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S14 区块气井井筒除垢措施现场应用及效果评价

2022-03-17蒋思思何小平李文鹏孟婉莹

石油化工应用 2022年2期
关键词:除垢气井气量

蒋思思,何小平,李文鹏,孙 栋,孟婉莹

(1.中国石油长庆油田分公司第三采气厂,陕西西安 710018;2.长庆油田(榆林)油气有限公司,陕西榆林 719000)

随着苏里格气田的不断开发,在钻井及后期生产过程中,不可避免会造成外来液进入储层,并在后续生产过程中缓慢返排入井筒,地层产液及各类措施进入气井的化学物质中含有多种成垢离子、有机质、悬浮杂质、细菌等易于成垢的组分,导致井筒和地层出现了结垢堵塞现象[1-5],降低了地层渗透率,堵塞了天然气采出通道,影响气井正常生产以及产能发挥。

S14 区块部分气井矿化度高,其中Na+、Ca2+含量较高,水型主要为CaCl2型。通过对气井生产情况的分析,针对产量突降的问题,对选取的气井进行井筒除垢挖潜作业,清除井筒及近井地带储层堵塞物,恢复气井产能。

1 井筒结垢原因分析

气井产出流体中含高矿化度水、二氧化碳等腐蚀性介质,容易形成无机垢堵塞。生产过程中加注缓蚀剂起胶结作用,容易形成有机、无机垢堵塞。压裂液残液在井筒高温下裂解,形成不溶性残渣,黏结沉积物,堵塞油管及储层渗流通道,容易形成有机及无机垢堵塞[6-8]。井筒结垢物(见图1)。

图1 油管结垢照片

1.1 缓蚀剂残留物

缓蚀剂进入井筒后,吸附在套管和油管管壁,降低酸性气体和液体对管壁的腐蚀。但是,缓蚀剂中易挥发的煤柴油组分在高温条件下易挥发,残留的高馏点组分流动性极差,附着在管壁上,极易将井下的腐蚀产物、岩屑、砂砾等黏附和包裹,从而在井筒内壁形成黏性堵塞物。

1.2 泡排剂反应物

气井产出流体中含钙离子、二氧化碳等腐蚀性介质,在井底高压、高温的环境下,自身也容易形成无机垢。此外,长期加入的泡排剂,在井下高温高压条件下,亲水基团与地层水中钙离子反应生成不溶于水的钙皂堵塞井筒[9,10]。

2 除垢工艺原理及选井原则

2.1 工艺原理

根据相似相容原理,解堵剂与井内有机或无机垢物发生化学反应,拆散堵塞物骨架,溶解填充物,在气液搅动下经多次反复清洗,放空将垢物带出井口,实现解除油管堵塞的目的。加入的有机物解堵剂,也叫碱性解堵剂,是采用合成的特种表面活性剂、乳化剂与多种有机助剂复合而成,主要用于解除油气井中因胶质以及化学剂等有机物,解除长时间附着、聚积造成的油套管或孔眼的堵塞。加入的无机物解堵剂,也叫酸性解堵剂,是采用合成的特种螯合剂与有机酸、缓蚀剂和多种阳离子、非离子表面活性剂复合而成,对无机垢有较强的剥落、碎化、分散作用。

2.2 选井原则

地质条件:气井有效厚度、孔隙度、渗透率等静态物性参数较好,气井剩余可采储量较高。

生产动态:气井稳定生产过程中,突然出现油压、产量下降现象,油套压差较大,关井后油套压恢复较快,且可恢复至较高水平,开井后油压下降快。

井筒情况:气井通井时存在遇阻现象,且通井资料表明气井井筒有脏物,且井筒条件良好,油管无腐蚀穿孔。

2.3 除垢工艺

采取井口泵注解堵剂,井口放喷的方式进行除垢作业。使用柱塞泵经压力表考克注入油管300~600 L解堵剂,关井5~15 h,缓慢放空带出反应残液。经多次重复清洗,疏通油管,解除堵塞对生产的影响,分离的液体汇至储液罐,避免造成环境污染。根据对井筒堵塞物的预估情况,解堵剂中碱酸按1:2 适宜,碱性解堵剂1.79 m3,酸性解堵剂3.58 m3,储层渗透率改造剂3.5 m3。现场作业时根据气井堵塞情况和药剂加入量计算药剂反应时间,以便及时有效的进行药剂加注。为防止堵塞物溶解后沉入井底,造成储层堵塞或后期生产过程中井筒再次堵塞,每加注3 次解堵药剂后,加注1 次泡排剂,用于带出井筒中的药剂及堵塞物质。

3 现场应用效果分析

通过对S14 区块5 口气井措施前的产气量、油套压、历史采气曲线及气井资料分析认为,造成气井产量下降的原因是地层及井筒堵塞以及井筒积液水淹。

3.1 S14-1-xx 井实施效果

2020 年8 月5 日加注碱性解堵剂,8 月6 日加注酸性解堵剂后于8 月11 日放空,返排水样垢物较多,连续清洗井筒6 d 后,返排水样中垢物逐步减少,8 月17 日水样为灰黑色,无沉淀物。此后酸碱性解堵剂交替加注,进一步清洗井筒内残余垢物。8 月24 日,水样干净,说明井筒堵塞已清除。

措施后生产情况:S14-1-xx 井8 月26 日开井生产至11 月15 日,该井累计净增产气量126.177 7×104m3,日均净增产气量1.859 5×104m3,且持续增产。说明该井有效解堵,恢复正常生产,生产曲线(见图2)。

图2 S14-1-xx 井生产曲线

3.2 S49-xx 井实施效果

8 月17 日加注碱性解堵剂,8 月18 日加注酸性解堵剂后,于8 月23 日放空,返排水样中垢物较多且出液量较大(1.5 立方米/次),连续清洗井筒9 d 后,返排水样中垢物减少且产液量逐步下降,9 月7 日水样干净,井筒堵塞已清除。

措施后生产情况:S49-xx 井于9 月10 日开井生产至11 月15 日,该井累计净增产气量71.575 4×104m3,日均净增产气量1.461 7×104m3。该井措施取得良好增产效果,且持续增产。说明该井有效解堵,恢复正常生产,生产曲线(见图3)。

图3 S49-xx 井生产曲线

3.3 S14-21-xx 井实施效果

8 月3 日加注碱性解堵剂,8 月4 日加注酸性解堵剂后于8 月9 日放空,返排水样中垢物较多且出液量较大(2 立方米/次),连续清洗井筒12 d 后,返排水样中垢物减少且产液量逐步下降,8 月22 日水样干净,井筒堵塞已清除。

措施后生产情况:S14-21-xx 井于8 月25 日开井生产至11 月15 日,该井累计净增产气量80.665 7×104m3,日均净增产气量0.920 5×104m3。该井措施取得良好增产效果,且持续增产。说明该井有效解堵,恢复正常生产,生产曲线(见图4)。

图4 S14-21-xx 井生产曲线

3.4 S14-5-xx 井实施效果

7 月1 日加注碱性解堵剂放空一次,7 月4 日加注酸性解堵剂后放空一次,发现酸、碱性解堵剂返排水样中均有较多垢物,说明井内垢物包含有机、无机成分,后续直接采取酸、碱性解堵剂交替加注进行除垢。连续清洗井筒10 d 后水样为灰黑色,井内垢物减少,7 月26 日水样干净,井筒堵塞已清除。

措施后生产情况:S14-5-xx 井于7 月27 日开井生产至11 月15 日,累计净增产气量20.172 8×104m3,日均净增产气量0.550 7×104m3。该井措施后前40 d 取得良好增产效果,后期增产效果逐渐降低。该井于2008 年投产,因为生产年限较长,判断为地层能量不足,故后期增产效果不明显。此类气井建议后续采取其他措施维持稳产,生产曲线(见图5)。

图5 S14-5-xx 井生产曲线

3.5 S14-6-xx 井实施效果

8 月21 日加注碱性解堵剂,8 月23 日加注酸性解堵剂,8 月27 日放空,返排水样垢物较多,连续清洗井筒7 d 后,返排水样中垢物逐步减少,9 月4 日水样为灰黑色,无沉淀物。此后酸碱性解堵剂交替加注,进一步清洗井筒内残余垢物。9 月11 日,水样干净,说明井筒堵塞已清除。

措施后生产情况:S14-6-xx 井9 月14 日开井生产至11 月15 日,该井累计净增产气量8.326 1×104m3,日均净增产气量0.350 9×104m3。该井措施后取得一定增产效果,但增产效果持续时间较短,后期增产效果逐渐降低。该井于2008 年投产,因为生产年限较长,判断为地层能量不足,故后期增产效果不明显。此类气井建议后续采取其他措施维持稳产,生产曲线(见图6)。

图6 S14-6-xx 井生产曲线

4 结论

(1)针对S14 区块气井井筒堵塞的现象,采取井筒除垢措施可有效解决此类问题。此外,井筒除垢还可清除井底堵塞,不同程度地改善气井生产情况。

(2)对于压力系数在0.3 以上的目前地层压力较高的气井,除垢挖潜措施效果更佳。

(3)除垢挖潜措施更适用于气液比高、地层产水量低的气井,反之措施效果欠佳。

(4)针对除垢挖潜措施施工结束后地层出水量大的气井,为降低气井积液对生产的影响,需要加强气井后续的排水措施,达到长期稳产的目的。

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