气井井筒积液配套治理技术与应用

胡久彪 张红岩 宋洪伟

摘要：气井井筒水的来源一般是由于地层中游离水与烃类凝析油及天然气气体混合渗流进入井筒或者是由于地层中含有水汽的天然气流入井筒，在井筒内随着井筒温度变化造成含有水汽的天然气产生凝析水。如果当气相携液能力逐步降低，不能将井筒内液体带出就会出现液体积压，形成井筒积液。因此通过生产动态分析、临界流量、井口压力、井筒压力综合评价提前进行积液预判及分析，提前进行工艺措施介入，改善井筒积液情况。

关键词：气井井筒水；天然气；井筒积液；动态分析；工艺措施；井筒积液；井筒压力

前言

气井随着开发的不断深入，在一定地质条件下，会产出水。而当气井自身气量无法将水带出井筒时就会形成井筒内积液。气井井筒积液会造成井口油套压逐步降低，导致生产能力降低，影响气井生产，制约采收率的提高。本文主要通过利用气井动态分析临界流量判

断、井筒积液计算等方法对气井井筒积液进行简要的分析，并提出较为合理的排水采气工艺技术方法，从而解决排除气井井筒积液引起的采收率低的问题。

1.井筒积液机理及判断

(1)判断依据

判断机理主要是从气井生产动态、气井临界流量、气井井口压力、气井井筒压力四个方面进行。主要判断依据是：第一查看气井生产动态是否平稳，是否符合正常的递减曲线；第二监测气井瞬时流量是否出现小于临界流量的情况；第三气井井底流压与气井井筒压力是否出现压差逐步增大的趋势。而实际生产中的具体做法如下：①将井口油套压力、气井生产气量、气井产液情况、气井氯离子含量与日常生产数据进行比对，如若气井出现产量迅速下降；

油套压差增加；套压、产气量呈锯齿形周期性波动，二者呈相反变化趋势即可判断出现积液情况。②生产或关井状态下向气井井内下入电子压力计进行压力剖面测试或采用其他仪器探测气液界面，根据压力梯度的变化或气液界面的情况判断气井是否积液。③通过准确计算气井的临界流量，然后将实际的产量与临界流量进行对比，若实际产量大于临界流量，则气井无积液，否则气井积液。

(2)气井井筒积液机理

气井生产过程中往往会携带液相物质一起产出，液相物质的存在往往制约影响着气井的流动特性、气井自身能力不足以将这些液相物质举升至地面时就会造成井筒内液相物质的堆积。井筒内的积液会产生一个作用在地层上的附加回压，从而大大影响气井的生产能力。在井筒积液开始逐步形成时往往伴随着气井内各气相液相流态的变化。一般气井生产过程中的流态分为雾状流、环状流、段塞流、泡流几种。随着液态物质的不断增多，井筒内多相流开始不稳定，从而使得气体在井筒的流态也开始从环雾流转变为涡流进而转变为段塞流；随着积聚的液体增加井底压力，使气体流速进一步降低，最终转变为泡流，当井底压力超过气藏压力时，气井则停止生产。

2.气井生产携液分析

(1)气井携液规律

在不同井斜角下液体液滴大小影响其形状状态。在水平段，液滴的临界携液流速最大，表明水平段的液滴最难携带；液膜的临界携液流速最小，表明水平段的液膜最易携带；在垂直段：液滴的临界携液流速最小，表明水平段的液滴最易携带；液膜的临界携液流速最大，表明水平段的液膜最难携带；在斜井段：流体从水平段逐渐流至垂直井段的过程中，液滴的临界携液流速逐渐减小，液膜的临界携液流速逐渐增大，液滴变得更易被携带，液膜逐渐更难被携带；中间存在临界携液的最大值。根据携液难以程度表明气井在斜井段携液能力较弱，容易出现易积液。

(2)压力对携液能力的影响分析

气井压力越高，温度越低，临界携液流量越大；压力对临界携液流量的影响更加敏感；温度变化不大情况下，压力越低，临界携液流量越低；因此压力直接影响气井积液情况，一般在气井开发中后期，压力逐渐递减，气井内携液能力逐步降低，也就开始出现积液现象。在此阶段出现时应当采取必要的工艺技术对气井的生产状况进行改变从而延长气井开发时间，继续发挥气井产能。主要采用排水采气技术进行气井工艺改造。

3.排水采气技术

针对含水量较高的气井开发，目前主要采用的排水采气工艺技术有泡沫排水采气技术、气举排水采气技术、游梁抽油机排水采气技术、电潜泵排水采气技术、小直径管柱排水采气技术、同步回转压缩机排水采气技术等。针对气藏地质条件特性优选排水采气技术是排水采气的首要目的。

(1)泡沫排水采气

泡沫排水采气基本原理：加注泡沫剂改变水的表面张力，一般当液态水遇化学药剂后其表面张力会降低。通过天然气搅动，水分子分散并生成大量低密度的含水泡沫，从而改变井筒内气水流态，在地层能量不变的情况下，提高气井的带水能力，把地层水举升到地面。同时，加入起泡剂还可以提高气泡流态的鼓泡高度，减少气体滑脱损失。泡排剂的加注一般是气井气量低于临界携液流量，不能连续携液时。实际加注中结合产水量、套压、日产气量变化等因素适时选择采用泡沫排水采气时机，在积液后加注基础上，根据气井的气量下降速度和积液速度进行预防性加注。通过试验表明气田见水气井较适合泡沫排水采气工艺，利用泡排工艺技术改造气井产量可以增产近一倍之多。

(2)小直径管柱排水采气

使用小直径管柱进行排水采气是在气井中后期压力逐渐降低，含水气井不能建立相对稳定的带水采气制度而导致井筒积液时。利用下放小直径的油管使得气井携液临界流量降低且小于生产流量，从而达到排水采气的目的。

(3)液氮气举排水采气

液氮气举原理：主要是通过向油套环空注入惰性气体，利用气体物理属性，气体膨胀将油管积液举升出井筒。利用液氮气举对浅层气井的井筒积液有较好的效果，使得瞬时流量增加，但是气井稳产效果较差。

结论

根据气井井筒积液分析机理，制定气井排水采气工艺措施。目前泡沫排水采气工艺技术依旧是解决井筒积液情况的主要技术手段。优化泡沫排水采气工艺技术对气井持续性稳产至关重要。在下一步技术发展下，数字化自动泡沫排水技术将更智能更合理，为气井稳产提供必要技术保障。

参考文献

[1]田发国.泡沫排水采气工艺在苏里格气田的应用[J].天然气勘探与开发,2017(05)