CN108286422B - 一种快速解除凝析气藏污染的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速解除凝析气藏污染的方法。该方法包括：向气层中注入氮气，然后向气层中注入乙醇，再向气层中注入氮气，焖井，排液，完成对凝析气藏污染的快速解除。本发明的快速解除凝析气藏污染的方法，可以有效解除反凝析和水锁伤害，提高产气井产能。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理气藏污染的方法，尤其涉及一种快速解除凝析气藏污染的方法，属于凝析气藏开发技术领域。
背景技术
在凝析气藏开发过程中，当气井井底压力降至流体露点压力以下时，受流体相态变化的影响，凝析油就会析出，出现反凝析现象，凝析油滞留在储层岩石孔隙微粒表面而造成反凝析伤害。由于生产时近井带的压降大，近井带地层压力很容易低于露点；因此，在井筒附近更易产生严重的反凝析伤害，从而导致气体相对渗透率急剧下降，气井产能降低。
气井在生产过程中，若外来的水相流体侵入到水润湿储层空间，会在井壁周围孔道中形成水相堵塞，若储层能量不足以把水的堵塞彻底驱开，就会形成水锁伤害。当地层水或凝析水无法被气流携带出井筒时，将形成井底积液。在关井的时候，井底积液可能在井筒回压、储层岩石润湿性和微孔隙毛细管压力作用下，向中低渗透储层的微毛细管孔道产生反向渗吸，形成“反渗吸水锁”。水锁的存在进一步堵塞了气体渗流通道，降低气相有效渗透率，加剧近井带地层的伤害。
现有的解除凝析气藏储层伤害的方法包括注气、水力压裂、脉冲排液、添加表面活性剂和注甲醇五种方法。其中，注气包括循环注气、干气回注法、注富气法、注贫气法、注二氧化碳法、注氮气法和注丙烷，该方法的周期长、需要有增压设备和管线、投入高、见效慢；水力压裂法具有工艺复杂、投入高、周期长的缺点；脉冲排液的效果不稳定、与排液设备和生产管柱相关性大；添加表面活性剂的效果差；注甲醇有毒污染环境。
因此，提供一种快速、有效、施工周期短、施工工艺简单的解除凝析气藏污染的方法，成为了本领域亟待解决的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种快速、有效解除凝析气藏污染的方法，可以以相对短的施工周期、简单的施工工艺，有效消除凝析气藏反凝析污染和水锁伤害，提高产气井产能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种快速解除凝析气藏污染的方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：向气层中注入氮气，以加热气层；
步骤二：向气层中注入乙醇；
步骤三：向气层中注入氮气，以加热气层，维持气层的高温环境；
步骤四：焖井，焖井状态下，注入的乙醇段塞的前端突破近井污染带边缘，大于污染半径3m-5m；
步骤五：排液，完成对凝析气藏污染的快速解除。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，返排时，是按照氮气、乙醇、氮气的顺序排出，当返排的气液以凝析油和天然气为主时，进入生产流程。
上述方法中，步骤一中，注入氮气的目的是加热气层；步骤二中，注入乙醇的目的是降低水锁效应并解除反凝析的伤害；步骤三中，继续注入氮气的目的是继续加热地层使其保持高温，为乙醇发挥作用创造条件，此外利用氮气良好的可压缩性和膨胀性，有助于克服毛管力的束缚，降低水锁效应，采出反渗吸水。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，步骤一和步骤三中，氮气的注入量是相同的，均根据以下公式确定：
其中，Q氮为氮气的注入量，单位为m3；
r为气层污染半径，单位为m；
h为气层厚度，单位为m；
n为附加系数，其取值为1.2-1.5(n是安全余量，具体取何数值，本领域技术人员可以根据经验确定)；
Pi为气层压力，单位为MPa；
T为氮气的注入温度，单位为℃；
Ti为气层温度，单位为℃；
P为氮气的注入压力，单位为MPa。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，乙醇的注入量根据以下公式确定：
其中，Q醇为乙醇的注入量，单位为m3；
r为气层污染半径，单位为m；
h为气层厚度，单位为m；
n为附加系数，其取值为1.2-1.3(n是安全余量，具体取何数值，本领域技术人员可以根据经验确定)。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，氮气以高温高压的形式注入到气层中。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，注入氮气的作用是加热储层使凝析油变为气体，氮气的注入温度可以根据凝析油泡点的温度和气层的温度确定。优选地，氮气的注入温度为50℃-300℃。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，氮气的注入压力小于地层破裂压力，以防止注入过程中压裂气层。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，乙醇的注入压力小于地层破裂压力，以防止注入过程中压裂气层。
根据本发明的具体实施方式，乙醇与氮气的注入压力在满足小于地层破裂压力的条件下，尽可能大排量的注入。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，采用的氮气的浓度为98％以上。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，优选地，采用的氮气的相对密度为1.09kg/m3。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，氮气的注入压力、排量、温度及注入量根据实际要求设计；
优选地，氮气通过氮气泵车组注入气层中，氮气泵车组的最大工作压力为35MPa。
优选地，氮气泵车组的最大供气量为1200m3/min。
优选地，氮气车组的注入排量为500m3/h-800m3/h。
在上述快速解除凝析气藏污染的方法中，焖井的作用是利用氮气加热储层和乙醇，并使乙醇与凝析油和反渗析水充分反应，解除凝析气藏污染；焖井的时间由氮气和乙醇的注入量确定，优选地，焖井的时间为4h。
本发明提供了一种快速解除凝析气藏污染的方法，通过连续不断地向气层中注入高温高压的氮气，然后将乙醇注入气层中，随后再次连续不断地向气层注入高温高压的氮气，在气层中形成热氮段塞-乙醇段塞-热氮段塞，快速解除凝析气藏反凝析污染和水锁伤害。
本发明的上述方法利用乙醇的高挥发性和遇水互溶性，在高温下随着乙醇含量的增加，乙醇水溶液饱和蒸汽压增加，有效降低水锁效应；同时，利用乙醇降低凝析气体的露点压力，对凝析油有较强的再蒸发能力，解除反凝析的伤害。
本发明的上述方法利用氮气能进入水不能进入的低渗透层，使低渗透带处于束缚状态的凝析油驱替成可流动的原油，对部分凝析油产生抽提或携带作用；同时利用氮气良好的可压缩性和膨胀性，在能量释放时具有良好的解堵、助排、驱替和气举等作用，克服毛管力的束缚，降低水锁效应，采出反渗吸水；此外，利用氮气提高凝析气井近井带的地层温度，使凝析油的蒸发量增加，黏度下降，降低近井带积液对气井产能的影响。
本发明的快速解除凝析气藏污染的方法具体包括以下步骤：
采用的主要设备包括：热氮泵车组、水泥车、连接管汇、上水管线。
将热氮泵车组和水泥车布置在油井井口附近，通过热氮连接管汇将热氮泵的出口与采气树一翼生产阀门连接，通过连接管汇将水泥车的出口与采气树另一翼生产阀门连接，水泥车的进口通过上水管线连接乙醇罐；
打开与热氮车连接的采气树一翼生产阀门，利用热氮泵车组通过井内生产管柱(沿热氮流动方向)，将氮气以高温高压的形式注入气层(氮气的泵注压力、排量、温度及注入量根据要求设计)；
注氮气结束后，关闭与热氮车连接的采气树一翼生产阀门，打开与水泥车连接的采气树一翼生产阀门，用水泥车通过井内生产管柱(沿乙醇流动方向)将乙醇注入气层(乙醇泵注压力、排量、温度及注入量根据要求设计)；
关闭与水泥车连接的采气树一翼生产阀门，打开与热氮车连接的采气树一翼生产阀门，再次利用热氮泵车组通过井内生产管柱(沿热氮流动方向)将氮气以高温高压的形式注入气层(热氮泵注压力、排量、温度及注入量根据要求设计)；
第二次注热氮后，关闭与热氮车连接的采气树一翼生产阀门并焖井，等待乙醇和热氮与反凝析油及水的相互作用(焖井时间由注入热氮和乙醇量确定，一般焖井时间4小时)；
焖井后，卸掉采气树阀门与热氮车和水泥车之间的连接管汇，并将采气树一翼阀门与生产流程相连，然后打开采气树这一翼生产阀门，控制排液，按照氮气、乙醇、氮气的顺序排出，同时排出乙醇和氮气携带的堵塞物，待返排气液以凝析油和天然气为主，进入生产流程生产。
本发明的快速解除凝析气藏污染的方法采用的氮气不燃烧、不爆炸、无化学腐蚀性、无污染、安全可靠、氮气加热温度可达到300℃，且热氮和乙醇来源广、价格低。
本发明快速解除凝析气藏污染的方法解堵效率高、见效快，同时气体返排可携带出堵塞物，是一种环保的凝析气藏污染解除方法。
本发明的快速解除凝析气藏污染的方法，利用乙醇的高挥发性和遇水互溶性，采用高温的热氮气作为热载体，有效解除反凝析和水锁伤害，提高产气井产能。
附图说明
图1为实施例1的快速解除凝析气藏污染的方法的工艺流程图。
图2为实施例1的焖井状态的热氮段塞-乙醇段塞-热氮段塞的示意图。
主要附图符号说明
1-1热氮泵车组 1-2热氮泵出口 1-3热氮连接管汇 1-4采气树一翼生产阀门 1-5采气树另一翼生产阀门 1-6连接管汇 1-7上水管线 1-8水泥车出口 1-9水泥车 2-1一次热氮段塞 2-2乙醇段塞 2-3二次热氮段塞 2-4近井污染带边缘
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种快速解除凝析气藏污染的方法，其工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：
将热氮泵车组1-1和水泥车1-9布置在井口附近，通过热氮连接管汇1-3将热氮泵车组1-1的热氮泵出口1-2与采气树一翼生产阀门1-4连接；通过连接管汇1-6将水泥车1-9的水泥车出口1-8与采气树另一翼生产阀门1-5连接，水泥车1-9的进口通过上水管线1-7连接乙醇罐；
打开采气树一翼生产阀门1-4，利用热氮泵车组1-1通过井内生产管柱(沿热氮流动方向)将热氮以高温高压注入气层；根据气井基本情况，热氮的泵注压力为10MPa、排量为580m3/h、注入温度为280℃，注入量为790.4m3；
注热氮结束后，关闭采气树一翼生产阀门1-4，打开采气树另一翼生产阀门1-5，利用水泥车1-9通过井内生产管柱(沿乙醇流动方向)将乙醇注入气层；根据气井基本情况，乙醇的泵注压力为25MPa、排量为75m3/h、注入温度为25℃、注入量为705.7m3，乙醇的注入量Q醇根据以下公式确定：
r＝16m，h＝7.5m，
n＝1.3；
关闭采气树另一翼生产阀门1-5，打开采气树一翼生产阀门1-4，再次利用热氮泵车组1-1通过井内生产管柱(沿热氮流动方向)将热氮以高温高压注入气层；根据气井基本情况，热氮的泵注压力为10MPa、排量为580m3/h、温度为280℃、注入量为790.4m3；
热氮的注入量根据以下公式确定：
r＝16m，h＝7.5m，
n＝1.3，Pi＝3.2MPa，T＝280℃，Ti＝80℃，P＝10MPa；
第二次注热氮后，关闭采气树一翼生产阀门1-4，焖井4h，等待乙醇和热氮与反凝析油及水的相互作用；焖井状态时，热氮-乙醇-热氮构成的段塞如图2所示，一次热氮段塞2-1，乙醇段塞2-2，二次热氮段塞2-3，近井污染带边缘2-4。根据设计的注入量，在焖井状态，乙醇段塞2-2前端突破近井污染带边缘2-4，大于污染半径3.2m；
焖井后，先卸掉采气树阀门与热氮车和水泥车之间的连接管汇，并将采气树一翼阀门与生产流程相连，然后打开采气树这一翼生产阀门，控制排液，返排乙醇和热氮携带的堵塞物，待返排气液以凝析油和天然气为主，进入生产流程生产。
采用本实施例的上述方法，应用于重油三区，具体结果如表1所示：
表1热氮在重油三区处理前后增油情况统计表
上述快速解除凝析气藏污染的方法的全部流程只需要五天，可以快速解除污染。
以上实施例说明，本发明的快速解除凝析气藏污染的方法可以快速、有效地解除反凝析和水锁伤害，提高产气井产能。
Claims (11)
1.一种快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：向气层中注入热氮，以加热气层；
步骤二：向气层中注入乙醇段塞；
步骤三：向气层中注入热氮，以加热气层；
步骤四：焖井，在焖井状态下，注入的乙醇段塞的前端突破近井污染带边缘，比污染半径大3m；
步骤五：排液，完成对凝析气藏污染的快速解除；
热氮以高温高压的形式注入到气层中；热氮的注入温度为50℃-300℃；
采取向凝析气藏以“热氮+乙醇段塞+热氮”的泵注顺序。
2.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，步骤一和步骤三中，所述热氮的注入量分别根据以下公式确定：
其中，Q氮为热氮的注入量，单位为m3；
r为气层污染半径，单位为m；
h为气层厚度，单位为m；
n为附加系数，其取值为1.2-1.5；
Pi为气层压力，单位为MPa；
T为热氮的注入温度，单位为℃；
Ti为气层温度，单位为℃；
P为热氮的注入压力，单位为MPa。
3.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述乙醇的注入量根据以下公式确定：
其中，Q醇为乙醇的注入量，单位为m3；
r为气层污染半径，单位为m；
h为气层厚度，单位为m；
n为附加系数，其取值为1.2-1.3。
4.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮的注入压力小于地层破裂压力。
5.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮的浓度为98％以上。
6.根据权利要求1或5所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮的相对密度为1.09kg/m3。
7.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮通过热氮泵车组注入气层中，热氮泵车组的最大工作压力为35MPa。
8.根据权利要求7所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮泵车组的最大供气量为1200m3/min。
9.根据权利要求8所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述热氮泵车组的注入排量为500m3/h-800m3/h。
10.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，所述乙醇的注入压力小于地层破裂压力。
11.根据权利要求1所述的快速解除凝析气藏污染的方法，其特征在于，步骤四中，所述焖井的时间为4h。
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