化學排水采氣在勝利油氣區的應用

于海霞

摘要：勝利油氣區淺層氣藏在開發中容易出水，化學排水是提高出水氣井開發效果的有效措施之一，本文通過對化學排水的排液機理和影響泡沫性能因素的研究分析，得出適用于該方法的氣井范圍，并經過現場實踐，證明該方法具有施工容易、成本低、收效快、不影響日常生產等優點，在勝利油氣區有很強的適用性。

關鍵詞：化學排水；排液機理；泡沫性能；適用性

勝利油氣區淺層氣藏以河流相沉積的透鏡狀巖性氣藏為主，氣藏埋藏淺、成巖作用差、儲層膠結疏松，且多數具有邊、底水，開發中容易出水。目前，勝利油氣區淺層氣藏的出水已經成為制約氣藏高效開發的首要問題，制定合理的排水采氣措施是提高邊底水氣藏采收率的主要手段，其中，化學排水采氣是淺層氣藏開發中重要的排水采氣方法之一。

化學排水采氣是一項減少井底積液，疏導氣水通道，改善或恢復氣井生產能力的助產措施。其原理是從井口向井筒內注入一定數量的表面活性劑，借助天然氣流的沖擊和攪動，把井底積液變成大量的低密度泡沫，使流體密度降低易于被天然氣流帶到地面，從而達到降低井筒回壓、提高氣井自噴能力的目的。

1、排液機理

液滴的半徑由液體的表面張力和氣體的動能來決定.通過注入表面活性劑降低液滴半徑，從而降低排液氣速達到排液的目的。通過模擬的方法能夠得到結果如圖1，可以看出表面活性劑達到一定的濃度后，所需的排液速度降到氣井內實際氣速以下，這時氣井就可以舉升液體。

2、影響泡沫性能的主要因素

（1）表面張力

泡沫的形成需要很多條件。首先要有足夠低的表面張力和蒸汽壓力。其次，溶液的表面張力必須在一定的范圍之內。據分析性能最好的泡沫其表面張力為50mN/m。表面張力必須在體系的動態條件下測定。并不是表面張力越低越好，泡沫的形成需要性質完全不同的分界面，因此在無水的油相中很難形成泡沫。

理論上對于泡沫形成和預測最小氣速最關鍵的參數是表面張力。通過實驗可以得出混合液體的表面張力越小，所需的氣體流速也越小。

（2）泡沫密度

通過攪拌實驗可以確定泡沫的功效和穩定性。在實驗中可以記錄出攪拌后泡沫和液體的總體積，以及泡沫的半衰期，而泡沫的密度是濃度的函數，濃度越高，發泡狀況越好，泡沫的密度也就越低。隨著泡沫密度的降低，所需的氣井排液氣速也隨之降低。

由于化學作用，泡沫的密度和表面張力對于產氣井的排液都有重要的影響，并且密度的影響更大一些。

（3）穩定性因素

影響泡沫穩定性的因素主要有礦化度、溫度、凝析油的含量等，尤其是凝析油，它的存在嚴重降低了活性劑的起泡能力，甚至不起泡。然而凝析油對不同表面活性劑的影響也是不同的。圖4為凝析油對兩種不同產品的泡沫高度的影響。

3、適用范圍

（1）礦化度較高的氣井不易采用。因礦化度增加時，水的表面張力增大，化學排水效果降低：

（2）水氣比很高的氣井不宜采用化學排水。在液氣比為5-10m³/104m³之間的低產氣井中發泡條件最佳：

（3）水淹停產井不能采用，必須用其它措施恢復自噴能力后，方可實施該工藝：

（4）氣井日排水量在5m³以下。

4現場應用效果

勝利油氣區淺層氣藏的地層水類型以NaHCO，型為主，根據對32個地層水樣分析資料的統計，NaHCO₃型有21個，占65.6%；CaCl₂型有9個，占28.1%；MgCl₂型只有2個，僅占6.3%。地層水礦化度低，在2000～6000mg/l之間。一般利用采用JY-1型化學排水劑即可滿足要求。

“十一五”期間對井筒有積液的氣井共實施化學排水109口井253井次，見效205井次，成功率81%，平均有效期15天，累計增產氣量307.5x10⁴m³。實踐證明，該方法具有施工容易、安全可靠、成本低、收效快、不影響日常生產等優點，是提高出水氣井開發效果的有效措施之一。

陳家莊氣田的兩口氣井，采用化學排水效果見下表：

5、認識及建議

通過理論分析與生產實踐發現.化學排水需要關注以下幾個方面的問題：

一是優選化排氣速，在氣水兩相垂直流動過程中，氣速越大，排水能力越好，然而在化學排水中卻不盡然，適合的氣速可以獲得最佳的助采效果?，F場施工時，應對氣井進行生產動態分析，計算天然氣在井筒內的流速，并根據生產情況進行必要的調整，以避免最不利的排液流速。

二是選擇適宜的化排流態.化排中只考慮氣流速度還不足以概括氣井帶水能力，而應該分析油管中氣水兩相垂直流動狀態，對于生產井可根據氣水流速、壓降梯度及氣水產量波動程度來判斷。

三是合理使用濃度，施工中并不是使用的化排劑越多、濃度越大越好，而是存在一個最佳濃度，在最佳濃度時排水量增值最大。

從勝利油氣區的使用效果來看，化學排水采氣有很強的適用性。但勝利氣井對井筒積液很敏感，少量積液即可造成產量大幅下降，以至間歇泡排有效期較短。建議可采用連續注入方式，保持井筒清潔，以維持氣井高產穩產。