排水采气工艺在我国气藏开发中的应用
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摘 要：产水气藏在开发中后期极易出水，严重时将导致井筒积液，甚至水淹停产，影响气藏开发效果。本文通过大量文献调研，总结了产水气藏地质特征，气井产水原因及危害等，并分别从工艺原理、选井原则及现场应用情况三个方面对泡沫排水采气工艺、气举排水采气工艺、优选管柱排水采气工艺、机抽排水采气工艺等4种常用单项排水工艺技术进行了总结，以期为我国采气工艺技术的发展提供理论指导。
关键词：地质特征 出水原因 排水采气 应用情况
2012年，天然气需求量占世界能源总量的23%，根据国际能源署的预测，到2035年天然气需求将增长约44%。然而大多数气藏开发到中后期气井产水，甚至水淹，严重影响开发效果，降低产气量。对于该类气藏的治理，主要有排水采气、加速采气和氮气驱替三种基本方法，加速采气只适合于地层水不活跃的气藏，而氮气驱替由于其高成本的特性也极少采用，排水采气则是该类气藏最主要的增产措施。国外从上个世纪初就开展了有水气藏排水采气工艺的研究，随后在80年代引入我国，并率先在四川气田进行试验研究，到目前己形成一套适合各种类型气藏的、比较完善的排水采气配套工艺，成为老井挖潜增产的主要措施和手段之一。
一、气井出水原因及危害
1.气井出水原因
气井产水主要有地质因素和工程因素两个方面，具体原因有：①工作制度不合理，配产过高，使边底水突进，从而造成气井出水；②储层存在裂缝，边底水沿裂缝锥进；③气井钻在离边底水很近的区域，或者在有底水的气藏打井过深，接近气水接触面。
2.气井出水的危害
主要危害有：①降低气相渗透率，产气量下降，递减期提前；②可能对气藏产生分割，形成死气区，降低最终采收率；③气体举升过程中压力损失大，井筒容易积液甚至水淹停产；④降低天然气质量，增加脱水费用和设备，增加开采成本。
二、排水采气工艺及其应用
目前，现场应用较为普遍的常规排水采气工艺有4大类，分别为泡沫排水采气工艺、气举排水采气工艺、优选管柱排水采气工艺、机抽排水采气工艺。在现场应用中，同一气田不局限于单一排水采气工艺，不同生产阶段根据出水量等因素的变化选取不同排水工艺[1-2]。
1.泡沫排水采气
1.1工艺原理
泡沫排水采气主要是通过向井筒注入起泡剂，使之与积液混合后，产生大量低密度含水泡沫，大大降低井筒的能量损失，减少液体的“滑脱”提高气井携液能力的一种排水采气工艺。
1.2选井原则
泡沫排水采气技术主要适用于井深H≤4000m，地层温度T≤150℃，管鞋处流速Vg>0.1m/s，流量Ql<150m3/d，气水比介于160～1500m3/d之间，总矿化度不大于50000mg/L，H2S≤23g/m3，凝析油≤45%，CO2≤86g/m3的产水气井[3]。
1.3现场应用
由于其管理、操作方便，投资少效益高的特性，广泛的运用于各类产水气田，并取得了显著的效果，是目前有水气藏排水的主力技术。
2.气举排水采气
2.1工艺原理
气举排水采气是通过从地面将高压天然气注入停喷的井中，利用气体的能量举升井筒中的液体，使气井恢复生产能力的一种排水采气技术。
2.2选井原则
主要适用范围：井深h≤4200m；开式气举：Pr≥15MPa，Qw：15～250 m3/d；半闭式（正举）：Pr≥10MPa，Qw：15～250 m3/d；半闭式（反举）：Pr≥14MPa，Qw：300～400 m3/d；最高可超1000m3/d；闭式气举：Pr≥8MPa，Qw：50～150 m3/d。
2.3现场应用
该工艺自1982年在四川气田试验成功以来，以其显著的增产效果和适应性广的特性，与泡沫排水采气技术一起，成为有水气藏排水的主力技术，适用于水淹井复产、助排和气藏排水，广泛的应用于各类有水气藏开发，并取得了显著的效果[4]。
3.优选管柱
3.1工艺原理
优选管柱主要是针对气井的产水及生产情况，通过优选出不同尺寸的生产管柱，提高气井携液能力，保证气井连续携液生产的一种排水采气技术。
3.1选井原则
主要适用于井深h≤4800m，气流的对比参数小于1，日产液量小于100m3，产层压力系数小于1的产水气井进行排水采气。
3.3现场应用
该技术在川渝气田、长庆气田等多个气田均有应用，且取得了显著效果[5-6]。其中四川盆地1979年～2006年累计开展 262 井次，增产天然气 8194×108m3；苏里格气田在35口气井中采用φ38.1mm×3.18mm油管，实施后气井油套压差平均减小3.2 MPa，单井产气量平均增加 0.19×104m3/ d；靖边气田X1井在10口井中选用φ60.3mm×4.83mm管柱，实施后截止2011年10月，累计增产气量2000×104m3；中原油田文22井优选N80加厚2寸油管管柱组合，工艺实施后油压上升到4.6MPa，套压上升到8.0MPa，日产量达2. 4×104m3。全年累计增气163. 3×104m3。
4.机抽排水采气
4.1工艺原理
机抽排水采气技术主要是针对有一定产能，动液面较高，邻近无高压气源或采取气举法已不经济的水淹井，采用井下分离器、深井泵、抽油杆、脱节器、抽油机等配套机械设备，进行排水采气的生产工艺。
4.2选井原则
主要适用于地层温度T<120℃，产水量Qw介于10～100m3之间，井深H<2700m，产层中部深度1000～2900m，矿化度10000～90000mg/L，CO2≤115g/m3，不含硫管串H2S含量：0～300mg/m3，防硫管串H2S含量：H2S≤26g/m3的产水气井进行排水采气。
4.3现场应用
该工艺是四川盆地气田开展最早的排水采气工艺，1979年至2006年间累计开展 139井次，累计增产天然气2.78×108m3。中原气田在气水关系复杂的断块气藏和濮城气顶南区共实施6口机抽排水采气井，平均日增产气0.7×104m3，同时水淹气井复产[7]。
三、结束语
综上所述，排水采气工艺是一项系统的科学发展工程，排水采气工艺技术能达到提高气井采气效率的目的，针对有水气井逐年增多的现状，必须采用新的思路去研究新的、实用的排水采气工艺技术，提高我国气举工艺技术水平。
参考文献：
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周子淳. 大牛地气田积液气井及水淹气井排水采气技术[J]. 中国石油和化工标准与质量，192～193
尚万宁，李颖川. 靖边气田排水采气工艺试验及效果分析[J].天然气勘探与开发，2011.7，34（3）：45～48
作者简介：王厦（1988-），男，满族，湖北潜江人，毕业于中国石油大学（华东）地质学专业，助理工程师，现从事天然气开发技术工作。
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