泡沫排水采气 减负页岩气开采

近几年，各大油气开发公司都加码页岩气开发，尤其是Quicksilver Resources公司与Eni e&p的子公司Eni US Operation Co.，两者联合开发了Alliance页岩气田。该气田位于储量丰富的德州Barnett页岩区块。目前，两家公司都致力于优化生产与降低举升成本，主要研究的方面包括：深层次的人工举升技术分析，以及排水技术的开发。

在页岩气井开发过程中，大量压裂用水的回流会对页岩储层产生不利影响。在Alliance页岩气田，主要的排水方式是通过向套管注入举升气，偶尔也会加入起泡剂来辅助排水，技术人员对现有的排水产气技术进行了技术与经济效益的综合性评价。石油圈原创www.oilsns.com

在6个月时间内，对数口井开展了大量的泡沫排水采气的试验，评价了生产/注入方式（油管或套管）、泡沫类型、注入速度、气举速度、产气速度、产水速度以及井口压力等因素对排水的影响。同时对水平井开展了大量的泡沫-气举组合排水技术的研究。

在实验最后阶段，超过1/3的井进行了泡沫排水采气实验，实现了排水采气的技术突破。本文详细介绍了实验方法、现场试验以及结果。

本文首先简单介绍了气举排水采气技术在该气田广泛应用；研究了井筒积水的问题以及表面活性剂对流体表面张力的影响；对80口井开展了现场试验：设计并开展室内实验来优选起泡剂种类及加量，并通过将表面活性剂注入油套环空或者毛细管，实现起泡剂的持续注入。起泡剂的注入不仅提高了产气量，而且明显降低了气体注入速率，为经营者提供了一种增产降本的排水产气技术。

Alliance气田的排水方法石油圈原创www.oilsns.com

Alliance气田位于Barnett页岩区块核心区域（德州北部），储量丰富。2011年Alliance气田产气量大约为5.6×10⁶m³/d，而2012年产量为5.0×10⁶m³/d。该气田面积为65km²，共有超过200口井，这些井聚集在超过60个井场内，每个井场井口数目介于4-12之间。

该气田绝大多数井为水平井，完井过程并未下入封隔器，水平段长度介于1000-9000ft （305-2735m），垂深大约为7400ft(2257m)，并进行了水力压裂.为了实现水平全井段的压裂，将水平段分为几个孤立的小段，分段的数量依据水平井段的长度以及施工所需的空间大小。

Alliance气田分段压裂过程中，每段长度为400ft（122m）左右，最大段数达到20段。每段注水量为1590m³，所以对于一口水平段长度为1830m的井，需要分15段进行压裂，共需注水2.4×10⁴m³。

在压裂结束后，使用气举技术进行生产，通过提高排水量来维持产气量稳定。气举技术产液速度快，同时能够解决支撑剂的返排问题。该区块几乎所有的井都使用2.375”或者2.875”油管，安装气举阀9-12个，最后一个气举阀安装在油管最深处的注入点处。

在区块开发初期，气举气通过安装在井场的多级气体压缩机注入井内，该租赁设备可以依据施工要求在井场上移动，注气量为0.5或者1MMCFD（1.4×10⁴或者2.8×10⁴m³/d）。最近，该区块集中升级气举系统，将现有的生产管道转换为气体分配管网。

在开采初期，气、水从环形区域（外径5.5”）产出，日产气量最高可达1.1×10⁵m³/d,日产水量159-318m³/d。当储层压力和产气速率降低时，运营商决定调整开采方式，使气、水通过油管产出，以此来增加流速。最终，当产气速率降低到连续排液的临界速度，即大约2.9×10⁴m³/d 此为Alliance气田通过2.375”油管的自喷采气的经验值）时，井筒开始积水，需要采用气举排水技术来排出井内的积水。

从现场试验开始，对80口注泡沫试验井进行分析。对78口井进行环空注泡沫试验，试验过程中将防垢剂、缓蚀剂与表面活性剂混合注入井内。对余下2口井进行毛细管注泡沫试验，起泡剂注入速率为8-27L/d。

从试验开始，产气速率增加了1.6×10⁵m³/d，而注气速率降低了2.8×10⁵m³/d。试验结果显示，泡沫排水采气是一种技术高效、经济可行的技术。由于降低注气速率，所以它能减少13%的施工成本，同时还能提高排水量，实现产气量的增加。石油圈原创www.oilsns.com

应用总结石油圈原创www.oilsns.com

起泡剂是一种表面活性剂，通过与气液混合搅拌可以形成泡沫，从而促进了积水的排出。依据流体动力学以及施工条件，可开展泡沫排水来代替气举，或者辅助气举排水。

为了进一步改善页岩气井生产状况，即降低气举施工投入，以及实现气、水产量的稳定增加，现场依据各井完井情况的不同，开展了相适应的泡排技术。基于此，泡排技术逐步覆盖到了区块30%的井。

由化学经验可知，起泡剂的优选是一个复杂的工作，需考虑多因素（液体组分、温度、完井方式、流体动力学等）的综合作用。所以试验初期需要得出起泡剂种类与加量的重要实验结论。由施工结果可知，通过对压力与温度、气、水产生速率、以及排采气与泡沫注入速率的持续优化，并且通过结构化的参数分析，获得了较好的结果。

总之，相对于传统的排水采气技术，泡沫排水技术的效率更高，且相对经济效益更好，在降低成本到同时，显著提高了排水量和产气量。

如需获取关于该技术的更多资料，请联系石油圈技术运营惊蛰，qq：2582825239。

来自/SPE  译者/张强  /Lemon Zhang

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