摘要:在凝析气井近井地带,由于凝析气的高速流动,产生诸多高速效应,除了非达西效应外,高速流动导致压降速度的急剧增加,从而引起凝析气液相变的非平衡特征。大量实验结果也证明了这一点:在反凝析阶段,在放气速度破坏平衡的情况下,凝析液来不及从气相里析出,气相中所含的凝析液比在相应的平衡条件下所含的凝析液更多,当它从实验筒中放出来时,就会带出更多数量的凝析液,从而对凝析气井相态特征及凝析气井产液特征造成一定的影响。因此,研究不同采气速度对凝析气井相态特征及凝析气井产液特征具有对气田生产实际指导意义。
关键词:油气;地质;采收率
引言
我国2000m以浅煤系气资源量约82万亿m3。这一可观资源潜力早已引起我国油气产业界关注,近10年来成为非常规天然气研究与勘探开发的重点探索方向之一,并认识到合采是实现煤系气经济高效开采的客观途径。然而,煤系多相态天然气共生,多类型储层共存,多含气系统相互叠置,不同岩性储层的产气原理存在本质差别,不同属性储层在采气过程中的敏感性有所差异。面向这些复杂开发地质条件,我国近年来开展科技攻关和现场试验,取得大量经验和教训,提出了多种煤系气开采模式和具体方式,工程示范取得显著进展。本文力图总结这些探索和进展,提炼煤系气开采工艺模式和方式,并结合自己的研究实践展示关于煤系气同井自然接续合采的生产效果,为进一步发展经济可行的煤系气高效开采技术提供借鉴。
1海上油气开采行业碳排放强度特点分析
对于海上油气开采行业,碳排放强度的影响因素非常复杂,与油气田的性质、开采方式、处理工艺和开发阶段均密切相关。总的来说,是由于海上油气田油气藏特点及产品性质的不同,使其开采方式和处理工艺存在差异,随着开发阶段的变化,碳排放强度也随之变化。
1.1开采方式
①海上气田一般采用自喷衰竭式和循环注气式两种形式进行开采。自喷衰竭式在开发过程中能耗强度最低,因此碳排放强度也较低;循环注气式能耗强度较高,碳排放强度也偏高。②海上油田开发的前期一般为自喷式,中后期随着地层压力的降低,一般均采用注水开发,开采方式为电潜泵采油,产品为轻质原油的油田开发过程中能耗和碳排放强度均较低;随着原油密度的升高,产品为重质原油的海上油田,可能会采取注汽开采的开发方式,需消耗大量能源用于加热,因此开采和输送过程中能耗会明显升高,导致碳排放强度也会随之升高。
1.2处理工艺
油气处理过程中,高含二氧化碳气田的脱碳工艺碳排放量较大,导致高含二氧化碳气田的碳排放强度非常高。
2采气速度对天然气的采收率影响
2.1实验数据对比分析
(1)通过实验得出定容衰竭实验过程中不同的采气速度下的组分、组成数据,下面选择露点下第一级衰竭压力50.03MPa进行数据汇总。从数据中可以看出,当采气速度不同时,定容衰竭实验过程中的井流物组分、组成会随之发生变化;C1~C4和非烃气体的组分随着采气速度的增加而降低;C6及C7+以上的组分随着采气速度的增加而增加。(2)露点测试对比分析。通过高压物性实验可以测出不同采气速度下的露点数据。从数据中可以看出采气速度对露点压力无影响。(3)反凝析液量测试结果对比分析。通过定容衰竭实验可以测出不同采气速度下的反凝析液量数据,反凝析液量随着采气速度的增加而降低。在衰竭开采的过程中,由于气液体系接触时间没有达到油气平衡分离的时间,这就使得井筒中析出的凝析油一部分以雾气的形式存在于气相中,并伴随着天然气一起采出,采气速度越大,被天然气携带出的凝析油就越多,留在PVT筒中的凝析油也就越少。因此,较大的开采速度能在一定程度上降低反凝析液饱和度,对缓解地层反凝析污染有一定的作用。(4)井流物采收率测试结果对比分析。
通过定容衰竭实验可以测出不同采气速度下井流物的凝析液采收率和天然气采收率,
2.2实验结果
采气速度对天然气的采收率影响较小,对凝析油采收率的影响非常明显,随着采气速度的增加,凝析油的采收率也增加。较快的衰竭速度有利于最大程度的采出天然气和凝析油。在衰竭开采过程中,由于气液体系接触时间没有达到油气平衡分离的时间,这就使得井筒中析出的凝析油一部分以雾气的形式存在于气相中,并伴随着天然气一起采出。因此采气速度越大,被天然气携带出的凝析油就越多,凝析油采收率也就越大。
3现有开采模式
3.1分排模式
实质上是利用不同的管柱系统,包括不同井或同井分管柱,分别对不同岩性储层(多气)或同岩性多产层(单气)排采生产,包括四类具体方式。一是“分区异井”方式,将多类型煤系气资源潜力均好与只有煤层气资源潜力较好的区域分别对待,前者先开采致密砂岩气再考虑煤层气,后者仅采煤层气。二是“分时同井”方式,本着游离气枯竭、吸附气接续的原则,一旦上述第一类区域砂岩游离气资源枯竭,则该区可利用同一批井转入煤层气开采。三为“分段同井”方式,在同一井中分期打开不同储层进行生产,以避免储层属性差异带来的层间干扰。四是“同井齐排”方式,同一井中设计多层管柱,通过“多管柱分别导流”方式实现煤系“三气”同期分采,如双层管柱结构设计及三层管柱结构设想。
3.2先分后合模式
基本原理在于通过技术措施实现由高压力状态储层单排向与低压力状态储层合排的生产接续,目前已提出两种具体方式。一是“递进压降”,针对多煤层地区含气系统垂向叠置的地质特点,根据煤储层关键参数设计排采先后次序,优先排采临界解吸压力和产气压力高的含气系统,当压力降到另一含气系统的临界解吸压力和产气压力时,再进行两个系统合排,依此递进,最终实现同井所有煤层气系统的合排。二是“同柱自控”方式,针对上部高压致密砂岩储层、下部低压煤储层的叠置关系,改进闭式气举管柱,发明了气举同井合采的工艺管柱结构,先排采上部高压致密砂岩储层,利用致密砂岩气能量自动将下部煤储层的井液举升至地面,实现煤储层降压解吸和产气,达到“两气”合采目的。
3.3合排工艺模式
最大的特点是在多层合排过程中,利用地层能量或可解吸性由高向低的有序降低来实现不同储层有效产气的自然接续。无论改造方式如何,这种模式均是应用最早、最为普遍但成功率相对较低的煤系气合采工艺。提高成功率的关键,在于解决合采兼容性矛盾以实现有效产气。为此,业界除了采用传统方式实施分压合排、合压合排之外,近年来还发明多层水平井、层间水平井间接压裂等技术。然而,传统技术多未达到理想目的,新技术尚处于现场试验阶段。
结束语
鉴于上述现状以及煤系气地质条件实际,建议在实际工作中采取“十六字”策略。即:因地制宜,考虑实际开发地质条件选用开采模式和方式;截长补短,吸收不同模式或方式之长,针对开发地质条件开展技术集成创新;多管齐下,合理划分区块内开发地质单元,不同单元选用不同的模式或方式;有所侧重,有所为有所不为,地质条件变化太大地区选用传统分排模式,条件许可地区考虑诱控接续合采方式,积极开展“先分后合”模式的尝试。
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