水平井泡沫排水工艺优化与应用效果分析.pdf

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1、水平井泡沫排水工艺优化与应用效果分析王雪韦(中石化华北油气分公司，河南郑州450006)摘要：针对大牛地致密砂岩气藏水平井生产中井筒积液问题。通过室内模拟分析和理论研究，明确造斜段为水平井排液难点。针对水平井井身和管柱结构特点，从药剂优选、加注周期、加注方式度等方面进行了优化，现场应用取得了良好的效果，保证了水平井连续稳定生产，优化后的泡排排水技术对气田水平井稳定生产具有重要意义。关键词：大牛地气田；水平井；临界携液流量；泡沫排水；优化鄂尔多斯盆地大牛地气田属于致密砂岩气藏，具有“低渗、低压、低丰度、低产”特征，加砂压裂是气田开发的必要措施

2、。近年来开展了水平井分段压裂技术攻关及规模化应用，气田共有水平井269口，水平段长度800一1000米，压裂段数8～12段，单段加砂规模40～45m3，平均入地液量3000m3。由于大规模压裂入地液量多，气井本身产液造成生产中井筒积液，严重影响了气井连续稳定生产，排液成为亟待解决的问题。1水平井与直井泡沫排水工艺存在的差异泡沫排水工艺是一种应用广泛、成熟的排采工艺，具有设备简单、施工方便、见效快、成本低等优点”’21，自2003年大牛气气田开发以来在直井上大量应用，形成了完整的药剂系列、完善的加注工艺和科学的效果评价方法，是维持气田直井生产

3、的关键技术。但是水平井井身结构和生产管柱的不同，其携液规律、流动状态、积液的判断等也与直井不一样，导致了原先形成的直井泡沫排水工艺技术应用于水平井时排液效果差，需要进行研究和优化以解决水平井的排水问题。1．1水平井井身结构和生产管柱复杂，流动形态多样，积液预测难度大大牛地气田水平井井身结构可分为直井段、造斜段和水平段，对应不同井段的流动状态和携液规律也不相同，同时水平井自然产量低，需要经过压裂改造，采气管柱选择时不仅要满足排水方面的要求，同时要满足压裂改造对管柱的要求，还要考虑投入成本的因素。因此，产能较高的水平井采用89mm预制压裂管柱，

4、产能低的气井悬挂封隔器以上管柱更换为60mm的管柱(图l、2)。1．2水平井压裂规模大、入地液量多、水气比高气田269口水平井平均压裂段数10．5段，加砂规模367．2m3，入地液量3035．4m3，试气结束平均返排率49．5％，大量压裂液需要在后续生产返排；气田水平井平均水气比2．0m3／104m3，直井水气比0．4m3／104m3，水平井水气比是直井的5倍。因此，如何连续的排液成为影响水平井稳产的关键因素。1．3相同压力．产量条件下，水平井泡沫排水效果较直井差水平井造斜段是造成泡排效果差的主要因素，造斜段增加了附加摩擦力，增加了排液难度

5、；同时也增加了气流流动路径，延长了气泡在井筒中滞留时间，使得气泡更易破裂而重新回落到井底形成积液n‘。井斜角对泡排剂性能影响室内评价表明：随着井斜角越大，携液时间、起泡时间、泡沫含水率也越来越大，携液量越来越小(表1)。表1不同井斜角泡沫性能测试表井斜角携液时问(s)起泡时问(。)(s)携液量(m1)泡沫含水率(％)O2462793341．79154284832961．93306347162672．18458759522212．332水平井泡沫排水工艺优化2．1泡排药剂优选水平井排液的关键部位是造斜段，针对造斜段泡沫易破裂，对药剂二次起泡能

6、力要求高的特点，研制具有缓释功能的泡排药剂，增加持续带液能力。通过室内试验评价，优选总体带液量大、有效带液时间长的C型泡排剂为水平井泡排主要药图189mm预制压裂管柱图2悬挂器上更换为60mm生产管柱肆鏖洋毋掉膏引硅2016年6月化工髫碍l205剂类型。表2不同类型药剂带液能力对比分析泡排莉名称总体带液量(L)平稳带液时闻(m缸)有效带液时间(min)A113．890110B2“．5llO330C1332．163041602．2泡排药剂形状及密度优化水平井受造斜段和管柱内径的限制，气田常用的棒装药剂容易发生投注遇卡现象(图3)，为解决这一问

7、题将药剂形状优化为球状；综合考虑加注过程中泡排球下落的速度，对药剂密度进行了优化调整，即满足下落的要求，又不会因脆性太强在加注过程中破裂。2．3加注方式优化加注方式是否合适会影响到泡沫排水工艺效果，加注方式优化主要考虑的因素有”一：①与井内积液充分接触、混合②是否有气流扰动，产生泡沫③药剂性能满足流体要求。结合气田水平井管柱结构及现有加注设备对不同加注方式优缺点进行了对比分析(表3)，适合水平井的最佳加沣方式为油管投球。B≮、罔r1L一图3药剂形状的优化表3泡排剂加注方式对比药剂形态加注方式存在的问题环空注入环空不通的井无法加注，不能到达造

8、斜段液体油管注入药剂与积液不能充分混合固体油管投放需考虑能否下落、药剂溶解速度2．4加注周期优化加注周期优化的主要依据是水平井的产液规律，在摸清产液规律的基础上，现场形成了两种针