开发II区气井分级分类管理及稳产措施研究

张华涛，刘炳森，金婷，王博，李泽亮，马力，李梦

中国石油长庆油田苏里格南作业分公司（陕西 西安 710018）

1 区块基本情况

1.1 区块简介

区块面积684 km2，探明+控制储量1 024.8×108m3，已开发动用储量455.09×108m3，动用率44.41%，历年累产36.45×108m3，采出程度3.55%，采气速度1.27%。

1.2 地质概况

开发II区属于无边底水定容弹性驱动，低孔、低渗、低压岩性圈闭致密低含凝析油气藏。气藏埋深3 450～3 730 m，地层压力33.5 MPa，地温梯度2.72 ℃/100 m，储层温度110 ℃，地层压力系数0.87～0.95。

1.3 气田工艺概况

1）轻型井身结构。88.9 mm（312″）套管完井，产气量降到1.8×104m3/d 之后采用38.1 mm（112″）速度管柱生产，达产后采取低压模式生产。

2）采用“井下节流+井丛集中注醇”中压集气。集中注醇是指区域井丛向所辖的基本井丛注醇。

3）针对开发II 区全丛式井，形成“大井组、长半径”集气站布局优化技术，延长集气半径。

4）“两定”井组串接。“一定”井丛数量：2～3座基本井丛接入区域井丛，区域井丛直接进站；“二定”管线管径：采气干管Φ219 mm，采气支管Φ114 mm。

1.4 生产现状

投产气井293 口，日均开井163 口，日均产气342×104m3，日均产水140 m3，液气比为0.41，油液比为0.37。自然连续生产井108 口，占比36.9%；间歇井179口（包括柱塞井和低产低效井），占比61.1%；长关井6口，占比2%。

2 气井的分级分类管理

将气井进行精细化分类。第一级按照井筒将气井分为节流器井、无阻生产井、速度管柱井；第二级按照生产动态将气井分为连续稳定递减井、间歇生产、低产低效井、长关井；第三级按照气量分类，根据临界携液量进行4类划分，分别如图1、图2、图3所示。

图1 临界携液量划分

图2 88.9 mm（3 1 2″）套管临界携液量

3 初期生产工艺存在的问题

1）生产初期采用88.9 mm（312″）套管生产，由于临界携液量较高，导致气井生产容易积液，间歇生产井占比高，开井时率低。在3.0～4.5 MPa中压模式下，气井的临界携液量为（2.31～3.49）×104m3/d。

图3 38.1 mm（1 1 2″）套管临界携液量

2）88.9 mm（312″）套管井筒生产工艺增产措施有限。对比目前国内常用的排水采气工艺技术，受区块井筒工艺、地面条件、开采条件的限制，优选管柱和柱塞气举比较适宜在开发II 区进行应用，泡沫和回转泵较适宜应用。

3）初期配产相对较高，稳产期短。初期配产相对较高，为使气井产量在临界携液量以上，配产为无阻流量的1/3～2/5。气井稳产期短（3～10个月），表现出“初期快、后期缓”的递减趋势。

4）间歇开关井人工工作量大。2018 年开发II区开关井2 675井次，间歇井压恢开关井1 955井次（占比73.08%），柱塞、远程人工仿智能开关井等开关井次170 井次，占比仅为8.7%。由此可见，所耗费的人力、车辆成本不但大幅增加，并且受制于外协、天气等原因，开关井的制度并不能按照要求执行。

5）部分井单一速度管柱增产效果有限。其中气井井数25口，占速度管柱总井数的12.3%。采取速度管柱措施后3 个月出现明显的积液特征，阶段日均产量小于0.3×104m3/d。

4 稳产工艺措施及其实施效果

4.1 速度管柱

1)试验井基本情况：总井数293 口；累计投运203 口；井均日增产0.78×104m3；6 个月总增产2.85×108m3；平均稳产时间203 d；措施有效率84.73%；典型井为××井。

措施前处于间歇生产阶段，日均产气1.02×104m3/d，多次进行压恢和泡排，无法稳定生产。2016年9月8日安装速度管柱，稳定生产696 d，日均1.46×104m3/d，累计增产306×104m3，增产和稳产效果均显著。由此可见，速度管柱是目前最有效的稳产方式[1]。

2）逐步形成老井速度管柱投放标准。2015年，试验井数9口，效果较好；2016年小于临界携液流量气井全部投放速度管柱；2017 年，下放气量下限为0.3×104m3/d；2018年，下放气量下限为0.7×104m3/d。历年速度管柱有效率统计如图4 所示。由图4 可知，将下限定为0.7×104m3/d 后，速度管柱有效率由72.31%上升为96.61%。

图4 历年速度管柱有效率

典型井A 气量增产情况：措施前处于间歇生产阶段，日均产气0.46×104m3/d，多次进行压恢无法稳定生产。2016 年9 月8 日安装速度管柱，仅稳定生产10 d即进入间歇阶段，日均产气0.73×104m3/d，虽有增产效果，但无法起到稳产作用。

4.2 间开压恢

1）间开压恢是间歇井的主体增产措施。当气井生产中出现“假死”或气量较配产下降较为明显时，气井地层压力较低，井底积液无法带出，因此应采取关井复压，以减少风险性。关井复压的目的一是提高地层压力增加地层的能量，二是使井内积液退回产层内，有利于开井时井底积液排出井口。如果关井压力恢复较慢，当井口压力恢复至最大关井压力的80%～90%时，可结束关井。压恢关井是该区块稳产的重要手段，在气井的稳产中起到了较为明显的作用。总井数293口；间开井179口；日均开井数93 口；日稳定贡献气量93.29×104m3；开井时率52%；关井时间3～30 d；平均稳产5～30 d；平均日增产6.2×104m3。

2）逐步确立间歇气井压恢制度。从2016 年开始逐步实施间开制度以来，通过不断分析关键参数，逐步确立压恢开关井制度。①压恢关井时机：节流器井日产气量小于0.5×104m3/d，速度管柱井日产气量小于0.3×104m3/d。②压恢开井时机：压力恢复到气井最高压力的80%～100%，低产井结合生产稳产情况开井。

3）针对压恢排液效果不佳、单井连续稳产效果差的问题，采取如下措施：稳产分析手段采用气井生产动态图和两相计量相结合；单井稳产量大于携液流量时间短，排液效果不佳，稳产期短（5～30 d）；典型井：××井。2016 年11 月17 日投产，节流器井，2018 年6 月进入间歇期。关井时间3～12 d；压力恢复7.5～10.0 MPa；排液数据两相计量测试4 d，液气比0.6m3/104m3；最佳制度为关3开7。

由此可见，短开短关有助于气井增产，排液效果较好，但无法实现连续稳定生产。

4.3 远程仿人工智能开关井

将现场针阀控制手轮用智能针阀控制机构代替，通过降速增距驱动手轮转动，依托井场光缆通讯系统，实现对该阀的远程仿人工开关井。远程仿人工智能开井模式包括：定时模式、压力模式、开度模式、暂停模式和手动控制模式。

远程仿人工智能开关井是保证间开效果和减少人力的重要手段。间开制度效果最大化方法是按照制度及时开关井。影响到间开效果不利的因素包括：人力、外协、天气等，造成间开措施执行率无法保证。

1）前期试验取得的认识。可以实现远程控制针阀开度控制流量的方式开井，最高背压17 MPa可成功开井。

2）下一步试验方向。速度管柱井（0.3～0.8）×104m3/d，节流器井（2～3）×104m3/d 的间歇井进行短开短关试验。逐步实现智能开井，通过针阀开度与流量计数据进行关联开井。

3）典型井B 气量增产情况。安装前日均产气0.170 8×104m3/d，安装后日均0.318 8×104m3/d，增产幅度达86.60%。背压数据：最高背压13 MPa 远程开井。智能化方面：远程仿人工开井，减少人工开关井38次。

4）典型井C 气量增产情况。安装前日均产气0.075 2×104m3/d，安装后日0.206 9×104m3/d，增产幅度达175%。背压数据：最高背压17 MPa 远程开井。智能化方面：远程仿人工开井，减少人工开关井26次。

4.4 柱塞气举

柱塞气举是通过改变井筒两相流携液模式，克服液体滑脱效应，提高举升效率，保障气井连续稳定生产的一种方式[2-4]。其实现了开关井远程化、智能化，降低员工劳动强度，达到排水采气的目的。柱塞气举工艺技术选井原则：气量（0.1～1.5）×104m3/d，关井油压4～12 MPa；间开压恢效果不明显井；不适宜下入速度管柱井；井筒内径一致，且光滑通畅；非水淹停产井。

柱塞气举工艺技术目前已在88.9 mm（312″）套管直井××井和定向井××井井筒试验成功，分析直井典型井D 和定向井典型井E 井的柱塞排水采气效果。试验结果表明：柱塞运行良好，柱塞气举可以起到较好的增产及稳产效果。①通过在典型井D试验，措施前日均产气0.247 5×104m3/d，措施后气井连续稳定生产251 d，日均0.717 9×104m3/d，增产幅度达到190%，累计118.070 4×104m3；排液数据：两相计量测试15 d，液气比1.32（气井液气比平均0.41）；智能化：实现远程开关井215次，减少人工开关井32次。②典型井E井措施前日均产气0.498 9×104m3/d，措施后气井连续稳定生产188 d，日均0.5 65 3×104m3/d，增产幅度达到13%，累计增产12×104m3；排液数据：柱塞开井首日，排液7.2 m3，按照计算，井底1 400 m液柱积液全部排出；智能化：实现远程开关井162次，减少人工开关井24次。

4.5 泡沫排水采气

当速度管柱井出现积液现象后，压恢虽然能起到增产作用，但无法有效排液。在未安装压缩机的前提下，泡沫排水采气（以下简称泡排）将是速度管柱井积液的良药[5-6]。

2014 年，针对节流器井的积液井进行试验，虽无法直观将泡排作用与压恢效果区别开，但其中89%以上的气井在采取泡排和压恢后取得了效果，部分井在压恢无效的情况下仍可复产。

2018年，针对速度管柱井，试验采用不同制度、不同方式，其中初期高浓度药剂（1：2）连续环空注剂，油管生产方式取得了显著效果。

1）典型井F 试验情况。泡排前：水淹状态，2 次压恢开井均无法复产，5月16日开井无瞬时，安装两相计量无数据。注剂方式：1：2比例，环空连续注剂油管生产。排液情况：复产后4 h 排液0.32 m3。气量增产：注剂后该井成功复产，连续生产70 d，日均产气1.4×104m3/d。

综合评价：排液效果良好，成功使该井复产。在速度管柱和泡排双重作用下，该井稳定生产。

2）典型井G 试验情况。2012 年10 月22 日投产，泡排前配产13.9×104m3/d，产量递减后呈现明显的积液状态，多次压恢复产无效果，停产时间达到233 d。2014年7月2日和7月6日，分2次向该井注入累计300 L液体泡排剂后开井，成功复产，并稳定生产46 d，日均产气量4.6×104m3/d。

综合评价：泡排效果良好，成功使该井复产。

5 建立气井配对工艺措施

根据气井生产动态特征对气井进行分类，针对气井的生产特征制定相应的管理制度。根据气井分类的情况和各类工艺措施的实施效果评价，在开发II 区未进入低压模式生产阶段，按照以下原则对气井进行工艺措施划分，建立气井工艺措施实施指导台账，划分标准详见表1、表2。

表1 节流器井和无阻生产井工艺措施划分标准

表2 速度管柱井工艺措施划分标准

6 结论

针对开发II 区气井进行分级分类管理和稳产措施研究，形成以下结论与认识：

1）建立了气井分级分类的标准，按照井筒工艺、生产动态及临界携液量对开发II 区293 口气井进行了精细分类。

2）88.9 mm（312″）套管井筒生产工艺导致气井容易积液、增产措施有限，初期配产相对较高，存在稳产期短、‘间歇开关井人工工作量大’、部分井单一速度管柱增产效果有限等问题。

3）速度管柱和间开压恢是目前开发II区的主体增产措施。其中速度管柱起到了较好的排水效果，并能使气井维持较长的稳产时间；间开压恢措施起到了较好的增产作用，但排水效果一般，单井仅靠间开压恢难以达到稳产作用。

4）生产数据表明，将老井速度管柱下限调至措施前日产大于0.7×104m3/d，可以有效提高老井速度管柱有效率。

5）柱塞气举是排水采气的有效措施，适合于气量（0.1～1.5）×104m3/d的节流器井，较好地填补了速度管柱实施效果不佳井留下的工艺措施空白。

6）针对目前人工开关井工作量大的问题，采取远程仿人工智能开关井，通过优化开关井时间，有效执行压恢制度，达到更好的排液效果。

7）泡排是救活积液井，特别是速度管柱积液井的良剂，初期高浓度药剂（1：2）连续环空注剂方式可以使速度管柱井恢复生产。