克拉美麗氣田采氣工藝技術(shù)

摘 要

摘要：克拉美麗氣田是中國(guó)石油新疆油田公司發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)地質(zhì)儲(chǔ)量上千億立方米、以火山巖為儲(chǔ)層的氣田，因其儲(chǔ)層的非均質(zhì)性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)難度極大。根據(jù)克拉美麗火山巖氣藏的特征，開(kāi)展了
摘要：克拉美麗氣田是中國(guó)石油新疆油田公司發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)地質(zhì)儲(chǔ)量上千億立方米、以火山巖為儲(chǔ)層的氣田，因其儲(chǔ)層的非均質(zhì)性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)難度極大。根據(jù)克拉美麗火山巖氣藏的特征，開(kāi)展了氣井的井口裝置、管柱優(yōu)化、完井工藝和排液采氣工藝的研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用分析，形成了一體化管柱射孔、壓裂投產(chǎn)、儲(chǔ)層保護(hù)等適應(yīng)克拉美麗氣田特點(diǎn)的開(kāi)采工藝技術(shù)。通過(guò)對(duì)各生產(chǎn)階段、不同壓力及出水量的氣井采氣工藝的研究和合理選擇，滿足了不同階段氣井生產(chǎn)的需要，保證了克拉美麗氣田的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，達(dá)到了進(jìn)一步提高氣藏最終采收率的目的。
關(guān)鍵詞：克拉美麗氣田；火山巖氣藏；采氣；壓裂；排液；工藝；技術(shù)
1 儲(chǔ)層基本特征
   克拉美麗氣田位于準(zhǔn)噶爾盆地陸梁隆起東南部的滴南凸起西端，區(qū)塊包括滴西a井區(qū)、滴西b井區(qū)。滴西a井區(qū)以凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)角礫巖為主，氣藏類型為帶邊水的構(gòu)造巖性氣藏，儲(chǔ)層孔隙度平均值為12.24%；滲透率平均值為40.34×10-3μm2，儲(chǔ)集空間類型主要是粒間孔、溶蝕孔及微裂縫；氣藏原始地層壓力45.01MPa，壓力系數(shù)1.223，露點(diǎn)壓力37.78MPa，地露壓差7.23MPa。滴西b井區(qū)以酸性花崗斑巖、凝灰?guī)r為主，氣藏為構(gòu)造背景下的巖性氣藏，儲(chǔ)層孔隙度平均值為11.46%；滲透率平均值為2.48×10-3μm2，儲(chǔ)集空間類型主要是晶間孔、長(zhǎng)石斑晶溶孔、構(gòu)造縫、微裂縫；氣藏原始地層壓力40.91MPa，壓力系數(shù)1.155，露點(diǎn)壓力40.41MPa，地露壓差較小，僅0.5MPa。
2 氣田采氣工藝技術(shù)
2.1 采氣井口工藝
   滴西a、b井區(qū)地層壓力介于40.91～48.27MPa，根據(jù)氣田單井日產(chǎn)氣量差異大的特點(diǎn)，結(jié)合氣井需要采用壓裂措施后投產(chǎn)，從安全和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，直井選擇了國(guó)產(chǎn)的KQST0-65型采氣井口[1]，水平井選擇了國(guó)產(chǎn)KQS105-105型采氣井口，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用使用效果良好。
    井口采氣樹(shù)技術(shù)參數(shù)[2]為：設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)API6A；規(guī)范級(jí)別PSL-3；性能級(jí)別PR1；材料級(jí)別EE；額定工作壓力70MPa。
    由于克拉美麗氣田火山巖氣藏鉆井中固井質(zhì)量不理想，投產(chǎn)后多數(shù)開(kāi)發(fā)井出現(xiàn)環(huán)空帶壓現(xiàn)象，影響氣井的安全生產(chǎn)。為了緩解環(huán)空壓力過(guò)高，對(duì)開(kāi)發(fā)井的油技環(huán)空連接Ø73mm放空管線排放壓力，并定期監(jiān)測(cè)氣井圓井是否存在天然氣泄漏，保證氣井環(huán)空帶壓條件下能夠正常生產(chǎn)。
2.2 井筒工藝
2.2.1油管管柱
    克拉美麗氣田氣井都需要壓裂改造后投產(chǎn)，因此直井使用Ø73mm氣密封油管，水平井使用了Ø139.7mm油管。氣井投產(chǎn)初期產(chǎn)量較高，可以滿足氣井?dāng)y液生產(chǎn)的需要。投產(chǎn)初期8口直井和1口水平井合計(jì)日產(chǎn)氣量最高達(dá)150×104m3，直井平均產(chǎn)氣量12.7×104m3/d，采氣工藝技術(shù)的整體應(yīng)用效果良好。但由于火山巖氣藏氣井存在產(chǎn)能差別較大的現(xiàn)象，目前有1口直井產(chǎn)量下降迅速。因此在管柱設(shè)計(jì)上，還需針對(duì)低產(chǎn)井應(yīng)合理優(yōu)化油管尺寸，使用小油管生產(chǎn)技術(shù)和控制采氣速度，以保證氣井依靠自身能量攜液生產(chǎn)和延長(zhǎng)穩(wěn)產(chǎn)周期。
2.2.2防治天然氣水合物措施
    克拉美麗氣田氣井于冬季投產(chǎn)，環(huán)境溫度低于-20℃，氣井均經(jīng)過(guò)外排提升井溫，保證井筒暢通。氣井在配產(chǎn)氣量生產(chǎn)時(shí)，井口實(shí)際溫度均高于25℃，避免了在井筒形成天然氣水合物[3]。
2.3 完井工藝技術(shù)
    克拉美麗氣田火山巖氣藏巖性復(fù)雜，裂縫發(fā)育，同時(shí)存在反凝析現(xiàn)象，需進(jìn)行儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)的研究。
2.3.1儲(chǔ)層保護(hù)
    儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)有：①采用防水敏的優(yōu)質(zhì)修井液體系，并盡可能縮短氣層入井液浸泡時(shí)間，減少污染，保護(hù)儲(chǔ)層；②嚴(yán)格控制進(jìn)入儲(chǔ)層流體的礦化度；③射孔液采用優(yōu)質(zhì)無(wú)固相防膨液，降低對(duì)氣層的傷害；④要求優(yōu)化井下作業(yè)施工參數(shù)，作業(yè)后應(yīng)及時(shí)返排，盡可能加快施工作業(yè)進(jìn)度。
2.3.2射孔工藝
    克拉美麗氣田儲(chǔ)層屬低滲透儲(chǔ)層，均采用油管傳輸負(fù)壓射孔[4]，使用SC-2優(yōu)質(zhì)無(wú)固相防膨液射孔液，負(fù)壓值10～15MPa。開(kāi)發(fā)井采用YD-89/60度型射孔彈，探井采用SDP-102深穿透射孔彈，采用一體化管柱射孔后丟槍工藝，保證射孔、壓裂投產(chǎn)一趟管柱[5]，減少氣井作業(yè)地層損傷。
2.3.3儲(chǔ)層壓裂改造
    火山巖氣藏的探井要通過(guò)水力加砂壓裂改造，才能獲得較高的產(chǎn)能。因此水力壓裂是克拉美麗氣田氣井射后誘噴不出的有效手段。通過(guò)優(yōu)化壓裂工藝，氣田投產(chǎn)的9口井初期均取得了良好的生產(chǎn)效果。其中DX01和DX02井是井區(qū)最后投產(chǎn)的兩口井，由于冬季壓裂施工難度大，DX01井未進(jìn)行壓裂(圖1)，雖然關(guān)井油壓達(dá)30MPa，但開(kāi)井氣量下降快，無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)。DX02井壓裂后生產(chǎn)較為穩(wěn)定(圖2)。
 
    壓裂返排工藝：為了提高壓裂液返排效率，采用了添加新型助排劑工藝，壓裂后氣井通過(guò)合理調(diào)整工作 重制度均實(shí)現(xiàn)連續(xù)排液，自噴生產(chǎn)。
    防砂措施：克拉美麗氣田井區(qū)火山巖儲(chǔ)層的巖石，在正常生產(chǎn)條件下，儲(chǔ)層不會(huì)出砂，沒(méi)有采取防砂工藝。但在壓裂后排液過(guò)程中，壓裂砂的返排較為明顯，出現(xiàn)外排管線彎頭刺穿的現(xiàn)象。通過(guò)合理控制外排流量和每天進(jìn)行管線彎頭壁厚監(jiān)測(cè)措施，保證壓裂液的返排效果，使氣井順利投產(chǎn)。
2.4 排液采氣工藝分析
    克拉美麗氣田火山巖氣藏采取以下幾種排液采氣技術(shù)：①連續(xù)油管氮?dú)鈿馀e排液，具有排液施工機(jī)動(dòng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，適用于水淹井?dāng)?shù)少的開(kāi)采階段，對(duì)于氣田各生產(chǎn)階段氣井都可應(yīng)用；②泡沫排液采氣技術(shù)，適合產(chǎn)少量水、凝析油含量不高的氣井，根據(jù)井區(qū)出水情況可篩選氣井實(shí)施，目前克拉美麗氣田的氣井具備地面注醇管線，氣井出現(xiàn)積液后，經(jīng)過(guò)改造可進(jìn)行泡排工藝；③優(yōu)選管柱排液采氣工藝，這是在有水氣井開(kāi)采中后期，重新調(diào)整井下生產(chǎn)管柱，減少舉升滑脫損失，充分利用氣井自身能量的一種排液采氣方法。
3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)
    1) 克拉美麗氣田氣井均采取壓裂措施投產(chǎn)，火山巖儲(chǔ)層出現(xiàn)中高孔特低滲現(xiàn)象，投產(chǎn)初期氣井產(chǎn)量較高。
    2) 通過(guò)克拉美麗氣田采氣工藝技術(shù)研究分析，需要加強(qiáng)氣田后期排液采氣工藝技術(shù)的配套研究，以保證低產(chǎn)氣井長(zhǎng)期連續(xù)生產(chǎn)，提高氣田的整體采收率。
    3) 針對(duì)克拉美麗氣田火山巖氣井環(huán)空帶壓生產(chǎn)的問(wèn)題，應(yīng)開(kāi)展專項(xiàng)的治理技術(shù)研究，保證氣田的安全生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)
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[5] 楊繼盛，劉建儀.采氣實(shí)用計(jì)算[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.
 
(本文作者：唐伏平1 柳海1 趙麗萍2 劉德青1 張鋒1 馬增輝1 1.中國(guó)石油新疆油田公司采氣一廠；2.中國(guó)石油新疆油田公司科技信息處)