化学排水采气在胜利油气区的应用

于海霞

摘要：胜利油气区浅层气藏在开发中容易出水，化学排水是提高出水气井开发效果的有效措施之一，本文通过对化学排水的排液机理和影响泡沫性能因素的研究分析，得出适用于该方法的气井范围，并经过现场实践，证明该方法具有施工容易、成本低、收效快、不影响日常生产等优点，在胜利油气区有很强的适用性。

关键词：化学排水；排液机理；泡沫性能；适用性

胜利油气区浅层气藏以河流相沉积的透镜状岩性气藏为主，气藏埋藏浅、成岩作用差、储层胶结疏松，且多数具有边、底水，开发中容易出水。目前，胜利油气区浅层气藏的出水已经成为制约气藏高效开发的首要问题，制定合理的排水采气措施是提高边底水气藏采收率的主要手段，其中，化学排水采气是浅层气藏开发中重要的排水采气方法之一。

化学排水采气是一项减少井底积液，疏导气水通道，改善或恢复气井生产能力的助产措施。其原理是从井口向井筒内注入一定数量的表面活性剂，借助天然气流的冲击和搅动，把井底积液变成大量的低密度泡沫，使流体密度降低易于被天然气流带到地面，从而达到降低井筒回压、提高气井自喷能力的目的。

1、排液机理

液滴的半径由液体的表面张力和气体的动能来决定.通过注入表面活性剂降低液滴半径，从而降低排液气速达到排液的目的。通过模拟的方法能够得到结果如图1，可以看出表面活性剂达到一定的浓度后，所需的排液速度降到气井内实际气速以下，这时气井就可以举升液体。

2、影响泡沫性能的主要因素

（1）表面张力

泡沫的形成需要很多条件。首先要有足够低的表面张力和蒸汽压力。其次，溶液的表面张力必须在一定的范围之内。据分析性能最好的泡沫其表面张力为50mN/m。表面张力必须在体系的动态条件下测定。并不是表面张力越低越好，泡沫的形成需要性质完全不同的分界面，因此在无水的油相中很难形成泡沫。

理论上对于泡沫形成和预测最小气速最关键的参数是表面张力。通过实验可以得出混合液体的表面张力越小，所需的气体流速也越小。

（2）泡沫密度

通过搅拌实验可以确定泡沫的功效和稳定性。在实验中可以记录出搅拌后泡沫和液体的总体积，以及泡沫的半衰期，而泡沫的密度是浓度的函数，浓度越高，发泡状况越好，泡沫的密度也就越低。随着泡沫密度的降低，所需的气井排液气速也随之降低。

由于化学作用，泡沫的密度和表面张力对于产气井的排液都有重要的影响，并且密度的影响更大一些。

（3）稳定性因素

影响泡沫稳定性的因素主要有矿化度、温度、凝析油的含量等，尤其是凝析油，它的存在严重降低了活性剂的起泡能力，甚至不起泡。然而凝析油对不同表面活性剂的影响也是不同的。图4为凝析油对两种不同产品的泡沫高度的影响。

3、适用范围

（1）矿化度较高的气井不易采用。因矿化度增加时，水的表面张力增大，化学排水效果降低：

（2）水气比很高的气井不宜采用化学排水。在液气比为5-10m³/104m³之间的低产气井中发泡条件最佳：

（3）水淹停产井不能采用，必须用其它措施恢复自喷能力后，方可实施该工艺：

（4）气井日排水量在5m³以下。

4现场应用效果

胜利油气区浅层气藏的地层水类型以NaHCO，型为主，根据对32个地层水样分析资料的统计，NaHCO₃型有21个，占65.6%；CaCl₂型有9个，占28.1%；MgCl₂型只有2个，仅占6.3%。地层水矿化度低，在2000～6000mg/l之间。一般利用采用JY-1型化学排水剂即可满足要求。

“十一五”期间对井筒有积液的气井共实施化学排水109口井253井次，见效205井次，成功率81%，平均有效期15天，累计增产气量307.5x10⁴m³。实践证明，该方法具有施工容易、安全可靠、成本低、收效快、不影响日常生产等优点，是提高出水气井开发效果的有效措施之一。

陈家庄气田的两口气井，采用化学排水效果见下表：

5、认识及建议

通过理论分析与生产实践发现.化学排水需要关注以下几个方面的问题：

一是优选化排气速，在气水两相垂直流动过程中，气速越大，排水能力越好，然而在化学排水中却不尽然，适合的气速可以获得最佳的助采效果。现场施工时，应对气井进行生产动态分析，计算天然气在井筒内的流速，并根据生产情况进行必要的调整，以避免最不利的排液流速。

二是选择适宜的化排流态.化排中只考虑气流速度还不足以概括气井带水能力，而应该分析油管中气水两相垂直流动状态，对于生产井可根据气水流速、压降梯度及气水产量波动程度来判断。

三是合理使用浓度，施工中并不是使用的化排剂越多、浓度越大越好，而是存在一个最佳浓度，在最佳浓度时排水量增值最大。

从胜利油气区的使用效果来看，化学排水采气有很强的适用性。但胜利气井对井筒积液很敏感，少量积液即可造成产量大幅下降，以至间歇泡排有效期较短。建议可采用连续注入方式，保持井筒清洁，以维持气井高产稳产。