页岩气井排水采气工艺技术优选与试验

摘 要：页岩气井进入低压低产阶段后，气井井口压力低，井筒积液严重，治理难度较大。通过积液规律研究，确定了速度管柱、气举、泡排、柱塞气举等排采措施适用条件及实施时机，经现场试验，可以提高页岩气井的最终排采效果，对同类型气藏的开发具有借鉴意义。

关键词：页岩气井;低压低产;积液规律;排采措施

1 井筒积液规律

通过建立单井Pipesim模型，模拟计算出套管井临界携液流量约为13.83万方/天，油管井临界携液流量为2-3万方/天。结合井筒积液速度比和临界携液流量，综合判断当井筒积液速度比大于1，且产气量低于临界携液流量时，井筒积液较严重。

2 排水采气工艺优选

根据威远工区现场实际条件，分析各种排水采气工艺适用性，建议在压力递减阶段采用“优选管柱”生产，油管生产后期无法正常携液时，采用气举、泡排、柱塞气举等排水采气措施，而对生产后期的低压低产气井，则采取气举+泡排、泡排+柱塞气举等组合排水采气措施。

3 现场应用与效果评价

3.1 速度管柱

气井投产后，当气井产量低于临界携液流量时，下入生产管柱可有效提高气井井筒携液能力。在研究区完成了三个平台12口井的采气工艺管柱方案设计，优化油管尺寸、生产管柱和回音标的下入深度。下入速度管柱后，气井井筒携液能力增强，产液量明显增加，产液量平均提高137%。

3.2 泡排

对于处在产量递减阶段的气井，泡排措施具有较好的增产稳产效果。而处在低压低产阶段的气井，泡排措施效果不明显。泡排前采取气举措施有助于提高泡排效果。

在威远研究区实施泡排33口井，措施增产2675万方，其中6口井配合柱塞气举进行组合排水采气，取得较好的增产效果。威XH4平台有2口井在采取泡排措施前处于产量递减阶段，泡排后2口井产量都明显增加且保持稳定。其中，威XH4-3井泡排前水气比较高，措施后增产效果更明显。

威YH2平台2口井采取泡排措施前都处于低压低产阶段，泡排后两口井产量无明显增加，基本保持稳定。分析认为2口井投产时间较长（2015年），目前地层压力低、井筒积液严重，单独采取泡排措施增产效果不理想。可考虑结合气举、柱塞气举等措施，改善气井排采效果。

威XH4-2井在采取泡排措施后增产不明显，后进行气举，产量大幅增加。又继续采取泡排措施后，气井维持较高产量生产。

3.3 气举

气举主要用于水淹停喷气井，包括自身积液水淹和受压裂影响水淹导致停喷气井。在下油管后仍无法恢复生产时，采取气举措施辅助排液。气举排出井筒积液以后，有助于气井复产和提高后续其他排水采气措施效果。研究区开展气举311井次，其中有效280井次，有效率90%，气举措施累计增产841万方。

气举持续时间对气举措施效果有很大影响。威XH9-7井在7天内多次进行氮气气举，期间气井产量增加明显且保持稳定，气举结束后，产量迅速下降。后又进行单次气举，气举后产量略有增加。分析认为，气举是通过补充能量来提高排水采气效果，气举结束后能量供应中断，产量快速恢复到措施前，措施效果持续性较差。

对于低产井，单独采取气举措施增产效果不理想。威XH4-1井处于低产阶段，多次气举后排出部分积液，气举结束后产量迅速下降，增产效果不理想。气举主要以复产和辅助排液为主，单独采取气举措施效果有限，可以配合泡排和柱塞气举进行定期排液生产。

3.4 柱塞气举

现场实施柱塞气举9口井，7口井产量增加，2口井产量略有降低。气井产量按照月递减率5%计算，9口井累增气304.67万方。

实施柱塞气举需要有足够的地层能量。威YH7-3井实施柱塞气举前采取间开生产，平均日产气0.90万方/天，日产液3.26方/天。下入柱塞后，由于地层能量不足，柱塞无法到达井口。通过氮气气举激活，柱塞气举正常生产。措施后气井平均产气量1.31万方/天，产液量3.22方/天，累增气123.76万方，取得明显增产效果。

泡排+柱塞气举组合起到较好的排采效果，柱塞气举起到主要作用。威YH3-4井实施柱塞气举前采取泡排连续生产，平均日产气0.90万方/天，日产液2.20方/天。措施后采取泡排+柱塞气举生产，平均产气量1.17万方/天，产液量1.94方/天，累增气30.60万方。威YH3-4井后又分别单独采取柱塞气举生产和泡排间开生产，单独采取柱塞气举生产时，产气量基本保持不变，产液量略有增加。单独采用泡排间开生产时，产气量和产液量都明显降低。从措施效果来看，单独采取柱塞气举和柱塞气举+泡排生产效果差别不大，柱塞气举在组合排水采气措施中起到主要作用。

地层能量不足导致部分气井措施效果不理想。威YH3-2井实施柱塞气举前采取泡排连续生产，平均日产气0.97万方/天，日产液0.85方/天。措施后采取泡排+柱塞气举间开生产方式，产量略低于措施前，平均产气量0.82万方/天，产液量1.18方/天，产量减少9.13万方。分析原因主要包括：气井生产时间较长，目前地层压力较低;关井恢复压力时间偏短，地层能量未充分恢复。目前间开生产12h，开井压力低于3MPa。对此类实施柱塞气举的井，可增加关井恢复压力时间，确保地层能量恢复，以改善柱塞气举生产效果。

通过关井恢复压力和调整间开生产时间能够改善柱塞气举措施效果。以威XH2-3井为例，该井措施前采取泡排连续生产，平均产气量1.25万方/天，产液量2.59方/天。实施柱塞气举后，关井恢复压力11天，开井后间开生产时间增加，平均产气量1.38万方/天，产液量1.45方/天，产量明显增加。

4 结论

①页岩气井生产长期处于低压低产阶段，气井井口压力低，井筒积液严重，携液生产困难;②当井筒积液速度比大于1，且产气量低于临界携液流量时，井筒积液较严重，需采取排水采气措施;③不同的生产阶段，采用不同的排水采气措施，可以有效提高单井产量。

参考文献：

[1]蒋泽银，李伟，罗鑫，李小蓉，熊颖，周鸿，向建华.页岩气平台井泡沫排水采气技术[J].天然气工业，2020，40（04）： 85-90.

作者簡介：

李昌绵（1966- ），男，高级工程师，毕业于大庆石油学院采油工程专业，现主要从事油气田开发研究与科技管理工作。