黄文科,郑海亮,王兴艳,张喜平,刘茂果,白 艳,谢耀荣,赵晓红,郭愿刚
(1.中国石油长庆油田分公司第一采气厂,陕西西安 710000;2.北京凯博瑞石油科技有限公司,北京 100083)
M 气田位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部、中央古隆起东北侧,构造平缓,整体呈东北高、西南低特征。气田纵向具有多套含气层系,其中上古生界气藏石盒子、山西、太原、本溪组为致密砂岩气藏,下古生界马五1+2 为低渗碳酸盐岩气藏[1-5]。M 气田从1989 年发现到现在,气田经历了四个阶段,包括开发前期评价和开发试验阶段(1991 至1996 年)、探井试采阶段(1997 至1998年)、规模开发阶段(1999 至2003 年)、气田稳产开发阶段(2004 年至今)[6]。目前M 气田逐步进入稳产中后期,投产846 口气井中,井口压力低于6 MPa 气井476口,井数占比56%,产量占比44%。因此,管理好低压气井,是M 气田控制递减、提升稳产能力及经济效益的关键。
在低压气井生产管理方面,李强等[7]对低产低效井进行了分类,并对低产低效气井生产动态进行了分析,提出了泡沫排水采气、合理注入防冻剂及间歇提产带液生产的工艺对策;张明文[8]提出了气藏开发后期加强动态监测、调整内部管网结构等生产管理措施;梁平等[9]介绍了低压气井单井增压开采可行性论证方法,阐述了单井增压开采工艺流程和技术;王小佳等[10]提出了低压气井间开工作制度优化方法。本次研究在低压气井地质特征及开采指标评价的基础上,开展气井低压成因分析和分类评价,并针对高采出程度、物性差、井筒积液、气井产水四类气井提出了不同治理对策。
在开展单井生产特征、产能、动储量、携液能力等开采指标评价基础上,结合静态地质参数,对气井低压形成主控因素进行分析。研究表明,对于M 气田,气井低压原因主要可分为采出程度高、物性差、井筒积液、气井产水四大类。
该类气井稳产能力强,排液、增压等措施效果好,动储量采出程度高,地层能力利用充分。如M1 井,该井2007 年7 月15 日投产,射孔层位马五12、马五13,无阻流量19.1×104m3/d,动储量1.71×108m3,目前油压3.06 MPa,累计产气1.40×108m3,动储量采出程度达到81.7%(见图1)。
图1 M1 井生产曲线
M 气田476 口低压气井中高采出程度井110 口(占23.1%),平均无阻流量44.3×104m3/d,动储量3.39×108m3,采出程度72.1%。在低压生产阶段,气井具有较高生产能力(初期产量4.8×104m3/d)和较小产水量(产水0.5 m3/d)。
该类气井由于储层物性条件和含气性差,生产压差大,产能低,携液能力不足。如M2 井,该井2008 年9月15 日投产,射孔层位本溪;有效厚度5.1 m,孔隙度8.17%,含气饱和度65%;无阻流量7.4×104m3/d,动储量0.033×108m3,目前油压5.68 MPa,累计产气0.023×108m3,动储量采出程度70%(见图2)。
图2 M2 井生产曲线
476 口低压气井中物性差气井107 口,占22.5%。该类气井平均无阻流量4.81×104m3/d,动储量0.20×108m3,动储量采出程度46.2%。在低压生产阶段,产量低(0.45×104m3/d),产水量小(产水0.1 m3/d)。
该类气井初期具备一定携液能力,后期携液能力下降,油套压差增大,产量逐渐降低。如M3 井,该井2007年7 月15 日投产,射孔层位马五12、马五13、马五14,无阻流量17.4×104m3/d,动储量1.04×108m3,目前油压4.01 MPa,累计产气0.78×108m3,动储量采出程度73.9%(见图3)。
图3 M3 井生产曲线
该类气井174 口,占低压气井36.6%,平均无阻流量19.1×104m3/d,动储量1.50×108m3,动储量采出程度58.1%。在低压生产阶段,初期产量1.8×104m3/d,产水0.3 m3/d。
该类气井初期产气量较稳定,产水量增加,致使后期携液困难,产气量、产水量均下降。如M4 井,该井2004 年10 月24 日投产,射孔层位山2,无阻流量6.7×104m3/d,动储量0.96×108m3,目前关井,油压5.22 MPa,累计产气0.52×108m3,动储量采出程度53.9%(见图4)。
图4 M4 井生产曲线
476 口低压气井中产水井85 口,占17.9%。该类气井平均无阻流量23.7×104m3/d,动储量1.55×108m3,动储量采出程度46.9%。在低压生产阶段,产水井初期产量1.9×104m3/d,水气比达到1.0 m3/104m3。
按照低压井成因,将M 气田低压气井分为高采出程度井、物性差井、井筒积液井、产水井四大类。在此基础上针对不同类型气井,制定相应开发技术对策(见图5)。
图5 低压气井分类及管理对策示意图
对于采出程度高的低压井,可通过实施增压开采,降低废气低产压力,延长稳产期,提高气井采收率。M气田目前高采出程度井共计110 口,其中待增压气井45 口,是后期调整的重点。从已增压井实施情况看,气井增压效果明显,但部分增压初期气井配产过高,产量、油压递减较快,需进一步优化调整。如M5 井,该井增压前配产0.5×104m3/d,产气量相对平稳。2012 年6月1 日该井进入增压流程,初期配产3.0×104m3/d,但完全没有稳产期,产量迅速递减,虽中途数次关井进行压力恢复,但仍未阻止其递减趋势,6 个月后产量递减至0.14×104m3/d。
对于自身生产能力弱气井,通过未打开层位核查,对有潜力井实施补孔,提高单井产量和储量动用程度。如M6 井,该井1999 年11 月29 日投产,生产层位马五、马五22、马五13,2017 年产量降至0.4×104m3/d,通过补孔本溪组,产量提升至2.7×104m3/d。
目前M 气田投产476 口低压气井中,积液井达到19.1%。通过泡排、柱塞气举及氮气气举,提高气井携液能力,发挥气井产能。其中,对于采出程度低,且出现严重积液,气井产能快速降低或停产气井,采用氮气气举复产,并配合采用泡排等助排方式;对于产气大于0.5×104m3/d,自身具有一定生产能力积液或产水井,采用泡排提高气井采收率;对于产气小于0.5×104m3/d,产水大于0.5 m3/d 且小于15 m3/d,且自身具有一定生产能力积液井或产水井,采用柱塞气举;对于产水大于15 m3/d,产气低于0.5×104m3/d 的气井,建议关井。
目前M 气田存在富水区和富水井点,随着地层压力的下降,气井依靠自然能量携液能力减弱,难以保持连续生产。对于该类气井,一方面,需全面推广智能泡排、压缩机气举等技术应用范围;另一方面,加强井间互联井筒激动排液复产工艺技术、同心毛细管技术、天然气连续循环技术、深抽排液采气工艺、单管球塞连续气举工艺等新工艺技术实践与探索,更好地实现井筒积液和控水采气。
本文提出了低渗-致密气藏低压气井分类评价方法和管理对策,为M 气田持续稳产提供了有力技术支持。