水平井排水采气工艺优化研究与应用探讨

水平井排水采气工艺优化研究与应用探讨

王川洪,甘德顺,赵周红,龙俨丽,刘萍

中国石油西南油气田分公司重庆气矿  重庆渝北    401120

摘要：目前国内的天然气开发中，采用了大量的水平井技术。选用合理的水平井排水采气技术，并通过持续的优化工艺，可以大幅度地增加气井的产量和最终采收率。为解决水平井排水采气工艺优化问题，文章在介绍了水平井技术概况的基础上，对不同类型的水平井排气技术进行了比较，并提出了合理的水平井排水采气技术方案，以期为天然气开采做出有益的贡献。

关键词：水平井；排水采气工艺

引言

与传统直井相比，无论是在技术上，还是在生产上，水平井技术都显示出了其独有的优势，使得它在油气勘探、提高油气井的产量等方面有着十分显著的优势。特别是在最近几年，随着经济、技术水平的提高，先进的测量仪器、长寿命马达和新型PDC钻头等技术的发展，也为水平井的大量投产提供了技术支撑。

1.水平井简要介绍

水平井与竖直井的理念是，在横向上有特定的钻孔长度的井。水平井一般应用于较薄的油气层或裂隙储集区，井眼沿地层横向伸展一定的水平间距，以增大地层暴露面积，方便生产。水平井在气田开采中经常使用，其特点是：在水平井中，水平段具有高水平的径向分流速率，高渗透率的接触区域，同时，在含水层非常稀疏的情况下，采用高渗透率的水平井。这些优点，使其在许多方面得到了广泛的运用[1]。

2.水平井排水采气工艺概述与分析

水平井排水采气技术是保持气井产能，提高气井采收率的有效途径。然而，由于井筒的构造和长水平段的产层特点，使水不容易进入直井段，部分排水采气工艺受到限制，初优选管柱工艺外，目前常用的工艺主要有以下几种。

（1）水平井泡沫排水采气工艺。泡沫排水采气技术实质上是一种在水平井中采用的化学排水技术；在斜井区，因其带液率低、失水速度快，易发生气泡破裂，造成水平井比直井带液困难。另外，由于水平井增加了气泡在井眼中停留的时间，致使气泡破碎并掉落到井下，因此必须采用具有较好稳定性的发泡剂。部分水平井完井工艺中有永久封隔器的影响，泡排剂只能通过油管加入，能否到达水平段并与积液充分反应成了泡沫排水采气的关键，近年来，固体泡排剂的应用具有一定的效果，但固体泡排剂通常需要关井加注并保持一定反应时间才能保证泡排剂效果。

（2）水平井气举排水采气工艺。在水平井中，采用竖向管流法对油套环空和油管内部的压降进行了分析。在采用气举排水采气时，必须对井内气举阀的安装高度、打开压力进行计算和设定，如果水平段积液不能进入气举阀安装位置，将不能确保井内积液顺利带出。

（3）水平井柱塞排水采气工艺。近年来，随着井下作业技术改进和柱塞工艺的成熟，柱塞排水采气工艺已逐步应用于水平井的带液生产，柱塞卡定器在水平井的下入角度已达到68.63°以上，通过定井口压力、压差和时间等工作模式，能更好带出靠近水平段积液。但柱塞排水工艺需要气井具有一定的举升能量，同时水平段的积液需要到达柱塞的上部。

（4）水平井毛细管泡沫排水采气工艺。毛细管式采气技术是利用井口装置，将一根细小的不锈钢管道送入气井的储液区，然后通过地面加注设备，将起泡剂直接输送到井眼的液体之中，这样，起泡剂就可以直接、快速与井下液体充分接触起泡，增加了气井的携液能力。水平井毛细管采气技术更适用于井底积液不是很严重但带液困难的情况，气井也需要有一定的能量确保积液带出。

3.水平井排水釆气工艺的优化应用一以气举排水为例

气举排水法是一种常见的排水采气工艺，在油气开发、水淹井等领域，许多气井施工中都会采用气举法。气举排水采气工艺简单，安装操作方便，管理方便，费用相对较低，日排水量大，排水采气效果好，工艺实施受井深和倾斜角度的影响较小，特别适合井下大量的积液且气井自身能量不足的气井，广泛用于水平井和斜井的排采。气举排水采气技术并非万能开采技术，需要具备相应功率的压缩机或高压气源来驱动，同时需要气井井身结构能有举升气和采出气的通道。气举排水技术分为连续气举和不连续气举两大类型，在施工之前必须先制定好施工计划，通常压力小、液体含量小的情况下，采取间歇性开采，并列出各种不同的方法进行对比，选择最佳的方法。本文通过一个气井实例，通过大量的试验，比较了油管直径、 CLR （气水比）、采液指数、采液压力等参数之间的关系，从而找出最佳的气举制度，随着注气开采，井下积液带出，气井产能逐渐恢复，当气井自身能量能满足带液需要时恢复正常生产。

在气田开发到了中后期的时候，随着时间的推移，会出现更多的水浸现象。随着含水量的增大，气井的产气量将急剧减少，气井水淹后，利用率将会降低到最低水平。要使气井的产量得到有效的补充，必须采取排水采气技术。以上所述的排水采气技术均为国内水平井推广使用。不同的排液方式会有不同的排液效果，不同的排水采气工艺也有不同的优点和缺点；若选择不当，不但效果不好，而且还会造成巨大的经济损失。因此，在选择排水技术时，必须从技术和经济效益两个方面考虑，选出性价比高、针对性强、效益最好的工艺措施。同一口气井在不同生产阶段也应根据气井井身结构和地层能量采用不同的排水采气工艺，以取得较好的工艺效果；同一种采用排水采气工艺应用于不同的气井，其结果也不尽相同。在某一特定的生产过程中，仅仅根据生产过程的经济价值来确定其生产工艺，是不科学的。要达到最佳效果，必须把技术与经济相结合，以确定排水采气工艺的最佳方案。为确保天然气带液生产过程的科学性和合理性，生产实际应用中往往采用最佳技术进行优选组合。首先，针对气井实际问题，进行数学建模，以构建最佳的数学模型，并最终确定最佳的排采工艺，这一步的核心在于它的数学建模

[3]。

4.结语

由于钻井液、凝淅液、气田水等因素，无论是在气田开采的哪个阶段，都存在一定的产液的可能，这是影响油气开采效率的重要因素。要保证气井的正常生产，采用排水采气技术是必要的，目前国内已有多种排水采气技术在生产中的应用经验，但其适用的领域和优点也不尽一致，盲目地采用，对提高气田产量和采收率没有什么积极意义。因此，要根据气井的具体条件，通过最优技术，合理地选取最合理的排水采气工艺。通过对水平井抽吸式抽气技术的分析和研究，对目前国内常见的抽油抽气技术进行了深入的探索，指出其缺陷。结合气举、柱塞等排水采气技术应用实例，进一步总结经验和成效，为排水采气技术综合应用提供技术参考。

参考文献

[1]王利花.浅论水平井排水采气工艺优化应用[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(19):166-167.

[2]刘佳,张杰.浅论水平井排水采气工艺优化应用[J].石化技术,2017,24(02):2.

[3]潘登殿,王俊奇.水平井排水采气工艺优化研究与应用探讨[J].石化技术,2016,23(09):113.