低压耐盐型泡排剂在大牛地气田的应用及评价

杨易骏 ，刘 慧，王锦昌，周瑞立，李国峰，陈 旭，林新宇，何荣华，吴伟然，徐卫峰，王 厦，张家伟，罗旭术

（1.中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院，河南郑州 450006；2.中国石化华北油气分公司采气一厂，陕西榆林 719000）

大牛地气田是典型的低压、低产、低孔、低渗、低丰度“五低”致密砂岩气藏，单井产量低且普遍产水。随着开发的深入，气井压力、产量不断降低，携液能力逐渐变差，井内积液日趋增加，严重影响气田的长期稳产。泡沫排水采气工艺作为一种物理化学法与其他的机械法相比具有投资较小、设备简单、应用范围广等优点，已经成为大牛地气田的主体排采工艺[1-4]。但由于气田二期增压工程的投运，气井压力进一步降低且部分老井产出液中矿化度较高，导致现用泡排剂辅助排液效果逐渐变差[5，6]。为解决部分低压且产出液矿化度较高老井的泡沫排液问题，优选两性及非离子表面活性剂研制了一种低压耐盐型泡排剂CP-01，并采用Q/SH4006 03-2014《大牛地气田泡沫排水采气工艺作业规范》对其与现用泡排剂XHY-6、UT-11C 进行了性能对比评价。并通过5 口井现场试验证明，该低压耐盐型泡排剂CP-01 能够改善低压及产出液矿化度偏高气井的排液效果，达到提高产气量、产液量、生产时率，减少降压带液频率的目的。

1 低压耐盐型泡排剂CP-01 性能指标

低压耐盐型泡排剂CP-01 采用耐高矿化度、增泡稳泡性好、生物降解性好的两性及非离子表面活性剂复配而成，从而具有抗盐起泡性好（≤260 000 mg/L）、抗油稳泡性佳（≤10 %）、抗甲醇能力强（≤30 %）、抗酸性气体（H2S≤100 mg/L）、抗高温（≤90 ℃）等特点。

2 低压耐盐型泡排剂CP-01 性能评价

为验证低压耐盐型泡排剂CP-01 在大牛地低压及产出液矿化度偏高气井中的适应性，按照Q/SH4006 03-2014《大牛地气田泡沫排水采气工艺作业规范》要求对低压耐盐型泡排剂CP-01、现用泡排剂XHY-6 及UT-11C 的配伍性、起泡、稳泡、二次起泡及携液等性能进行了室内对比评价。室内试验用的水样取自现场低压及产出液矿化度偏高气井Z5（井口油压5.68 MPa、矿化度149 000 mg/L）的产出液，试验用药剂均取自大牛地气田现场。

2.1 配伍性评价

由于大牛地气田不同层位的地层水水质存在差异，且气井在生产过程中需要加注RX-611 型除硫剂、WJL-221 型缓蚀剂、MJ-03 型阻垢剂等多种药剂，因此亟需评价低压耐盐型泡排剂CP-01 与地层水及各种药剂的配伍性。

2.1.1 与地层水的配伍性 为评价低压耐盐型泡排剂CP-01 与地层水样的配伍性能，以现用泡排剂XHY-6、UT-11C 与地层水的配伍性为参照，取大牛地气田Z5 井地层水水样配制3 ‰的泡排剂溶液，用超级恒温水浴70 ℃下加热30 min 后室温下静置24 h，各种泡排剂溶液显示均一、无分层、无沉淀现象（初始状态下及加热30 min、静置24 h 后的各种3 ‰泡排溶液分别见图1、图2）。说明该低压耐盐型泡排剂CP-01 与现场采出水水样配伍性良好，且配伍性与现用泡排剂XHY-6、UT-11C 相当。

2.1.2 与其他药剂的配伍性 为评价低压耐盐型泡排剂CP-01 与低压及产出液矿化度偏高气井现用药剂的配伍性能，按照现场加注药剂配比（1:1）要求，分别量取低压耐盐型泡排剂CP-01、现用药剂（RX-611 型除硫剂、MJ-03 型阻垢剂、WJL-221 型缓蚀剂）配制成50 mL～100 mL 的混合溶液，室温下静置24 h 后，混合溶液显示均一、无分层、无沉淀现象（初始状态下及静置24 h 后的低压耐盐型泡排剂CP-01 及现用药剂的混合液分别见图3、图4）。说明该低压耐盐型泡排剂CP-01 与现用药剂配伍性良好。

图1 初始状态下三种3 ‰的泡排溶液

图2 加热30 min、静置24 h 后三种3 ‰的泡排溶液

图3 低压耐盐泡排及现用药剂混合液（初始）

图4 低压耐盐泡排及现用药剂混合液（24 h 后）

2.2 起泡、稳泡、二次起泡能力评价

分别量取0.75 mL 的低压耐盐型泡排剂CP-01 及现场用泡排剂XHY-6、UT-11C，加入250 mL 低压及产出液矿化度偏高气井Z5 的地层水中，得到药剂浓度为3 ‰的待测样液。在70 ℃条件下，将配制好的待测样液装在罗氏泡沫管内，用滴液法测定泡排剂的起泡、稳泡及二次起泡性能，测试结果（见表1）。

通过上述试验测试结果可以看出：在矿化度较高的水质环境下，低压耐盐型泡排剂CP-01 初始发泡高度为220 mm、5 min 后泡沫高度为60 mm、10 min 后泡沫高度为25 mm、二次起泡高度为225 mm，其起泡、稳泡、二次起泡性能均优于现用泡排剂XHY-6、UT-11C。

2.3 携液能力评价

分别量取0.75 mL 的低压耐盐型泡排剂CP-01 及现场用泡排剂XHY-6、UT-11C，加入200 mL 低压及产出液矿化度偏高气井Z5 的地层水中，得到药剂浓度为3 ‰的待测样液。在70 ℃条件下，将配制好的待测样液装在Ross Mile 恒温携液仪，用气流法测定泡排剂的携液性能。测试结果（见表2）。

由表2 可知，在矿化度较高的水质环境下，低压耐盐型泡排剂CP-01 携液率为93.5 %，而现用泡排剂XHY-6、UT-11C 的携液率为92 %～93 %，且低压耐盐型泡排剂CP-01 携带第一滴液滴进入烧杯时间较短（仅为32 s）及将200 mL 基液携带完毕的时间最短（仅为8.2 min），说明低压耐盐型泡排剂CP-01 具有较强的携液性能。

表1 低压耐盐型泡排剂CP-01 及现用泡排剂起泡、稳泡、二次起泡性能（70 ℃、矿化度149 000 mg/L）

表2 低压耐盐型泡排剂CP-01 及现用泡排剂携液性能（70 ℃、矿化度149 000 mg/L）

综上所述，低压耐盐型泡排剂CP-01 与大牛地气田低压及产出液矿化度较高气井的地层水及现用药剂配伍性良好，且在矿化度较高的水质环境下，其起泡、稳泡、二次起泡及携液性能均比现用泡排剂好。

3 现场试验及效果评价

3.1 选井情况

为进一步验证低压耐盐型泡排剂CP-01 在大牛地气田低压及产出液矿化度偏高气井的辅助带液能力及适应性，根据泡沫排水采气技术应用条件（产气量介于临界携液流量与携泡流量之间），选取5 口存在井筒积液的气井开展现场试验。试验井基本情况（见表3）。

3.2 试验效果分析

对表3 中选取的5 口低压及产出液矿化度偏高气井开展了低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验，试验前后各井压力、产量变化分别（见图5～图9）。

表3 试验井基本情况

图5 Z1 井低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程中采气曲线

图6 Z2 井低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程中采气曲线

图7 Z3 井低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程中采气曲线

图8 Z4 井低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程中采气曲线

图9 Z5 井低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程中采气曲线

由图5～图9 可知：Z1 井为一口高液气比（7.02 m3/104m3）气井，试验分为相对空白期、绝对空白期及低压耐盐型泡排剂CP-01 试验期三个阶段。其中相对空白试验阶段，采取井口化排车小环空加注XHY-6 型现用泡排剂6 L/2d，平均油压3.4 MPa、平均套压5.0 MPa，油套压差1.6 MPa，生产时率100%，平均产气6 735 m3/d，平均产液4.73 m3/d，液气比7.02 m3/104m3；绝对空白试验阶段，为防止现用泡排剂对低压耐盐型泡排剂CP-01 试验效果的影响、停注原泡排剂3 d，期间平均油压4.0 MPa、平均套压5.0 MPa，油套压差1.0 MPa，生产时率100 %，平均产气6 994 m3/d，平均产液4.94 m3/d，液气比7.06 m3/104m3；低压耐盐型泡排剂CP-01 试验阶段，采取井口化排车小环空加注低压耐盐型泡排剂6 L/2d，平均油压3.81 MPa、平均套压5.23 MPa，油套压差1.42 MPa，生产时率100 %，平均产气7 660 m3/d、平均产液5.69 m3/d，液气比7.43 m3/104m3；与相对空白试验比，油套压差减小0.18 MPa，产气量增加925 m3/d，产液量增加0.96 m3/d，生产时率相当，且与绝对空白试验相比，产气、产液及液气比均有所提高，表明低压耐盐型泡排剂CP-01 在低压且高液气比气井中具有良好的辅助排液能力，取得了一定的增产效果。

Z2 井为一口压力接近管网、产气量接近临界携泡流量的低压低产气井，试验分为相对空白+管线置换期、绝对空白期及低压耐盐型泡排剂CP-01 试验期三个阶段。其中相对空白+管线置换试验阶段，采取站内套注UT-11C 型泡排剂5 L/d～6 L/d，平均油压3.35 MPa、平均套压5.4 MPa，油套压差2.05 MPa，生产时率88.54%，平均产气3 184 m3/d，平均产液1.27 m3/d，降压带液频繁（一天1.8 次）；绝对空白试验阶段，为避免现用泡排剂对低压耐盐型泡排剂CP-01 试验效果的影响、站内停注原泡排剂3 d，期间平均油压3.3 MPa、平均套压5.5 MPa，油套压差2.2 MPa，生产时率72.92 %，平均产气1 741 m3/d，平均产液1.52 m3/d，液气比8.73 m3/104m3，降压带液频次增加（每天3 次）；低压耐盐型泡排剂CP-01 试验阶段，采取站内套注低压耐盐型泡排剂4 L/d～6 L/d，平均油压3.8 MPa、平均套压5.5 MPa，油套压差1.7 MPa，生产时率89.43 %，平均产气3 103 m3/d、平均产液1.46 m3/d，降压带液频繁（每天1.5 次）；与相对空白试验比，油套压差减小0.35 MPa，产气量相当，产液量增加0.19 m3/d，生产时率提高0.89 %，且与绝对空白试验相比，产气、产液及生产时率均有所提高，表明低压耐盐型泡排剂CP-01一定程度上提高了低压低产且产出液矿化度偏高气井的带液能力，取得了一定的稳产效果。2019 年在大牛地气田共进行5 口低压及产出液矿化度偏高气井的（矿化度为68 100 mg/L～149 000 mg/L）低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验，有效率100 %，试验期间取得了一定的增产、稳产效果（见表4）。

4 经济效益核算

由低压耐盐型泡排剂CP-01 现场试验过程可知，其成本费主要包括人工劳务费、化排车运行费、药剂成本及运输费，通过计算可得：5 口井试验总成本费为1.21 万元。5 口低压及产出液矿化度偏高气井开展低压耐盐型泡排剂CP-01 先导试验后取得一定的增产效果，日增产气量1 161 m3、累计增产气量1.741 5×104m3，天然气价按照1.16 元/立方米计算，日创效0.13万元、累计创效2.02 万元，作业成本仅为1.21 万元，投入产出比为1:1.7。

5 结论及认识

（1）室内评价显示，低压耐盐型泡排剂CP-01 与大牛地低压及产出液矿化度偏高气井地层水及现用其他药剂配伍性良好，且其抗盐性能较现用泡排剂好。

（2）现场试验单井分析表明，气井的压力、产量是影响泡排效果的主要因素，药剂加注方式、管网压力是次要因素；产气量介于携液与携泡流量之间的高液气比及低压低产气井对泡排剂的依赖程度较高，表现为绝对空白期停药后产气、产液量下降明显，其中Z2、Z4井影响甚为严重；井口加注泡排剂的效果优于站内加注，且管网压力波动对气井泡排效果也有一定影响。

（3）现场试验总体效果表明，5 口低压及产出液矿化度偏高气井试验后，日增气量1 161 m3，累计增气量1.741 5×104m3，作业成本低廉，投入产出比可观，取得一定的增产效果及经济效益。

（4）通过室内评价与现场试验，验证了低压耐盐型泡排剂CP-01 在大牛地低压及产出液矿化度偏高气井中具有较强的适应性且性能优于现用泡排剂，满足了低压（3 MPa～6 MPa）及矿化度偏高（6.8×104mg/L～14.9×104mg/L）条件下的高液气比、低产、低含硫等类气井经济有效排采，可在大牛地气田规模化应用。