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      油管穿孔氣舉排水采氣技術(shù)

      2014-04-08 04:49:14顧友義潘云兵
      石油鉆采工藝 2014年3期
      關(guān)鍵詞:氣舉龍崗液氮

      易 勁 顧友義 潘云兵 李 秋

      (中國石油西南油氣田分公司川中油氣礦,四川遂寧 629001)

      龍崗礁灘氣藏氣井普遍產(chǎn)水,自氣田投產(chǎn)以來,產(chǎn)水量總體呈上升趨勢(shì)。通過分析氣井產(chǎn)水特征和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料,部分氣井存在強(qiáng)水侵,導(dǎo)致氣井產(chǎn)量降低,井筒攜液能力變差,甚至因井筒積液而關(guān)井,如果氣田水不及時(shí)排出,還會(huì)導(dǎo)致與該井連通的高產(chǎn)氣井受到水侵的影響。因此,急需采取排水采氣措施,以恢復(fù)或提高產(chǎn)水氣井的單井產(chǎn)能,確保氣藏平穩(wěn)生產(chǎn)。

      1 龍崗礁灘氣藏排水采氣難點(diǎn)

      龍崗礁灘氣藏不同于一般的有水氣藏,其高溫、超深、中高含硫的特點(diǎn)決定了其排水采氣工藝優(yōu)選的高要求。

      (1)舉升高度高。龍崗礁灘氣藏埋藏深度4 823~6 261 m,目前普遍采用的柱塞等排水采氣工藝不能滿足舉升高度要求[1]。

      (2)產(chǎn)液量及水氣比大。氣井生產(chǎn)水氣比較高,大部分高于2 m3/104m3。個(gè)別井水侵嚴(yán)重,產(chǎn)氣量下降較快,產(chǎn)液量增大,水氣比上升較快,導(dǎo)致氣井生產(chǎn)困難。

      (3)地層溫度高,地層壓力差異大。龍崗礁灘氣藏地層溫度在140 ℃左右,地層壓力差異較大(25~61 MPa),對(duì)排水采氣工藝的選擇不同,壓力較低的井,排水采氣工藝的選擇難度大。

      (4)井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。龍崗礁灘氣藏主要為直井,龍崗001-23井、001-18井為大斜度井,對(duì)有桿泵排水采氣工藝選擇的局限性較大[2],其他排水采氣工藝選擇的影響較小。

      (5)管柱均有封隔器?,F(xiàn)有生產(chǎn)井除龍崗001-27井外,均是采用一次性完井管柱結(jié)合永久式井下封隔器完井,且井下套管抗硫等級(jí)較低,無法滿足原料氣進(jìn)套管的排水采氣工藝要求[3-4],要求選擇的排水采氣工藝不需改動(dòng)生產(chǎn)管柱,否則施工難度大、成本高。

      (6)消泡難。泡排工藝[5-6]施工簡單,但消泡不完全,帶水泡沫進(jìn)入凈化廠凈化設(shè)備,將對(duì)凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。

      2 氣舉排水采氣工藝優(yōu)選

      不同地質(zhì)條件的產(chǎn)水氣井采取不同的排水采氣工藝,優(yōu)選依據(jù)是根據(jù)氣井的地質(zhì)條件、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、管串結(jié)構(gòu)等特點(diǎn),結(jié)合工藝的優(yōu)缺點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)效益來確定,即在可采儲(chǔ)量、地面集輸條件確定的情況下,從井底靜壓力、氣井產(chǎn)液量、井身結(jié)構(gòu)等方面確定工藝措施方案。

      根據(jù)以上分析,結(jié)合各種排水采氣工藝的適應(yīng)性及優(yōu)缺點(diǎn)[7-8],在目前技術(shù)條件下,提出油管穿孔配合壓縮機(jī)氣舉工藝為龍崗礁灘氣藏排水采氣工藝。其技術(shù)特點(diǎn)為:

      (1)不動(dòng)管柱,無需井下工具,施工成本低,風(fēng)險(xiǎn)小。龍崗礁灘氣藏是典型的高溫、超深、中高含硫氣藏,意味著選擇排水采氣工藝需要考慮排水采氣井下設(shè)備抗硫、耐高溫的問題,改動(dòng)生產(chǎn)管柱的施工風(fēng)險(xiǎn)大、施工成本高的問題,泡排工藝的泡排劑配伍性、消泡可行性的問題等。采用油管穿孔氣舉工藝最大限度地回避了這些問題,下入射孔槍在封隔器以上的設(shè)計(jì)深度處對(duì)油管進(jìn)行穿孔,在地面進(jìn)行設(shè)備操作,與常規(guī)下入氣舉閥的氣舉工藝相比較,油管穿孔氣舉工藝不需要改動(dòng)生產(chǎn)管柱,也無需井下氣舉工具,有效地解決了以上諸多問題,成為龍崗礁灘氣藏開展排水采氣的優(yōu)選工藝。

      (2)利用已有燃料氣,氣源方便。使用壓縮機(jī)將低壓氣壓縮為高壓氣并通過油套環(huán)空向井內(nèi)持續(xù)注入來實(shí)現(xiàn)對(duì)井筒積液的人工舉升,氣藏在投產(chǎn)前已建成完善的燃料氣管網(wǎng),所有管線材質(zhì)均為20號(hào)無縫鋼管,設(shè)計(jì)壓力為4 MPa,輸壓為2 MPa。開展該工藝均可就地獲取凈化氣,氣源方便。

      (3)打孔位置深度固定,氣舉時(shí)啟動(dòng)壓力較高,氣舉開始需要液氮助排,穿孔后影響油管強(qiáng)度。

      3 油管穿孔氣舉排水采氣工藝設(shè)備及施工步驟

      3.1 氣舉工藝設(shè)備

      12 m3液氮槽車,提供啟動(dòng)氮?dú)鈿庠矗?0 MPa液氮泵車一臺(tái),注入液氮實(shí)現(xiàn)氣舉啟動(dòng);350型車載式壓縮機(jī)一臺(tái),將凈化氣加壓后注入井內(nèi),實(shí)現(xiàn)連續(xù)氣舉,可提供最高約33 MPa注氣壓力。

      3.2 施工步驟

      (1)下入通井規(guī)通井至設(shè)計(jì)穿孔深度;

      (2)下入射孔槍在設(shè)計(jì)穿孔深度處對(duì)油管進(jìn)行穿孔;

      (3)使用70 MPa液氮泵車將定量的液氮注入油套環(huán)空;

      (4)開井生產(chǎn),待氣井順利啟動(dòng),氣水產(chǎn)量穩(wěn)定后,停止注氮并啟動(dòng)350型車載式壓縮機(jī)進(jìn)行注氣;

      (5)跟蹤氣舉過程中的注氣壓力、油壓、注氣量、產(chǎn)氣量、產(chǎn)水產(chǎn)量等數(shù)據(jù),當(dāng)注氣壓力不穩(wěn)定或過高可導(dǎo)致壓縮機(jī)停機(jī),需再次使用液氮啟動(dòng),直至壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

      4 應(yīng)用實(shí)例

      龍崗001-18井在氣舉工藝實(shí)施前,一直處于水淹關(guān)井狀態(tài),在2011年12月底進(jìn)行過一次開井提噴,無效,井筒內(nèi)積液嚴(yán)重,液柱產(chǎn)生回壓過大。通過實(shí)施油管穿孔配合壓縮機(jī)氣舉工藝,成功實(shí)現(xiàn)了復(fù)產(chǎn)。

      2012年3月24日開始采用液氮啟動(dòng)、放空提噴、壓縮機(jī)氣舉等施工程序后,成功實(shí)現(xiàn)該井水淹復(fù)產(chǎn),初期最高日產(chǎn)氣量15.38×104m3,最高日產(chǎn)水量271 m3。截至2012年6月初,車載式壓縮機(jī)工況穩(wěn)定,生產(chǎn)平穩(wěn),注氣壓力29.3 MPa,日注氣2×104m3,油壓 10.5 MPa,日產(chǎn)氣 2.5×104m3,日產(chǎn)水 180 m3,實(shí)現(xiàn)累計(jì)產(chǎn)氣357.96×104m3,累計(jì)產(chǎn)水13 264.0 m3。龍崗001-18井成功復(fù)產(chǎn)表明,在產(chǎn)水量過大,井筒積液嚴(yán)重導(dǎo)致氣井水淹的情況下,通過實(shí)施人工舉升的強(qiáng)排水工藝,完全能夠?qū)崿F(xiàn)超深水淹氣井復(fù)產(chǎn)并實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)生產(chǎn)。

      通過分析儲(chǔ)層發(fā)育連續(xù)性、水化學(xué)特征、壓力監(jiān)測(cè)資料以及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征,證實(shí)龍崗1井區(qū)長興組4口井屬同一個(gè)壓力系統(tǒng),其中3口井為長興組生產(chǎn)井,且各生產(chǎn)井之間具有較好的連通關(guān)系。

      測(cè)井解釋結(jié)果表明,龍崗001-18、001-8-1、001-2井的長興組下部均存在水體連通,在龍崗001-18井受水侵影響無法自噴生產(chǎn)的情況下,地層水向龍崗001-8-1井方向水侵,進(jìn)而嚴(yán)重影響龍崗001-8-1、001-2井正常生產(chǎn),通過對(duì)龍崗001-18井實(shí)施強(qiáng)排水工藝,有效降低水侵對(duì)龍崗001-8-1、001-2井生產(chǎn)的影響。

      生產(chǎn)井龍崗001-18于2011年5月水淹后關(guān)井,相距僅1 km的龍崗001-8-1井已經(jīng)受到了來自龍崗001-18井方向的水侵影響,水產(chǎn)量持續(xù)上升,在6個(gè)月時(shí)間內(nèi)從20 m3/d上升至45 m3/d,日產(chǎn)氣量從32×104m3下降至22×104m3,截至龍崗001-18井實(shí)施氣舉排水采氣前,在未改變生產(chǎn)制度的條件下,套壓在33.4~37.2 MPa之間波動(dòng),油壓 31.66 MPa,日產(chǎn)氣20.93×104m3,日產(chǎn)水 42 m3。

      截至2014年3月,龍崗001-18井實(shí)施油管穿孔氣舉排水采氣已實(shí)現(xiàn)累計(jì)產(chǎn)氣1 152×104m3,累產(chǎn)水91 809 m3,同時(shí)龍崗001-8-1井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)也發(fā)生明顯變化,生產(chǎn)油套壓相對(duì)穩(wěn)定,日產(chǎn)氣量由22×104m3增至25.66×104m3,日產(chǎn)水量由45 m3增至56 m3。來自龍崗001-18井方向的水侵強(qiáng)度降低,有效緩解了壓力系統(tǒng)內(nèi)其余生產(chǎn)井的水侵風(fēng)險(xiǎn)。

      5 結(jié)論

      (1)依據(jù)氣藏氣井超深、中高含硫、產(chǎn)液量大、管柱有封隔器以及消泡難等特點(diǎn),提出采用油管穿孔配合壓縮機(jī)氣舉排水采氣工藝,制定了施工工藝步驟,該工藝不需要改動(dòng)生產(chǎn)管柱,無需井下氣舉工具,有效地解決了設(shè)備抗硫、耐高溫等問題,為氣藏排水采氣的優(yōu)先選擇工藝。

      (2)該工藝在龍崗001-18井首次試驗(yàn)并取得成功,通過優(yōu)化注氣壓力、生產(chǎn)制度等工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)了超深、高溫、中高含硫氣井排水采氣,可作為同類氣藏超深氣井排水采氣的備選工藝。

      (3)在積液嚴(yán)重,甚至水淹關(guān)井的情況下,采用該工藝進(jìn)行人工舉升強(qiáng)排水,能夠?qū)崿F(xiàn)水淹氣井復(fù)產(chǎn)并平穩(wěn)生產(chǎn),有效降低壓力系統(tǒng)內(nèi)其余生產(chǎn)井的水侵風(fēng)險(xiǎn)。

      [1] 張俊良,汪洋.柱塞氣舉排水采氣工藝在含硫氣井中的應(yīng)用[J].油氣藏評(píng)價(jià)與開發(fā),2013,3(1):50-54.

      [2] 張俊杰,吳洪波,李開鴻,等.深井氣舉排水采氣工藝在蜀南地區(qū)的新發(fā)展[J].鉆采工藝,2007,30(4):78-80.

      [3] 向建華,高澤立.川東石炭系氣藏排水采氣工藝技術(shù)及其應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2007,27(9):87-90.

      [4] 楊川東.優(yōu)選管柱排水采氣工藝技術(shù)的發(fā)展及成效[J].鉆采工藝,1997,20(3):33-37.

      [5] 李農(nóng),趙立強(qiáng).深井耐高溫泡排劑研制及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法[J].天然氣工業(yè),2012,32(12):55-57.

      [6] 李蓮明,李治平.國內(nèi)外含水氣井化學(xué)排水新技術(shù)綜述[J].天然氣技術(shù),2008,2(3):37-40.

      [7] 黃楨,王銳,杜娟.中壩氣田須二氣藏排水采氣效果分析[J].鉆采工藝,2012,35(6):51-54.

      [8] 廖毅,段方華,李川東,等.變頻電潛泵在排水采氣工藝中的應(yīng)用[J].鉆采工藝,2003,26(S0):93-99.

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