摘要：在頁巖氣開發(fā)過程中，頁巖氣排采工藝是提高頁巖氣開發(fā)水平的關鍵技術，常用的泡沫排水采氣、氣舉排水采氣、電潛泵排水采氣及有桿泵排水采氣等技術都有一定的應用條件和缺陷。因此，優(yōu)選合適的頁巖氣排采工藝就顯得尤為重要。為此，通過分析我國頁巖氣排采井工藝選擇的原則和排采工藝方式以及氣舉氣源及氣舉方式的對比，重點論述、分析了目前國內(nèi)已投產(chǎn)的5口頁巖氣井氣舉方式及排采效果，提出了對不同頁巖氣排采工藝的認識。研究結果表明：氣舉是頁巖氣(致密砂巖氣)的首選排采工藝，氣舉氣源主要有膜制氮氣天然氣，采用套管氣舉方式的排采效果優(yōu)于油管氣舉方式；泡沫排采工藝適應于產(chǎn)液量低于10 m³的排采井；電潛泵排采工藝只適應于高液量頁巖氣井的排呆。

關鍵詞：頁巖氣  工藝  氣舉排采  泡沫排采  電潛泵排呆  現(xiàn)狀  分析

中國頁巖氣具有巨大的開發(fā)潛力，其資源量有30×10¹² m^3[1]，但頁巖氣的開發(fā)工程難度較大，國內(nèi)相應的關鍵技術并未取得大的突破，未形成頁巖氣的工業(yè)化生產(chǎn)能力^[2]。其中，頁巖氣(致密砂巖氣)排采工藝技術在整個開發(fā)過程中顯得尤為重要^[3]。頁巖氣(致密砂巖氣)常用的排采工藝主要有泡沫排水采氣、氣舉排水采氣、電潛泵排水采氣及有桿泵排水采氣等。但

每種排水采氣工藝都有一定的缺點。例如：泡沫排水采氣適用于低壓、水產(chǎn)量不大的氣井，尤其適用于弱噴或間歇自噴氣水井；氣舉排水采氣適用于排量大、日排液量高達300 m³的氣井，適宜于氣藏的強排液；電潛泵排采工藝適應于高液量頁巖氣井的排采，但不適應于產(chǎn)液量低于30 m³的排采井；有桿泵排水采氣對于氣液比高、出砂、含有硫化物或其他腐蝕性物質(zhì)的井，容積效率降低，該排采工藝用于大斜度井時，抽油桿柱在油管中的磨損將損壞油管，增加維修作業(yè)費用。筆者通過對目前國內(nèi)頁巖氣(致密砂巖氣)排采工藝現(xiàn)狀進行分析，找出排采工藝中存在的主要問題，提出相應的技術對策，將對提高頁巖氣(致密砂巖氣)整體開發(fā)水平具有一定的指導意義。

1 頁巖氣排采工藝技術現(xiàn)狀

1.1 排采工藝的選擇原則

1)壓裂后首先采取控制放噴排液方式，待井口壓力為零，放噴排液結束后，依據(jù)排采井的儲層特性、地層供液情況優(yōu)選合適的排采工藝。

2)排采工藝方式主要有氣舉、泡沫排水采氣、電潛泵、抽汲、機抽等方式^[4]。

1.2排采工藝方式

排采工藝方式主要有氣舉、電潛泵、抽汲、機抽等方式^[5-6]。統(tǒng)計8口頁巖氣井中，氣舉4口井，電潛泵2口井，機抽1口井，抽汲1口井。其中氣舉占50％。

1.3 氣舉氣源的選擇

氣舉氣源主要有膜制氮氣和天然氣^[7]。鄰井有高壓氣的井選天然氣氣舉，鄰井沒有高壓氣的井選擇膜制氮氣氣舉。膜制氮氣氣舉比天然氣氣舉在注氣量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量等方面更平穩(wěn)(表1)。

1.4 氣舉方式的選擇

氣舉方式主要有正舉和反舉。通過對建頁HF-l井的分析可看出，采用套管氣舉方式均比油管氣舉效果較好，產(chǎn)量較高且?guī)€(wěn)定。但考慮氣井實際情況(外輸壓力為1.25 MPa)，且與產(chǎn)量線性關系較好，則優(yōu)選套管氣舉方式進行排水采氣，即輸壓l.25～1.39MPa，產(chǎn)氣量為4 000～5 000 m³。說明套管注氣、油管生產(chǎn)時，氣舉效果較好。頁巖氣井自然產(chǎn)能低、生產(chǎn)時間較短，且普遍產(chǎn)水；氣舉生產(chǎn)方式效果較好，帶水明顯(圖1)。

2 頁巖氣井排采效果分析

2.1 東峰2井排采效果分析

2011年12月10日l5：40開始返排。先使用3mm油嘴，后增大，8 h后至敞井，油壓由22.4 MPa降為零(11.5 h后)，靠自身能量排液6 d，累計799 m³，期間點火燃燒時長40 h，最高高度1.2 m，返排6 d后，進行氣舉排液。3次氣舉，共氣舉出液體7l m³；敞舊觀察，期間均無氣顯示。測試井底流壓為7.6 MPa，動液面深度為833 m，Cl^-含量為27 000～28 000 mg／L，檢驗為地層水，折算產(chǎn)水速度2.24 m³／d。2011年l2月28日，換ø73 mm管柱后仍無液無氣產(chǎn)出，測試結束封井(圖2)。

2.2 泌頁HF-1井排采效果分析

泌頁HF1井于2012年1月8日完成l5級分段壓裂，壓后獲最高日產(chǎn)油23.6 m³、日產(chǎn)天然氣900 m³工業(yè)油氣流。截至4月7日累計產(chǎn)油722 m³，產(chǎn)氣24 635 m³。該井目前日產(chǎn)油6 m³左右，日產(chǎn)氣200～500 m³，已持續(xù)穩(wěn)定3個月時間。原油密度為0.86 g／cm³，黏度為l4 mPa·s(70℃)，屬正常原油。

2.3 建頁HF-1井排采效果分析

建頁HF-1井2011年9月14日～l7日，逐級采用水力泵送、電纜傳輸方式，實施橋塞坐封+射孔聯(lián)作，完成其余6級壓裂施工，鉆塞后控制放噴，套壓為零后采用液氮助排、泡沫助排，后期采用天然氣助排，最高日產(chǎn)氣量l2 700 m³，目前產(chǎn)氣量超過2 000 m³ (圖3)。

2.4 涪頁HF-l井排采效果分析

涪頁HF-1井鉆塞后于3月23日分別用6、10、15 mm油嘴控制套管放噴，初期套壓1 6 MPa，24 h后降為零，返出液726.2 m³，返排率4.8％。最高產(chǎn)氣量1 500 m³。4月8日～ll日采用膜制氮氣氣舉，氣舉深度2 000～2 400 m。氣舉后放噴，井口不返液，不產(chǎn)氣。5月26日實施酸壓解堵施工，共用酸液110 m³，并拌注液氮40 m³，施工結束后，套壓43 MPa，油壓47MPa，關井24 h壓力擴散，后分別采用6、10、12 mm油嘴、油管針閥控制放噴，5月29日氣產(chǎn)量最高達14 750 m³，后期采用8 mm油嘴放噴，氣產(chǎn)量l0 800 m³／d，目前氣量呈下降趨勢。

2.5 寧201-H1井排采效果分析

寧201-H1井壓后該井具有自噴能力，目前6 mm油嘴測試日產(chǎn)氣14×10⁴ m³，套壓24 MPa，壓裂液總量22 140 m³，返排率l5％。

3 認識與建議

通過對我國頁巖氣井排采現(xiàn)狀分析，取得了以下認識：

1)頁巖氣井自然產(chǎn)能低，但水平井優(yōu)于直井(2～3倍)，普遍產(chǎn)水，開采方式主要以氣舉、泡沫排水采氣方法為主^[8]。

2)對于有天然氣氣源的井，直井采用天然氣氣舉排水采氣方式進行生產(chǎn)，水平井采用氣舉、泡排及氣舉+泡排組合方式進行排水采氣^[9]。

3)對于無天然氣氣源的井，膜制氮氣氣舉是頁巖氣(致密砂巖氣)主要排采工藝，膜制氮氣氣舉適應于產(chǎn)液量較大的排采井。

4)泡排工藝適應于產(chǎn)液量低于l0 m。的排采井，目前泡沫排水采氣工藝尚不能滿足水平井排液要求^[10]。

5)電潛泵排采工藝適應于高液量頁巖氣井的排采，但不適應于產(chǎn)液量低于30 m³的排采井。

參考文獻

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本文作者：張宏錄  劉海蓉

作者單位：中國石油化工集團公司華東石油局工程院