高含硫气井排水采气工艺适应性研究

吕国强

摘要：在高含硫气田中，为了保证边底水线稳定开展以及气井水淹治理效果，可以采用排水采氣手段，然而并非所有工艺均适用于统一气田中，需要科学选择。对此，本文分析了排水采气的条件、介绍了不同排水工艺的适应性，并针对最优工艺的选择进行了分析。

关键词：高含硫气井;排水采气;适应性

前言：我国气田中，天然气中硫化氢体积分数较大，可能超出1%以上。此种气田主要分布在四川盆地。比如PG油田，磁层为侏罗系、二三叠系、石炭系与志留系，其气藏埋深最高位6200m，硫化氢体积分数达到15.2%，主体压力超出52Mpa，二氧化碳的体积分数达到8.6%。

1 排水采气的条件分析

PG主体气藏水体的规模达到18.10×108m³，其水体倍数达到4.53，水体能量不足，开展气藏生产活动时，可以选择排水采气手段[1]。

气藏水汽比呈现逐年上升趋势，投产初期水气比仅能够达到0.13/104，在2014年则达到了0.97/104，反映出地层水开始不断侵入气区，另外促使气井生产工作中，井筒出现能量损失问题，使得生产难度增加，不断出现水淹问题。

水侵类型主要是典型空隙与典型裂缝两种类型，极易造成气藏水侵，选择堵水工业会造成堵气问题，严重影响气藏生产水平，并且气层中也会积蓄地层水，进而无法有效排出基质气。同时，完成控水与堵水作业之后，无法有效控制净水侵量。所以在汽水边界的气井应该积极开展排水作业，减少边水不断进入气藏中。

P103-1井与P103-2井生产数据以及连井波阻抗剖面显示，两个井具有良好连通性，将P103-1井关闭之后，P103-2井以及其他临近井的边水突进速度加快，关井前，P103-1井水量达到150m³/d，已经满足排水采气要求，排水可以促使该井能够恢复产能，同时还能够促使邻井的开采效果得到充分优化。

2 排水采气工艺适应性分析

2.1生产管柱

第一，工艺原理。在气井低于临界携液流稳定生产过程中，气体无法将积液带到井口位置，在出水量持续增加过程中，产气量下降。需要科学选择排水采气工艺，将井筒积液全部排出，可以提高水稳产。因此，为了确保气井稳产，应该确保气井产气量始终高于临界携液量。选择管柱排水工艺主要是为了保证携液生产稳定性，借助各个型号管柱可以实现稳产目标。

第二，技术优势。该技术施工便捷、适应性强，在结垢、出砂、腐蚀等复杂条件下均具有良好适应性。

第三，技术局限。该技术无法在产水量大的气井中进行应用。并且在深度方面也有一定限制，在老井中管柱更换工作不够便捷，生产工作还会受到管柱直径影响。

第四，技术适应性。管柱工艺通常在产水量较小的气井中应用较为广泛，同时PG气田中气井主要是高产水量气井，最高能够达到310m³/d。同时钻深基本上超出6000m，以该工艺的适用条件分析，管柱排水法适用性不足。

2.2泡沫排水采气

第一，工艺原理。泡沫排泄过程主要是化学剂加入井底，并与井底积液混合形成气泡，在不断增加表面活性剂的同时，起泡剂可降低水的表面张力。在井筒气体流动作用下，化学剂流态也出现变化，充分强化气井携液质量，向井口携带积液。

第二，技术优势。该工艺反应速度快，成本低，在凝析水、间喷出水以及其他低压气井中具有广泛应用[2]。

第三，适用条件。该技术在结垢、出砂、腐蚀等复杂条件与定向井中具有良好适应性。井底温度低于1290℃、排液量低于180m³/d，排深低于6000m条件下具有良好适应性。

第四，工作适应性。四川盆地地区，泡排工艺在中低含硫井与无硫井中经济效益较为突出。PG气田的地层温度在128℃左右，埋藏深度在6000m左右，地层的水矿化度最低为10000mg/L，最高为50000mg/L。在边部出水井方面，开采初期以及中期产水量均在180m³/d以下，因此，可以选择泡排工艺。然而，PG气田井底设置了永久性封隔器，不连通有关，无法顺利加注泡排剂。

2.3连续气举排水采气

第一，工艺原理。借助下图气举装置，从井口向井底不断压缩气体，并通过气举阀使其向油管流入，减少液体密度，通过气体把井筒中积液带到进口位置。

第二，技术优势，在地质条件复杂、定向井中具有良好适用性，流体介质与井深结构不会对工艺使用造成影响，设备管理便捷，操作流程简单。技术成熟，已经形成气举+增压+排泡、半闭式、闭式等排水技术。

第三，技术局限性。若是地层压力较低，则气举效果无法达到预期，对高压气源具有较大需求。

第四，工艺适应性。PG气田中主要是边部气井需要进行排水采气，同时井组是气井树妖分布形式，压力较高，高压气源较为稳定，选择该工艺时，无需进行压气站建设，有效减少投资费用。同时，该工艺在流体性质、批量范围等影响下能够保持良好应用效果，可以克服高含硫气井中高温与侵蚀等问题。

3 排水采气工艺选择

通过对PG气田井身结构以及地质条件等方面分析，排水采气工艺具有良好适应性[3]。然而应为PG气田井底普遍设置封隔器，因此常规气举工艺存在一定限制，分析国外相关工艺发现，高含硫气井油管穿孔方式应用效果突出，主要是对封隔器以上设计深度的油管，借助射孔枪进行穿孔，具有气举阀作用，构建全新油套循环体系，与地面设备能够配合开展气举排水作业，相比于常规气举工艺，其主要特点就是不需要井下设备、不动管柱、风险小以及成本低等。而GP气田就是典型中高含硫、超深、高温气藏，在选择排水工艺过程中，需要对井下设备的耐高温与抗硫性能等进行充分考虑，因此该工艺在PG气田中具有良好适应性。

结语：综上所述，本文主要对连续气举、泡沫排水以及其他排水工艺进行分析，对相关工艺的应用优势以及适应性等进行了阐述。最终结合PG气田实例，发现油管穿孔气举工艺的适应性最为突出，具有不需要井下设备、不动管柱、风险小以及成本低等特点。

参考文献：

[1]彭杨， 叶长青， 孙风景，等. 高含硫气井罐装电潜泵系统排水采气工艺[J]. 天然气工业， 2018， 38（02）：67-73.

[2]陈永浩. 高含硫气井泡沫排水采气技术研究[J]. 中国石油和化工标准与质量， 2019， 39（16）：217-219+221.

[3]陈贝贝， 韩江南. 探究高含硫气井泡沫排水采气技术[J]. 中国化工贸易， 2019， 11（31）：97-97.

中石化中原油田分公司石油工程技术研究院，河南，濮阳，457000