碳酸盐岩储气库注采工程技术探讨论文

论文范文 时间:2019-11-08 我要投稿
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  摘 要:1地质特点 碳酸盐岩大多坚硬、致密,储渗空间为孔隙、裂缝和孔洞。华北碳酸盐岩裂缝性油气藏具有含油面积大、圈闭幅度高的特点,储层层间差异小,呈现巨厚块状,不同级别的裂缝将储层切割成非常复杂的裂缝网络系统,且经过多年的开发,含水较高[1-2]。地层具

  关键词:表面工程技术论文发表,工程技术职称论文投稿

  1地质特点

  碳酸盐岩大多坚硬、致密,储渗空间为孔隙、裂缝和孔洞。华北碳酸盐岩裂缝性油气藏具有含油面积大、圈闭幅度高的特点,储层层间差异小,呈现巨厚块状,不同级别的裂缝将储层切割成非常复杂的裂缝网络系统,且经过多年的开发,含水较高[1-2]。地层具有明显的裂缝系统和岩块系统双重介质特征,其中裂缝系统物性条件很好,且大多以高角度构造缝为主,是改建地下储气库后气体的主要渗流通道和储集空间[3]。

  2井型及井位部署

  2.1井型选择

  井型设计一般根据储气库建库地质条件、地层渗流条件和钻井投资等因素确定。对于碳酸盐岩裂缝性油气藏来说,因其构造中多裂缝孔道,采用水平井钻遇裂缝的可能性大于直井,且当水平井钻遇裂缝时,会使井筒更多地接触到储层中的流体。通过理论分析,水平井的产量可以达到直井的3~5倍以上[4]。对于此类油气藏改建的地下储气库来说,采用水平井一方面能显著减缓底水锥进,延长气井的稳产期,另一方面储气库本身的运行需要大规模地注、采气,采用水平井可以提高储气库单井的注采能力,从而提高气库的供气能力,发挥最大的产能。因此,对于碳酸盐岩裂缝性油气藏改建的地下储气库采用水平井是十分适合的。

  2.2井位部署

  根据储气库的建设需要,不可缺少用于生产的注采井,以及用于监测气库动态情况的观察井。注采井不仅具备注采气功能,也要具备监测功能,一般部署在储气库的高部位,远离气水界面,防止注采运行过程的水淹现象发生;观察井主要是对地层压力、温度、气水界面、盖层密封性等方面的监测,其井位部署根据地质构造特点及具体监测内容而定。在碳酸盐岩裂缝性油气藏上改建的地下储气库上部署注采井及观察井,不仅要考虑所设置井的功能需求,还要考虑到地层的实际情况。华北碳酸盐岩裂缝性油气藏改建的地下储气库,裂缝比较发育,且地层中含有一定的底水,尽管在前期建库时通过注气已将气水界面向下推移,但在储气库大规模、高强度地注采气过程中,采气速度过快易发生水锥,而根据华北对碳酸盐裂缝性油气藏的开发历史,井距越大水锥情况越严重,但随着井网的加密,根据生产制度的需要井数也随之增加,则投入成本、油田建设等方面也相应增加。因此,对于此类油气藏改造地下储气库在井位部署方面,不仅要从技术上控制好采气速度,设计好井距,也要综合分析经济成本,合理部署井位。

  3完井工程

  3.1钻井完成

  不同地地质条件、油气田开发方式对完井方式的要求也不同,目前水平井的完井方式大致分为裸眼完井、割缝衬管完井、带管外封隔器(ECP)的割缝衬管完井、射孔完井和砾石充填完井五类。在钻完井工艺方面,碳酸盐岩裂缝性油气藏改造地下储气库一般采用裸眼完井或射孔完井,但两种完井方式也各有利弊,在开采过程中大多数井都要采取酸化、酸压等增产措施。裸眼完井是最简单的水平井完井方式,其成本最低,储集层不受水泥浆伤害,适用于碳酸盐岩等坚硬不坍塌地层,特别是一些垂直裂缝地层。但对于华北碳酸盐含底水的油气藏来说,因有底水,生产一段时间后,底水锥进,含水上升很快,采用裸眼完井难以控制底水或堵水,也无法实现分层段地作业措施。套管射孔完井可选择性地射开不同压力、不同物性的层段以避免层间干扰,对与裂缝底水性油气藏改建的地下储气库来说,还可以有效地避开底水锥进,较好地控制气窜,选择性地进行压裂或酸化等分层作业。

  3.2注采工艺

  在注采工艺方面,主要包括注采完井管柱、储气库动态监测、油套管防腐、储层改造等方面内容,其中注采完井管柱设计是注采工艺的核心部分,通过对相应区块不同管柱注采能力的分析优选出合适的完井油管,并根据完井需要为注采完井管柱配置相应功能的井下工具,以实现储气库正常运行、安全需要,以及对储气库的监测、储层改造等工艺措施。

  3.2.1注采能力分析完井油管尺寸的选择通过对区块的注采能力分析实现。

  储气库建设在原则上要保持大通径生产通道以满足大规模的注采气需求,但井筒中气体流速过高会迅速冲去油管氧化层,使得未被腐蚀的内壁裸露于含酸性气体的天然气流中,即冲蚀作用,天然气流的连续腐蚀和冲蚀作用将加剧油管的破损;对于华北碳酸盐岩裂缝性油气藏来说,因其在原气藏开发生产的后期气水界面上升,地层中含水量增大,改建地下储气库后,尽管通过注气降低了气水界面,但在采气过程中不可避免的有液体需携带出来,若气体流速低于临界携液流速,则不能提供足够的能量使井筒中的液体连续携带至井口,气井将开始积液,井筒积液将增加井底回压,降低气井的生产能力,井筒积液量过大储气库将发生水淹而无法正常运行。因此在碳酸盐岩裂缝性油气藏改建地下储气库的注采能力分析过程中,必须与实际生产制度、井口外输压力等协调一致,通过对地层条件、注采方案研究,根据两相管流计算,对不同尺寸油管流入流出动态进行分析,对油管的冲蚀情况进行分析,并保证在所要求的气量下生产可以将井底液体携带出井口,此外油管尺寸的选择还需满足储气库应急调峰的需求。

  3.2.2完井工艺管柱储气库的运行与常规气井相比,多了注气环节,完井管柱需承受交替性应力变化、高低压力、温度变化。

  在完井工艺管柱设计时,通过对完井管柱在注气、采气等不同工况条件的受力情况进行分析,选择合适的封隔器进行完井。一般来说储气库的完井管柱交替应力变化较大,管柱变形量大,为保证储气库的运行安全和使用寿命,建议采用永久式封隔器完井工艺管柱。同时,管柱上配有滑套进行循环洗压井,替空环空保护液,配有井下安全阀与封隔器配合实现安全关井,以及因进口、地面发生为破坏、自然灾害、设备失效等异常情况气井失控,配有坐落接头进行管柱试压、坐封封隔器等,配有仪表挂可悬挂压力、温度等监测仪器。对于华北碳酸盐岩裂缝性油气藏改造的地下储气库来说,不仅要保证注采工艺管柱功能的需求,还需考虑管柱带液生产所造成的腐蚀情况,一般对井下工具材质的选择要高于油管材质。

  4实例

  某潜山凝析气藏是一个具有底水的带油环的块状碳酸盐岩凝析气藏,裂缝发育。部署3口水平注采气井,并安排观察井、监测井对地层温度压力进行监测。设计采用水平井7"套管完井,完井深度约为5000米。其基础数据如表1所示:运用节点分析法对该储气库采用27/8″、31/2″和41/2″油管的流入流出动态、冲蚀、携液情况进行分析,通过计算该储气库水平井单井采气量为60×104m3/d时,27/8″油管会发生冲蚀,单井采气量为10×104m3/d时,41/2″的油管无法携液。进一步分析计算出各管柱最大不冲蚀产量及最小携液产量,如表2所示。水平井推荐选择31/2″油管,在运行过程中产气量应控制在8.9×104m3/d~77×104m3/d之间,否则该管柱会发生冲蚀或将无法携液。

  5结论

  本文对碳酸盐岩油气藏改建储气库井筒防水淹完井注采工程技术进行了探讨,得出以下结论:

  1)碳酸盐岩油气藏改建的地下储气库宜选择水平井进行生产,对于井位部署需综合考虑水锥影响和经济评价。

  2)从注采工艺方面来说,对储气库进行注采能力分析,并为储气库配置合适尺寸的油管是满足注采气量要求的重要保障。

  3)碳酸盐岩油气藏改建的地下储气库在含有地层水的情况下,必须对完井管柱进行携液能力分析,以保障注采管柱可以正常携液。