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【本周专题:油田化学】深水黑油起泡剂(下)

【本周专题:油田化学】深水黑油起泡剂(下)

油气井不可避免地会经历井底压力降低的过程。而举升压力的下降会导致井筒积液增多,液柱压力上升,从而导致产量也会比自然递减的情况下下降得更快。

来自 | World Oil
编译 | 周诗雨

市面上有很多流体举升技术。通过举升流体,降低静水压力,从而保证产油量能够达到一定的经济效益。常使用的采油采液技术包括人工举升系统,例如气体/柱塞举升和电潜泵(ESP)等。这些方法都很有效,但是所需的资本密集。

而基于表面活性剂的起泡剂,则提供了除人工举升以外更经济的一项采液选择。通过减少卸载液体所需的最小速度(通常称为气体临界速度),泡沫能够帮助移除井筒中的液体。 气体临界速度主要受液体密度和表面张力这两个主要物理性质的影响。通过降低液体表面张力和密度,起泡剂就能达到降低临界速度的目的。

被选中的海洋起泡剂

这种全面的筛选过程指导了新型黑油起泡剂,FATHOM XT SUBSEA的开发。该起泡剂是一种油溶性起泡剂,能够发泡含水高达60%的原油。该产品既可以批量使用也可以用于连续注入,具体取决于原油举升问题的性质和严重性以及最终的处理目标。在典型的批量作业中,所用剂量在30,000和150,000ppm之间,具体根据井筒中流体体积变化。当用于连续施工时,剂量通常在500至5,000ppm之间,具体根据总的流体产量而定。

该产品可以直接添加到井筒中,无需预先稀释。除了增加积液油井的产量之外,起泡剂可用于重新启动已关闭井的生产,并且温度的稳定范围广。储存温度可以在低至-45℉,并被认证可用于温度高达200℉的毛细管柱中。

市场认可

自从被开发以来,黑油起泡剂就一直用于深水井中石油产量的提高,有效地减少液流阻塞,扩大井的流动。墨西哥湾的一个深水油公司,他们的油井由于油藏压力低和积液问题导致井开始出现间歇自喷。该井的回接管道位于水深3,500英尺处,长2英里。最开始,他们通过长时间(通常为6个月)关井,积攒足够大的压力,来达到清除管道中积液的目的。

之后,井恢复生产,但是压力也很快掉落下来,因此在井大概只生产了两个月后就不得不再次被迫关井六个月。为了解决这一问题,油公司咨询了贝克休斯,希望能有不同的解决方案来帮助减少停工时间,增加产量。

贝克休斯推荐FATHOM XT SUBSEA黑油起泡剂作为解决方案。在墨西哥湾进行的多次现场试验表明,该产品在油水分离和生产水排放方面不会产生任何问题。

起泡剂通过脐带管被注入到海底回接管道中。经过初次的批量处理和随后的连续处理,油井开始产液,油管压力也很快稳定下来。这时,油公司决定中断起泡剂注入,并对结果进行监测。

没有加入起泡剂的井中,只生产了很短的时间,就开始出现油管压力波动,并且在流动管线和立管中观察到了段塞现象。连续注入黑油起泡剂后开始恢复,最优的起泡剂注入剂量是能缓解段塞流、平衡压力的那一点,如图2所示。在进行黑油起泡剂连续注入后,该井持续生产了两个月,直到出于油公司的自行考量被主动关闭。

【本周专题:油田化学】深水黑油起泡剂(下)

图2.在注入起泡剂后,段塞流现象得到了最大程度的抑制,套管和上层设备中的压力下降。起泡剂的连续注入帮助控制了积液现象,增加了恒定生产产量。

起泡剂应用还将井的生产周期从两周提高到两个月,并将关井时间从六个月缩短到两个月,并且不会引起任何上层分离问题。按此进行推算,每年省出的生产运行时间,可用以额外开采出45万桶的碳氢化合物。

其他墨西哥湾深水案例

在墨西哥湾深水的另一个案例中,黑油起泡剂被用于一口已经关井11个月,井深13,500英尺的井中。该井水深3,214英尺,在生产开始不久就出现了油藏压力降低的现象,也因此一直受到井筒积液问题的困扰。

油公司请来贝克休斯来调查这个问题,并希望他们能制定一个保证井连续流动的积液清除方案。在回顾了之前的井分析资料之后,贝克休斯选定了一口API重度和含水率都在可接受范围内的井作为黑油起泡剂作业的备选井。

在对黑油起泡剂进行评估后,贝克休斯推荐了与上个案例相同的产品,并建议其将通过毛细管柱以井下2000ppm的速率注入。此外,还推荐了一款消泡剂产品以缓解上层设备中持续发泡的问题。

2017年2月,该井重新投入生产,开始并没有使用黑油起泡剂,井内出现了堵塞,流动不持续。在初始生产约14小时后,黑色油起泡剂被注入位于井中约6500英尺深处的井下注入口处。

通过8小时的注入,堵塞现象降至了几乎不可见的水平,产量达到了1,200桶/天,相比于之前2016年3月的最高记录462桶/天相比,提升幅度惊人。在相关的上层处理中,也没有出现任何的起泡问题。

接下来两口井的测试产量平均达到了596 桶/天,无段塞流出现,如图3所示。总体而言,井产量增加了30%,没有积液的迹象。对于连接井的平台而言,井的稳定生产为平台的日产油量带来了25%的增幅。

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图3.起泡剂减少段塞流,增加29%的产量

由于黑油起泡剂能够减轻段塞,增加总产量,因此预计井能够实现额外150天的持续生产,累积产油增量达9万桶。基于这一初步成功,油公司也在为其他的深水资产寻找产品的应用机会。

结论

越来越多的现场试验表明,通过海底质量认证的黑油起泡剂继续表现出了它独特的能力,可以有效减少海底井中的堵塞情况,并有效处理积液井。在优化老生产井气举方面,也显示出了应用潜力。黑油起泡剂为油公司们提供了一种改进人工举升表现、延长油井寿命的新方法。

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