川东北地区高温高压高产气井开井方式优化

高温、高压、高产气井的开采存在着比常规气井更大难度和风险。川东北地区河坝1井是国内罕见的“三高”气井，也是目前国内投入开发的井口压力最高的气井之一。针对“三高”气井的开井问题，通过河坝1井的开采实践，结果表明，直接开井方式不仅是可行的，而且可以提高开井效率、降低生产成本。     

川东北河坝区块井身结构的优化与实践

川东北地区地质环境复杂,不仅给钻探工作带来诸多困难,同时对井身结构设计优化也提出了更高的要求。在简要分析该地区钻井技术难点的基础上,综合考虑钻井工艺水平、配套工具、货源、压力平衡关系、工程约束条件、事故发生概率等相关因素,应用系统工程原理,对川东北河坝区块的井身结构进行了优化与研究。重点对河坝1井井身结构进行了跟踪评价和钻后优化,形成了川东北地区两套井身结构优化设计方案。优化后的三开井身结构系列在河坝区块应用3口井,均大幅度缩短了钻井周期和建井周期,取得了良好的应用效果。      

川东北地区深井固井技术综述

深井、超深井固井,尤其是气井,难度非常大,有的问题可以说是世界级的难题。川东北是我国陆上油气田开发最复杂的地区之一,不仅井深,而且井下高温、高压、高含硫化氢气体,在同一裸眼井段往往有不同的压力系统,井漏、井涌现象严重,钻井难度大,固井难度更大。中原油田固井工程技术人员通过科技攻关,优选了固井工艺技术,开发了特种水泥浆体系,成功地解决了这一复杂地区的固井技术难题,使固井质量得到了保证。     

川东北地区“三高”气井开采关键技术

川东北地区河坝1井属一口高温、高压、高产气井,也是目前国内投入开发的井口压力最高的气井之一。针对河坝1井在投产中遇到的主要问题,分析了"三高"气井开采的关键技术,提出了采用可靠的井口装置和远程控制系统,合理选择高压平板闸阀,采用固定节流方式,合理分配节流压差,对油嘴进行硬化处理,采用法兰连接方式,以及直接开井等关键技术,确保了"三高"气井的安全平稳生产。     

川东北地区高压气井固井防窜技术分析

川东北地区地质条件复杂，断层多，存在多压力系统，同一口井易出现塌、漏、涌、卡等异常情况，而且该地区气层活跃，经常钻遇气层当量密度大于2．00g／cm^3的高压气层，固井质量难以保证。针对川东北地区地质特点，分析了该地区高压气井固井过程中发生气窜的原因，提出了防窜对策。指出固井工程是一个系统工程，从钻井到完井的每一个环节无不影响着固井质量的提高，必须从钻井施工全面考虑才能从根本上解决目前的固井难题。     

川东北高温高压高产含硫气井井口装置的优选

川东北地区气藏是海相碳酸岩气藏,普遍具有高温、高压、高含硫化氢和二氧化碳酸性腐蚀性气体等特点,酸性气藏(H2S、CO2)对测试设施腐蚀严重,不适应高压气井生产和测试需求。基于最高井口关井压力、腐蚀分压、井口流温预测,确定出普光地区、元坝地区以及河坝区块宜选用相应的压力级别、温度类别、规范级别、材料类别以及性能级别的井口装置,为高温、高压、高产、含硫气井的井口装置优选提供基础。     

置换法压井技术在川东北河坝1井的成功应用

川东北河坝1井是一口异常高压、高产、高温和含硫复杂气井。该井采用光油管进行替喷测试时,在清水替浆过程中出现漏失,替浆中途即转入放喷排液。因井口压力高、天然气产量大,被迫关井。由于关井期间井口压力超限且采气树出现窜漏,常规压井技术进行压井未成功。经对置换法压井技术工艺原理及施工程序的探讨,采用置换法压井技术一次压井成功,排除了险情。     

川东北气田高压高含硫气井试气技术

针对川东北地区高压高含硫天然气深井的特点，结合早期四川油气田和目前川东北试气情况，重点介绍了目前的试气工艺技术与装备配套情况，以及部分天然气井现场应用情况及试气成果，指出：含硫天然气井试气，必须对有害气体采取全面防护技术，配套能适应井下工况的各类井下工具、井下管柱与地面设备。主要包括油套管和井下工具抗硫管材选用，防硫采气井控装置选用，地面降压分离、测试管汇的监测与计量，测试时人员的防护与安全等。     

对川东北地区井控的认识

慨括地分析了川东北高压、高含硫天然气地区钻井的井控要点及风险和对策。特别针对该区钻井复杂的井控特点，提出应采取的相应措施和建议。     

川西高温高压气井完井工艺技术

川西深层须家河组气藏地层压力70MPa～90MPa，地层温度90℃～140℃，具有高温高压的地质属性，有的还含有H2S、CO2等腐蚀气体，腐蚀分压值高，对油井管、井口装置的要求极为严格。从川西深层工程地质条件着手，介绍了该地区井身结构和完井方式，总结了通过十余年的实践而形成的川西高温高压气井完井工艺技术，包括油井管与井口装置配套技术、尾管悬挂回接与防气窜固井技术、油管传输射孔技术与永久式封隔器1次完井技术。该技术为类似的气井完井提供有益的参考。     

页岩气井网井距优化

基于页岩气一井一藏及工厂化作业的开发特点,一次性部署开发井是区块效益开发的关键,故合理的井网井距对于提高页岩气采收率具有重要的意义。为此,以国家级页岩气开发示范区长宁区块为例,以单井动态分析结果为依据,以"多井平台"数值模拟为分析手段,建立以基质接触面积、缝间干扰、井间干扰、裂缝—基质流入流出4种关系为核心的井网井距优化设计方法,并论证井网井距优化流程:(1)通过干扰测试分析和施工参数类比,定性判断井距范围;(2)建立以支撑剂总体积为约束的裂缝参数优化模型,形成页岩气开发井距理论分析方法,定量评价以簇为单元的主裂缝长度、间距、条数、导流能力以及裂缝穿透比,确定最优井距;(3)通过网格指数加密精细数值模拟,初步论证了下志留统龙马溪组一段采用"W"形的上下两层交错水平井部署的立体开发效果。结果表明:天然裂缝是影响井距优化的关键因素,长宁示范区天然裂缝不发育,现有压裂规模下采用300 m井距、采用"W"形的上下两套水平井部署立体开发,页岩气采收率可提高15%以上。     

致密砂岩气藏井网加密优化

采用物理模拟实验与数学评价方法相结合,系统研究了井控范围从500 m逐步加密至100 m(相当于井距从1 000 m加密至200 m）过程中不同渗透率砂岩储层在不同含水饱和度条件时的储量采出程度,揭示了井网加密对提高储量采出程度作用,以采出程度提高5%~10%和大于10%为依据,建立井网加密可行性判识图表,为气藏井网部署和加密方案优化提供了参考依据。实验岩心常规空气渗透率分别为1.63×10^-3 μm²、0.58×10^-3 μm²、0.175×10^-3 μm²、0.063×10^-3 μm²,含水饱和度介于30.3%~71.1%之间。研究结果表明：渗透率为1.63×10^-3 μm²的储层,采出程度总体均较高,除了在含水饱和度高达69.9%时的采出程度与井控范围有关外,其余含水饱和度条件下,采出程度与井控范围关系不大,可以采用大井距开发;渗透率为0.58×10^-3 μm²的储层,采出程度与含水饱和度和井控范围关系密切,随含水饱和度降低、井控范围加密而增加;渗透率为0.175×10^-3 μm²的储层,采出程度受含水饱和度的影响十分显著,只有在含水饱和度≤52.3%时,井网加密优化可提高储量采出程度,当含水饱和度>52.3%时,储量采出程度均较低,一般≤10%,即使井控范围加密至100 m,也难以得到提高;渗透率为0.063×10^-3 μm²的储层,总体上采出程度非常低,即使含水饱和度仅有31.6%,井控范围加密至100 m,其采出程度最高也只有2.3%,因此,该类储层依靠井网加密难以得到有效动用。     

川东北超深水平井轨迹控制方法优选

川东北地区海相气藏埋藏深,水平井垂深6700m,井底温度高(超过160℃),对水平井轨迹控制技术提出了较高要求.为了提高超深水平井钻井技术水平,中国石化在川东北超深水平井进行先导攻关.针对五开裸眼水平井的实际,文中从高温对定向工具的影响、超深对轨迹控制和钻具的限制等方面全面分析了川东北水平井钻井施工的难点,并针对性地从...     

深层高温高压气井完井测试管柱失效分析

深层高温高压油气井完井测试管柱的安全可靠对于确保深层油气的安全高效开发具有重要意义。考虑测试过程中的温压变化、管柱端部约束及屈曲摩阻等因素综合影响,建立了测试管柱受力分析模型,开发了深层高温高压气井完井测试管柱力学分析软件,对新疆顺南地区某井测试管柱进行了温度压力分析、受力变形计算和力学强度校核,揭示了该井完井测试管柱失效的原因。结果表明:利用开发的软件能够较为准确地分析高温高压井测试管柱所处的温压环境,并能对其进行受力变形分析和强度校核,可用于工程实际;该井测试管柱表面受到的局部腐蚀损伤和产生的裂纹会使管柱强度降低,是导致其失效的主要原因;该地区高温高压井中腐蚀对管柱力学强度的影响应给予特别重视。该研究可为高温高压井完井测试管柱优化设计及安全控制提供理论依据。     

高温高压深井试油完井问题综述

简要介绍了我国陆上油田高温高压深井及其试油、完井作业具有"高、深、联、复"的特点;以套管为例,分析了高温高压深井及"高、深、联、复"对试油完井工程安全性的影响;概述了我国高温高压深井完井试油过程中套管、下井管柱、封隔器等井下工具、直读试井电缆、地面管汇与油嘴所出现的问题及基于目前研究、认识所采取的措施;并就高温高压高产深井试油完井工程问题,提出应进行以下研究:(1)动态试油,完井管柱力学分析;(2)试油完井系统压力分析;(3)完井工艺研究。     

川东北高含硫天然气形成机理

川东北高含硫天然气中的硫化氢来自硫酸盐热还原(TSR)反应,但高含硫天然气的分布与硫酸盐的分布并不完全一致,与地层水中SO42-离子浓度分布也不一致.在对比分析湿气一硫酸镁反应体系、甲烷-硫酸钙反应体系及重烃-硫酸镁反应体系模拟实验的基础上,通过TSR化学反应表达式的分析及化学动力学、热力学等理论的探讨,结合实际地质资料,认为甲烷是C2+烃类参与TSR反应的产物而不是反应物,TSR的发生与C2+气态烷烃的产生具有同步性,TSR的反应速率随着C2+气态烷烃的增加而增加,当湿气裂解为干气后,硫化氢含量几乎不再增加,从而形成干气伴生硫化氢.川东北地区TSR主要发生在热裂解生凝析气阶段,原油裂解为硫化氢伴生天然气后,压力系统发生改变,天然气重新聚集成藏,喜山期构造运动而进一步调整成藏,因此现今高含硫天然气藏分布规律极其复杂.     

苏桥储气库高温高压气井纳米凝胶暂堵技术

苏桥储气库气井储层平均埋藏深度近5 000 m,地层温度140~150 ℃,注采条件下储层压力一般在35~45 MPa。气井修井作业前首先需要进行暂堵压井,常规聚合物凝胶类堵剂耐高温性能差、容易漏失造成压井效果不理想,为此,研制了耐温150 ℃纳米凝胶,对纳米凝胶成胶性能、耐高温性能和流变性能进行了评价,在苏桥储气库2口高温高压井进行了纳米凝胶暂堵压井试验。试验表明,该暂堵技术具有工艺简单、见效快、成本低等优点,可广泛应用于高温高压气井暂堵以及高温油气藏调堵堵水作业。     

塔河油田顺南区块高压气井井控技术难点及对策

塔河油田顺南区块地处塔克拉玛干沙漠腹地,目的层属于高压气层,前期顺南某井在蓬莱坝组钻遇高压储层后出现井控险情,地面管汇及表层套管多处刺漏。为确保高压气井的安全钻进,从井控工艺及地面设备进行优化,优选关键配件及地面管汇配套组合,为该区高压气井的安全钻进提供理论及实际依据。     

高温高压气藏地层水盐析引起的储层伤害

针对高温高压气藏烃 水互溶加大,降压开采过程中近井带地层水的大量蒸发极易导致盐析产生,进而堵塞储层、降低气井产能的问题,通过室内实验进行了地层水蒸发盐析对储层物性影响研究,分析了地层水蒸发导致盐析前后岩心渗透率的降低程度。利用扫描电镜观测析出的结晶盐在孔道中的产状,通过流动孔隙结构实验研究岩心中发生盐析后孔隙分布的变化特征。结果表明：盐析致使地层孔隙度最大降幅约15%,渗透率最高降幅达83%;地层水矿化度越高,地层渗透率降低程度越大;地层原始渗透率越低,降低程度越大;不同水型的地层水,其盐析产物不同,以NaCl为主。盐析后,结晶盐填充了岩心中的小孔隙,小孔喉在岩心中的比例明显减少,渗流通道减小,有的甚至完全被堵塞;盐析对小孔径岩心所造成的影响远远大于大孔径岩心。因此,高温高压高矿化度地层水的气藏开发中必须考虑地层水的蒸发以及盐析可能造成的伤害。     

含硫气井络合铁单井脱硫工艺优化

YS1井原料气中H_2S摩尔分数为5.23%,为高含硫气井,采用络合铁单井脱硫工艺进行开采。络合铁脱硫工艺具有硫容高、投资成本低、节约占地等优势,为含硫油气田的单井试采提供了一种新的经济、高效的脱硫处理技术,社会经济效益显著。但络合铁脱硫工艺普遍存在硫磺堵塞、尾气异味、硫膏收集困难等问题。通过总结YS1井的生产经验,提出了硫沉积监测及控制技术、有机硫除臭系统、硫膏收集系统及热能利用技术的优化,提高了装置连续运行的稳定性及经济性,对络合铁单井脱硫工艺的推广具有指导意义。