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大港地下储气库注采气井修井难点分析及对策

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常规修井工艺 修井工艺 不压井修井 水平井采油
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天然气勘探与开发 2010年1月出版大港地下储气库注采气井修井难点分析及对策李国韬宋桂华张强杨小平朱广海(中国石油大港油田公司钻采工艺研究院)摘要大港油田建成的六座用于城市调峰的大型地下储气库,为陕京输气管线的平稳运行和京津地区居民用气提供了坚实的保障。随着储气库的运行,部分注采井需要进行修井作业。对储气库注采气井修井中的难点进行了分析,提出了解决问题的方法,这些方法应用于现场,取得了很好的效果。关键词储气库注采气井修井1 注采气井修井难点分析大港油田自2000年建设我国第一座用于城市调峰的大型地下储气库以来,共建成储气库6座,新钻注采井60余口。经过多年的运行,部分注采井需要进行修井作业。储气库注采井修井不同于普通气藏开发井的修井,存在许多难点。1.1修井期间压力持续上升京津地区冬夏季天然气用量存在着巨大差异,在采气期,地下储气库发挥着“第二气源”的作用,为确保京津地区用气,采气期不能进行修井作业,只能选在注气期完成。然而为了保证冬季采气调峰重任的完成,注气期必须完成注气任务,也就是说,在修井期间,储气库仍需继续注气,这就造成了在修井期间,地层压力不是固定的,而是在持续上升的。大港储气库修井期间地层压力增幅在3.2作业过程中可能发生气侵由于储气库注采井压力高、气量大,作业过程中压井液可能发生严重气侵,导致压井液密度降低继而带来严重后果,这就要求压井液具有较强的防气侵性能,压井液粘度不能太高。从储层保护的角度出发,需要采取屏蔽暂堵技术防止压井液侵入储层,而为了优化压井液的悬浮性能,保证暂堵剂均匀分布以及提高防漏失效果,就要求压井液具有一定的粘度。在进行压井液研究时,要综合这两方面的因素,达到对立统一。1.3注采管柱复杂由于大港地下储气库担负着天然气季节调峰,以及紧急大排量供气的任务,并且储气库注采井长期处于高压、大气量工作状态下,因此,在储气库注采完井时,采用了较为复杂的注采管柱【1】,给修井施工带来难度。2注采气井修井关键技术研究注采气井修井施工的顺利和安全问题,涉及到修井工艺、压井工艺、压井液设计、修井设备、井控设备、施工队伍等方面。通过对修井难点的分析,认为起关键性作用的有修井工艺、压井液研究两方面。2.1修井工艺选择任何修井作业的前提都是要有效控制地层压力,防止压力失控,造成井喷事故。控制压力的方法有两种:①利用不压井装置进行修井作业;②利用合理的压井液将井压稳后,进行修井作业。由于储气库注采气井中都下有井下安全阀,在1安全阀上部的油管上都固定有÷”液控管线,而不.此,对于储气库注采气井修井作业不能应用不压井作业装置。利用压井液压井,需针对注采管柱的不同情况分别对待。通过实践,对于能进行钢丝作业打开滑套注采气井,采用先挤注再循环的压井修井工艺;作者筒介李罔韬,男,1975年出生,碛士.高级工程师;1997年毕业于石油大学(北京)石油工程专业,琨主要.从事地下锗气库的研究灰兢尚服务等工作。地址:(300280)天津市大港油田钻采院储气库项目郝。电话:(022)25910394。80·万方数据第33卷第1期 天然气勘探与开发对于滑套不能打开的注采气井,利用连续油管压井作业,效果良好。2.2井底压力的预测采用压井修井工艺,为保证施工安全,合理的确定压井液密度是关键,而压井液密度的确定是以井底压力为依据的。进行井底压力测量既增加了施工费用,又存在作业风险,因此,利用井口压力对井底压力进行较为准确的预测很关键。大港储气库注采井修井时,注采井既产气又产水,产气量远远大于产水量。因此,可以认为:①微小的水滴悬浮于气流中,气是连续相,水是分散相;②气液相间无相对运动。根据能量方程通式‘2·31:』2警+△【筹】+△(砒)+形幽=0 (1)式中:,,矿一摩阻损耗。储气库注采井天然气从井底沿油管流到井口时,中间没有被增压也没有输出功,因此能量方程通式(1)可写成下列形式:虫+业+dh+d(1w)=0 (2)P d(1w)=等 (3)将(3)代入(2),积分求解,得:半+警+掣引4,对于大港储气库注采井,(4)应改写为:警%竽+掣=。(5)对于式(5),关键是确定纷和‰。(I)计算气水密度%按两相流提出的密度公式计算:。(p,日0 (6)根据假设,气液相间无相对运动,持液率:毒‰:#} (7)眉 ‘7)。.‘Q.》Q.,%》口..’.也一子;也《l;(1一也)(6)可简化为:~一几+“以=丹(·+等×号)=以,=以L 中。卜产量,m3/d;w’kg/kg/一流速,m/s;。(2)计算气水质量流量%=町+E=畋(1+甓)=呒L(3)计算气水体积流速‰=岳一器=导=% ㈣(4)摩阻系数的计算摩阻系数厶可按垤(号+225J、 (1。)中:e—油管内壁绝对粗糙度把式(8)和式(9)代入式(5),整理可得:鑫0蟹饥拿卜 Ⅲ,式(11)是对哈格多恩和布朗相关式的修正,比较符合大港储气库修井时的工况条件。经两口井实测对比.预测值与实测值误差小于3%(表1)。裹1井底压力预测裹24.124.824.723.9 24.624.921.6 22.123.23.52.9%23.323.72.3% 21.02.3压井液研究在进行敏感性评价的基础上,进行压井液研究。储气库修井压井液应具备以下特点:①与地层配伍o②在井下温度和压力条件下性能稳定;③防气侵性能强;④能在井壁上形成保护膜,该保护膜能承受较大的正压差,滤失量少,以适应逐渐升高的地层压·8l·万方数据天然气勘探与开发 2010年1月出版力;⑤降解能力强,储层保护效果好。经研究认为,水基油溶性暂堵体系的压井液,具有抗温性好、滤失量小、抑制性强、触变性好、密度可调、低损害等优点,有利于解决作业过程中的漏失及油层损害问题。配方的筛选采用正交试验法:①进行对配方基液的筛选;②进行稠化剂、稳定剂、分散剂的筛选,交叉实验,共同研究;③进行暂堵剂评价实验,按照暂堵架桥原理评价配方失水大小,确定选用何种暂堵剂;④进行总体配方性能评价,最后确定压井液配方。最终研制的可降解压井液技术参数为:①密度:1.02 g/09/15.0抗温性:110℃;④马氏漏斗粘度:4000C);(靴:(20—30)。压井液岩心封堵实验发现,污染过程开始心两端压力从0.14201.5ml/0明该暂堵体系压井液能迅速在岩心表面形成致密滤饼,阻止压井液进入岩心深部(表2)始阶段 封堵过程中岩样参数:长度4.81径2.50隙度24.6%效果,压井时间短,压井液用量少。修井作业期间,压井液性能稳定,施工安全顺利。注采井压井修井后,进行注气,半年后进行采气,从注采气量以及注采压力看,基本恢复到修井前的指标,油层保护效果明显(表3)。0 0.5 1.O 1.5 2.O 2.5反捧压力‘一返排解堵实验结果(图1)表明,突破压力超过翟2羔晰茎霁薹篆嚣哿淼8蚕9嚣’7h 论后、. 下压井液解堵率可以达到 .6%。 钥比3修井施工及应用效果2007年,陆续对大港储气库注采井进行了修井作业。对于第一口井,首先循环压井,气侵比较严重,经过较长时间的循环,才将井压稳。而后。改变了压井工艺,首先挤压井液,挤注压力明显上升后,即停止挤注压井液,再循环压井。该工艺取得了明显的·82·(1)储气库注采井修井建议采用先挤压,再循环的压井方式。(2)储气库注采井修井作业宜采用较高密度压井液,粘度适中。(3)研制的可降解压井液,密度调节范围大,在20多天的修井作业期内稳定性好,储层保护效果明显。(4)修正后的井筒压力计算模型,考虑了水的影响,能够较为准确的预测井底压力,(下转第88页)万方数据天然气勘探与开发 2010年1月出版作业方式对井控工作的研究具有重要的现场意义。(4)本文计算分析中没有根据地层信息考虑气 4侵速度的变化;也没有考虑发现溢流加压后井底压力是否平衡地层压力的情况。在后继的研究中,会 , ].991,6(2):111—117.2 )].^1993.1991.3李相方,庄湘琦,隋秀香,等.气侵期间环空气液两相流【上接第82页)为压井液密度的确定提供了依据,为修井施工提供了安全保障。参考文献动研究[J].工程热物理学报,2004,01:73—76.陈家琅.石油气液两相管流[M].北京:石油工业出版社,1989。8:8—123.王福军.计算流体动力学分析:].清华大学出版社,2004。3:1—110.孙振纯,夏月泉,徐明辉.井控技术[M].北京:石油工业出版社,1997,9:110—120.朱忠喜,张迎进.井口回压和注气量对井底压力的影响[J].钻采工艺,2007,30(9):11—12.李相方,刚涛,隋秀香,等.欠平衡钻井期间地层流体流人规律研究[J].石油学报,2002,23(3):48—52.(修改回稿日期2009—0然气工业。2002,(4).3 K 举法采油工艺(卷一)[M].北京:石油工业出版社,1987.4杨川东.采气工程[M].北京:石油工业出版社,1997.1耋曼竺!竖毒竽芝苎三登坨地下储气库注采工艺 (修改回稿日期舢一∞一晒编辑曩氓-)管柱配套技术[J】.天然气工业,2004,24(9). …一一~” ……一’2黄炜。杨蔚.高气水比气井井筒压力的计算方法[J].天·88·万方数据大港地下储气库注采气井修井难点分析及对策作者: 李国韬, 宋桂华, 张强, 杨小平, 朱广海作者单位: 中国石油大港油田公司钻采工艺研究院刊名: 天然气勘探与开发英文刊名: (期): 2010,33(1)参考文献(4条)张坨地下储气库注采工艺管柱配套技术[期刊论文]004(09)气水比气井井筒压力的计算方法[期刊论文]002(04) 布朗 升举法采油工艺(卷一) 气工程 1997本文读者也读过(10条)1. 张坨地下储气库运行实践与评价[期刊论文]4(5)2. 11井潜山油藏改建地下储气库关键技术研究[期刊论文]5(4)3. 然气超音速引射升压调峰系统研究与应用[期刊论文]8(10)4. 昌市城区天然气输气主干管压力级制比选[期刊论文])5. 驱气藏型储气库注采井的动态运行分析[期刊论文]1(3)6. 缝性油藏改建地下储气库注采能力评价[期刊论文]5(12)7. 强磊 西门子大型燃机发电机启动变频器[期刊论文]8)8. 张抗 "气荒"中的冷思考[期刊论文]8(1)9. 张坨地下储气库井口温度影响因素[期刊论文]5(8)10. 然号调峰方式的对比与选择[期刊论文]7(5)本文链接:
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