產(chǎn),射孔層位山2,無阻流量6.7×104m3/d,動儲量0.96×108m3,目前關井,油壓5.22 MPa,累計產(chǎn)氣0.52×108m3,動儲量采出程度53.9%(見圖4)。
圖4 M4 井生產(chǎn)曲線
476 口低壓氣井中產(chǎn)水井85 口,占17.9%。該類氣井平均無阻流量23.7×104m3/d,動儲量1.55×108m3,動儲量采出程度46.9%。在低壓生產(chǎn)階段,產(chǎn)水井初期產(chǎn)量1.9×104m3/d,水氣比達到1.0 m3/104m3。
按照低壓井成因,將M 氣田低壓氣井分為高采出程度井、物性差井、井筒積液井、產(chǎn)水井四大類。在此基礎上針對不同類型氣井,制定相應開發(fā)技術對策(見圖5)。
圖5 低壓氣井分類及管理對策示意圖
對于采出程度高的低壓井,可通過實施增壓開采,降低廢氣低產(chǎn)壓力,延長穩(wěn)產(chǎn)期,提高氣井采收率。M氣田目前高采出程度井共計110 口,其中待增壓氣井45 口,是后期調(diào)整的重點。從已增壓井實施情況看,氣井增壓效果明顯,但部分增壓初期氣井配產(chǎn)過高,產(chǎn)量、油壓遞減較快,需進一步優(yōu)化調(diào)整。如M5 井,該井增壓前配產(chǎn)0.5×104m3/d,產(chǎn)氣量相對平穩(wěn)。2012 年6月1 日該井進入增壓流程,初期配產(chǎn)3.0×104m3/d,但完全沒有穩(wěn)產(chǎn)期,產(chǎn)量迅速遞減,雖中途數(shù)次關井進行壓力恢復,但仍未阻止其遞減趨勢,6 個月后產(chǎn)量遞減至0.14×104m3/d。
對于自身生產(chǎn)能力弱氣井,通過未打開層位核查,對有潛力井實施補孔,提高單井產(chǎn)量和儲量動用程度。如M6 井,該井1999 年11 月29 日投產(chǎn),生產(chǎn)層位馬五、馬五22、馬五13,2017 年產(chǎn)量降至0.4×104m3/d,通過補孔本溪組,產(chǎn)量提升至2.7×104m3/d。
目前M 氣田投產(chǎn)476 口低壓氣井中,積液井達到19.1%。通過泡排、柱塞氣舉及氮氣氣舉,提高氣井攜液能力,發(fā)揮氣井產(chǎn)能。其中,對于采出程度低,且出現(xiàn)嚴重積液,氣井產(chǎn)能快速降低或停產(chǎn)氣井,采用氮氣氣舉復產(chǎn),并配合采用泡排等助排方式;對于產(chǎn)氣大于0.5×104m3/d,自身具有一定生產(chǎn)能力積液或產(chǎn)水井,采用泡排提高氣井采收率;對于產(chǎn)氣小于0.5×104m3/d,產(chǎn)水大于0.5 m3/d 且小于15 m3/d,且自身具有一定生產(chǎn)能力積液井或產(chǎn)水井,采用柱塞氣舉;對于產(chǎn)水大于15 m3/d,產(chǎn)氣低于0.5×104m3/d 的氣井,建議關井。
目前M 氣田存在富水區(qū)和富水井點,隨著地層壓力的下降,氣井依靠自然能量攜液能力減弱,難以保持連續(xù)生產(chǎn)。對于該類氣井,一方面,需全面推廣智能泡排、壓縮機氣舉等技術應用范圍;另一方面,加強井間互聯(lián)井筒激動排液復產(chǎn)工藝技術、同心毛細管技術、天然氣連續(xù)循環(huán)技術、深抽排液采氣工藝、單管球塞連續(xù)氣舉工藝等新工藝技術實踐與探索,更好地實現(xiàn)井筒積液和控水采氣。
本文提出了低滲-致密氣藏低壓氣井分類評價方法和管理對策,為M 氣田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)提供了有力技術支持。