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:
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:
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。
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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