川西凹陷须五非常规气藏排采技术初探

2015-12-17黄万书张云善

西部探矿工程 2015年1期

关键词：气举排液川西

袁剑，黄万书，张云善

（1.中石化西南油气分公司川西采气厂，四川德阳618000；2.中石化西南油气分公司工程院，四川德阳618000）

川西凹陷须五非常规气藏排采技术初探

袁剑*1，黄万书2，张云善1

（1.中石化西南油气分公司川西采气厂，四川德阳618000；2.中石化西南油气分公司工程院，四川德阳618000）

与国外典型页岩气储层特征对比，西南探区规模最大的页岩气川西凹陷须五非常规气藏具有压力更高、物性更差、脆性低、矿粘土含量更高、应力差异系数更大等特点，开发难度较国外更大。根据前期试采特征分析，气藏普遍产水且单井产水量较大，因此优选排采工艺对提高页岩气开采水平有着重要的意义。通过分析目前常用排采工艺的优缺点，筛选出了三种采气工艺并开展了现场试验。研究表明：气井能量较为充足时，速度管柱配合泡排工艺可实现须五气井连续带液和稳定生产；随着产量压力递减，采用连续高压气举排采工艺才能够满足须五水淹井排液需求。

须五；排采工艺；速度管柱；连续高压气举

1 储层概况

1.1 气藏地质特点

西南探区页岩油气主要包括陆相（川西须五段、须三段；川中资阳须五、须三段；川北阆中侏罗系大二段、千二段）、海相（川南、川西南志留系龙马溪组及寒武系九老洞组）两个领域，集中表现出“分布广泛、层位众多、深浅不一、海陆兼有、资源巨大”的特征，其中川西凹陷须五段规模最大。

川西须五段气藏埋深在3000m以上，地层厚度261～751.5m，含水饱和度均值34.6%，地压梯度为0.0185～0.0190MPa/m，地温梯度为2.13℃/100m，泥页岩TOC为0.39%～16.33%，成熟度Ro为1.02～1.68，脆性矿物含量40%以上，粘土矿物以伊利石为主，局部见有一些微孔。孔隙度3.61%～5%，平均孔隙度4.26%，渗透率为0.0005～0.013md。

与国外典型页岩气藏储层特征对比如表1所示，压力更高、物性更差、脆性低、矿粘土含量更高、应力差异系数更大等，比国外开发难度更大。

表1 川西凹陷须五与国外典型页岩气藏储层特征对比

1.2 气藏试采特征

目前须五气藏累计投产气井17口，其中水平井2口，直井15口。试采过程中气井产量、压力递减快，油压由初期26.18MPa降至4.99MPa，月平均递减10.08MPa，递减率达69.7%，平均产气量由2.57↘0.72× 104m3/d，月平均递减0.39×104m3；气藏普遍产水，单井产水量较大，水气比高，5口井返排结束的气井日均产水22m3/d，平均水气比62.77m3/104m3；井筒压降梯度大，流压梯度平均为0.46MPa回压高，导致气藏采收率降低。

须五页岩气藏普遍产水，生产中后期随着压力和产量的下降，气井携液能力有限，排水采气问题将成为制约气藏稳定生产的重要因素，因此必须选择经济有效的排采工艺对高效开发具有非常重大的意义。

2 须五气藏排采工艺优选

2.1 选择原则

（1）采取控制生产压差放喷排液方式，待井口压力为零，放喷排液结束后，依据排采井的储层特性、地层供液情况优选合适的排采工艺；

（2）排采工艺方式主要有电潜泵、气举、泡沫排水采气、优选管柱（包括连续油管）、射流泵、机抽等方式。

2.2 工艺优选

目前国内外页岩气排水采气工艺适应性情况如表2所示，根据各工艺应用条件，结合须五气藏工况条件与生产特征，须五气藏适应工艺泡排、连续油管、气举、电潜泵等。

表2 排水采气该工艺适应性

3 现场试验与效果分析

3.1 连续泡排现场试验

开展泡排剂配伍性室内实验情况如表3所示，结果表明：XH系列泡排剂具有更优的起泡性能，XHY-4具有较强的携液性能；缓蚀泡排剂XHY-7性能仅次于XHY-4。对XH系列泡排剂药剂浓度优选如图1所示，药剂最佳使用浓度为0.5%。

表3 不同泡排剂性能室内实验

现场连续泡排施工5口井，措施后产气量平均增加0.02×104m3/d，产水无明显增加，但生产更加平稳；压力递减率降低5.1%，产量递减率降低5.2%，产水量递减降低6.83%。产能充足阶段，泡排工艺有一定效果。

3.2 速度管柱现场试验

XHF-2井须五段试气层分6段进行了加砂压裂测试，获无阻流量为5.3995×104m3/d，产量和压力递减迅速。因此开展了速度管柱复合泡排排采工艺现场试验，将∅60.3（50.8）mm CT80的连续油管下入原有∅193.7mm生产套管中作为新的生产管柱，实际下入深度3255m。施工后通过连续油管生产，油压上升3.21MPa，日产气量提高0.4961×104m3/d，日产液量增加9.29m3/d，施工前后生产对比曲线如图2所示。

图1 XH系列泡排剂药剂浓度优选

图2 XHF-2井速度管柱配合泡排排采工艺施工前后对比

速度管柱配合泡排工艺能提高排液能力，增产效果显著，气井压力和产量递减速率减缓，气井能量较为充足时可实现须五气井连续带液和稳定生产。

3.3 高压气举现场试验

高压气举工艺原理是将高压天然气向在环空或油管中注入，以天然气的体积及其减压后的膨胀体积占据井筒中的空间排替井内液体，达到快速排液的目的。川西凹陷须五非常规气藏先后进行了邻井高压气举、车载压缩机气举、CNG罐车高压气举等现场试验。

XHF-1井采用邻井X301井高压气源进行气举，气举阀深度2010m，施工后排液效果较好，日产气量提高0.32×104m3/d，日产液量有大幅增加，气举井施工前后生产情况对比如图3所示，同时对举升气源井新301井压力和产量影响不大。

图3 气举井XHF-1措施前后生产情况对比

X3、X27、X28井水淹后实施车载压缩机气举工艺，气井均能复活，见效快但有效期短，平均只有10～20h。气举时，平均增产气量0.54×104m3/d；经济效益差，日亏损9000元左右。其中X27井排气压力7.5MPa，日注气量（2.9～3.3）×104m3。气举期间日产气0.45×104m3/d，累计产气11.4×104m3；累计排液732m3。气井仅能依靠连续气举维持生产，停止气举后气井水淹。

CNG罐车最大排气压力25MPa条件下，环空注入气举适应条件为井筒液柱高度小于1700m，须五大多数气井油套压差普遍小于5MPa，满足作业要求。该工艺对4口气井实施8井次，但由于受到槽车容量、举升压降影响，槽车气举举升时间平均仅19min，注气量平均仅1600m3。排液维持时间平均仅3.3h。槽车气举后气井产液量略有增加，仅X3井增加10m3；实施槽车气举后扣除注入气量，日产量均下降0.09×104m3。

综上所述，邻井高压气举工艺简便经济，但对环境要求高，选井条件苛刻；车载压缩气举工艺基本可行，但间歇气举效果不佳，作业成本较高；槽车气举启动压力不足，举升能力有限，维持时间短，经济效益差，不适合须五排液。连续高压气举能满足须五水淹井排液需求，如整体增压气举等。