靖边气田低压气井低伤害洗井工艺技术研究

介绍了靖边气田低压气井洗井作业中面临的难题,低伤害洗井工艺技术现状,氮气泡沫液性能试验分析以及现场应用效果,试验证实氮气泡沫洗井工艺可以有效的减少地层漏失,携砂性能好,在靖边气田低压气井的洗井作业中,效果良好,对地层伤害小,有利于低压气井的产量恢复.     

连续管氮气泡沫冲砂技术在涩北气田的应用

涩北气田含气井段长、地层胶结疏松、压力低,储层出砂十分严重,采用常规冲砂作业时井筒内流体极易漏失到地层,对地层造成伤害。为此,引进了连续管氮气泡沫冲砂技术。该技术可实现不动管柱带压作业,可最大限度地缩短停产作业时间;配置的低密度泡沫液可有效控制液柱压力,防止低压出砂井作业时常见的漏失问题。现场应用结果表明,连续管氮气泡沫冲砂工艺成功解决了涩北气田地层压力低,常规冲砂井漏的技术难题,实现了安全、高效、低成本作业,平均可缩短工期84 h,可节约作业费用50%,同时还具有安全环保的优势。     

涩北气田泡沫冲砂技术的应用

随着涩北气田的规模开发,地层压力系数小于1.0的气井数量逐年增多,导致气井地层压力低于井筒静液柱压力,常规冲砂作业中,井筒内流体极易漏失到地层,对地层造成伤害,产能恢复困难;且冲砂液不能有效建立循环,影响冲砂施工。而泡沫液具有密度低、滤失小、粘度高、地层伤害小等特点,可以解决常规液体对压力低、漏失大的地层所带来污染严重、产能难以恢复等问题。涩北冲砂实践证实,泡沫冲砂液静液柱压力低,能有效控制地层漏失,携砂性能好,冲砂效率高,对地层伤害小,有利于低压井冲砂作业后的产量恢复。     

大牛地水平井速度管泡沫冲砂技术

大牛地气田部分水平井存在井底出砂现象限制了气井产能,采用常规冲砂工艺时井筒内流体易漏失到地层,造成地层伤害,为此开展了速度管泡沫冲砂工艺技术研究。综合考虑压力、温度、黏度和流体密度的影响,由力平衡原理建立了水平井泡沫临界携砂流速计算模型,经计算得知水平段临界携砂流速是垂直段1.5倍,倾斜段介于两者之间。基于气井泡沫携砂模型,以鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部的1口水平井DPS-9井为施工试验井,设计了该井施工参数,即井口回压在5.0 MPa内,泡沫液与氮气注入比不超过3∶1,冲砂管柱外径优选为38.1 mm,冲砂液排量0.062~0.239 m3/min。现场应用结果表明,该技术冲砂作业时间短,避免了流体漏失,对储层伤害小,气井共返砂1.50 m3,日产水4.40 m3,日增气量1.20×104m3,增产效果明显。     

连续管氮气泡沫洗井技术在超深高温碳酸盐岩水平井中的应用

塔中I号气田主要采用长水平段裸眼完井方式进行开发,经过大型储层改造后,生产期间储层出砂十分严重,由于压力系数的降低,使用清水已无法建立循环。为此,通过超深连续管及低密度氮气泡沫液,实现了不动管柱带压冲砂洗井作业,有效地降低完井管柱内的液柱压力,避免了低压出砂井循环作业时的大量漏失。现场应用结果表明,连续管氮气泡沫冲砂工艺成功解决了塔中I号气田超深水平井开采过程中地层压力低、常规冲砂井漏的技术难题。     

连续油管氮气泡沫冲砂工艺在涩北气田的成功应用

随着涩北气田开发规模的不断扩大,气田面临地层能量下降、水窜出砂的难题,并且气田多数气井压力系数较低,常规冲砂液体系不能有效地将井筒内的积砂冲出,同时易造成地层二次污染。针对这一难题,优化连续油管氮气冲砂施工设计、泡沫配方体系及井下旋转工具设计选型,采取控制泡沫密度、排量和压力等措施,利用泡沫"贾敏效应"进行漏层封堵,经现场检验,连续油管氮气泡沫冲砂施工效果均达到了工程设计要求。     

水平井泡沫流体冲砂洗井技术研究

针对漏失井使用水基冲砂洗井液不返液或漏失量大的问题，不用添加任何化学堵漏剂，使用低密度泡沫流体冲砂洗井，可有效地减轻低压井中冲砂液的漏失。为此，以流体力学为基础，建立了水平井泡沫流体冲砂洗井的数学模型，给出了边界条件和限制条件，并编制了相应的参数设计程序。通过对水平井泡沫流体冲砂洗井过程的模拟，得到了泡沫流体密度、泡沫质量、压力、泡沫流速在井筒内的分布，以及环空回压与注入压力、井底压力、泡沫流量等参数的关系。现场应用表明，泡沫流体冲砂洗井有效地防止了冲砂液漏失，并且作业后能够迅速恢复生产，延长了平均检泵周期，是清除低压油气井井底出砂的一项有效的技术措施。     

低压漏失井氮气泡沫连续冲砂技术

在低压漏失油井中采用氮气泡沫冲砂作业,可以减少冲砂液漏失,有效将地层出砂携带到地面,在井底形成负压或低压循环,激励产层,这是恢复油井产能的一项有效工艺技术。根据能量方程、质量守恒方程和动量守恒方程,建立了泡沫流体在井筒内流动的温度、压力分布的数学模型以及相应的边界条件和约束条件,给出了求解思路和计算程序。开发了泡沫冲砂设计软件,模拟计算了井筒条件下泡沫流体密度以及泡沫流体压力变化,优化气/液比、地面施工压力等施工参数,同时开展了连续泡沫流体冲砂技术研究,配套连续冲砂井口装置和工艺管柱,现场试验15井次,满足最低地层压力系数在0.5情况下循环冲砂要求,实现了不停泵连续冲砂210 m作业目的,最大程度保护了油气层,使施工安全性、环保性以及施工效率明显提高。     

低压低产气井连续油管冲砂试验及分析

长庆气田部分气井出现不同程度的井底积砂现象,对气井的正常生产和后期测试产生了一定影响。文中提出了采用连续油管高粘度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入段塞式冲砂技术,经榆林、苏里格气田现场3口井试验,冲砂作业时间短,对储层伤害小,为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新途径。     

水平井泡沫流体冲砂技术研究及应用

水平井冲砂作业时由于地层压力较低冲砂液漏失严重,泡沫流体冲砂技术可以有效减轻低压水平井的漏失问题,提高冲砂效率。通过实验和数值模拟方法研究了泡沫流体的携砂能力,得到了泡沫流体的携砂规律,并进行了现场应用。研究结果表明:当泡沫特征值为0.85时泡沫流体的黏度达到最大值1.14Pa·s,直径为0.5mm的砂粒的沉降速度为10-4～10-3m/s,几乎可以悬浮在泡沫中;在接近水平的环空管道,泡沫流体的携砂性能远大于混气水和水的携砂性能,泡沫流体更适合于水平井的冲砂洗井。现场应用实例证实了泡沫能有效防止地层漏失,顺利建立起油套循环,作业后产量有较大幅度的增加,泡沫流体冲砂洗井技术是清除低压水平井井底出砂的一项有效措施,对现场具有指导意义。     

低压低产气井连续油管冲砂试验及分析

长庆气田部分气井出现不同程度的井底积砂现象，对气井的正常生产和后期测试产生了一定影响。针对这种情况，提出了采用连续油管高黏度液体携砂、氮气循环顶替欠平衡注入段塞式冲砂技术。经榆林、苏里格气田现场3口井试验，冲砂作业时间短，对储层伤害小，为低压、低产气井冲砂作业提供了一种新途径。     

气举排水采气工艺技术研究及应用

靖边气田位于鄂尔多斯盆地中部,主要开发层下古奥陶系马家沟组碳酸盐岩储层的天然气,其气藏属低渗、低丰度的干气气藏,无边、底水,在气田局部存在相对富水区。目前已发现7个富水区和61个产水单井点,随着地层压力的降低,气井的携液能力变差,甚至因井筒积液而停产,严重影响了产水气井的高效开发。本文针对靖边气田产水气井开发面临的实际问题和富水区开发技术对策,结合靖边气田开发工艺技术特点,开展了产水气井气举排水采气工艺技术研究,初步形成了适合靖边气田产水气井气举排水采气的6项配套工艺技术。通过近几年的现场应用表明,这6项排水采气工艺技术经济、可靠、高效,是靖边气田产水气井开发的主要技术手段,也是同类气藏产水气井开发借鉴的典范。     

气井水力旋转射流清砂技术及其应用

在不同阶段、不同井况的井筒清洁施工作业中,虽然现有的常规水力冲砂、机械捞砂、化学解堵3大类井筒清洁技术取得了较好的应用效果,但由于各项工艺技术和工具自身的局限性,不能完全满足目前低压气井清砂作业的需要。为此,研制了带整体式旋转喷头和具有滤水、防挂卡功能的大直径沉砂筒的水力旋转射流清砂工具,形成了低压气井水力旋转射流清砂工艺技术。现场应用结果表明：在井下建立了局部循环,漏失量小,对产层回压小;作业管柱不受限制;沉砂筒长度可根据需要任意组合,一次捞获量大;能彻底清洁井筒和近井地带产层裂缝,从根本上解决了井下沉积物的堵塞问题。     

涩北气田连续油管冲砂作业分析

〗涩北气田生产过程中极易出砂,要恢复气井正常生产,就要将砂冲出来,解放产层。由于地层压力低,常规冲砂方法容易使地层压漏,返排困难,对气层造成严重的污染,达不到提高产量的目的。在使用连续油管进行了10口井冲砂作业的基础上,通过对典型井的分析,认为冲砂作业成功的关键是合理控制冲砂排量、井口油压（回压）、泵液时间、泵液量、冲砂速度等,使井口油压、液柱压力、砂柱压力、气柱压力、油管与连续油管环空间的循环阻力之和小于井底地层压力,让产层中的天然气不断地流入井筒,达到减少地层污染的目的。实验结果对今后涩北气田进行大规模的连续油管冲砂作业具有指导作用。     

产高矿化度地层水气井泡沫排水采气技术

针对靖边气田产高矿化度地层水气井实际生产状况,利用聚类分析方法,进行了产水气井分类,采用泡排药剂系统评价方法,优选并评价了适合靖边气田产水气井泡沫排水采气的泡排药剂,并确定了合理的泡排工艺参数,优化和完善了泡沫排水采气配套地面工艺流程,优选气井并开展了现场试验,取得了较好的效果。     

撬装压缩机气举辅助泡排工艺试验与效果评价

靖边气田气井普遍表现为低渗、低压、低产的"三低"特点,气井生产到一定程度后不同程度地产出地层水,随着气井的压力和产气量逐渐降低,导致气井携液能力下降,无法实现自喷带液生产,气井生产后期泡沫排水采气效果逐渐变差。靖边气田气井普遍含有H2S、CO2等腐蚀性气体,机械气举排水采气工艺无法长期有效实施。为此根据靖边气田泡沫排水采气工艺应用和气井生产实际,在靖边气田开展了撬装压缩机气举辅助泡沫排水采气工艺试验。试验结果表明,该项排水采气工艺对于水淹气井复产和产水气井连续助排效果明显,为低压、低产的水淹井、弱喷产水气井排水采气探索出了新的排水采气工艺措施。     

页岩气水平井井筒清洁技术的难点及对策

页岩气储层采用水平井钻井和大型加砂压裂能够获得增产,但气井井筒堵塞的问题也频繁出现,如何清除钻塞作业残余的桥塞碎屑及砂粒,确保页岩气井井下生产通道的畅通,成为气井安全生产的重要环节。为此,在分析水平井井筒清洁生产技术现状的基础上,总结了页岩气水平井井筒清洁处理面临的技术难点,结合当今世界页岩气井井筒清洁技术的进展,对清洁工具及工艺、工作液性能进行技术攻关,研发了清洁处理工具,提出了清洁处理技术对策,并对其现场应用效果进行了评价分析。研究结果表明:①所研发的针对大通径桥塞处理的套磨打捞一体化工具,可实现工具入井后对大通径桥塞的套铣、打捞一次性作业;②形成的换向旋流冲砂工艺在长水平段中作业时能避免砂粒沉降,能实现将砂粒冲洗出井筒的目标;③常压及高压井可以选用气井返排液、KCl、CaCl2溶液等作为工作液,而低压井则可选用泡沫流体作为工作液;④对于低压井,通过优化设计局部压差打捞工具形成局部压差吸附的方式带动井内碎屑物或沉砂进入工具内部,进而完成打捞作业。结论认为,所形成的适合页岩气水平井的井筒清洁工艺技术为后期大规模页岩气井筒清洁处理奠定了基础。     

涩北气田排水采气技术面临的挑战及对策

柴达木盆地涩北气田目前出水严重,平均单井水气比大于1,涩北气田近两年对80余口井采取了泡沫排水采气工艺措施,但产水井占生产井比例及水气比均有不断上升的趋势.分析了目前涩北气田排水采气工艺所面临的3个挑战,并提出了相应对策.挑战一：涩北气田冬季气温低、地层水矿化度高,对泡排剂性能要求高;对策：采用具有较好起泡性、较高携液率、耐低温的泡排剂CQS-1.挑战二：涩北气田砂水同出的问题严重;对策：研发具有较好携砂携液性能的新型泡排剂,同时采用整体治水的方针.挑战三：采用密封胶皮材料的柱塞气举工艺在涩北气田试验失败;对策：采用刷式柱塞气举工艺来克服气井出砂对密封胶皮材料的损坏.     

反循环平行管水力喷射冲砂泵

采用常规冲砂工艺或利用暂堵剂暂堵冲砂都无法在低压漏失井中建立有效循环,冲砂液全部漏入地层,不仅冲不出井底的砂,而且还经常发生砂卡等井下事故,为此,研制了一种反循环平行管水力喷射冲砂泵。该冲砂泵利用水力喷射泵没有运动件这一优点,依靠动力液与地层液的能量转换进行工作,动力液与混砂液沿着油管中心孔返出地面,喷射泵底端不安装封隔器,喷射泵内部装有1组喷嘴和喉管扩散器,同时实现进口、出口和吸入口有效结合,并配套双级管柱等其他工艺来实现低压漏失井的冲砂作业。现场应用表明,采用该冲砂泵可迅速彻底地排出井内砂子,提高工效1倍以上,作业一次性成功率达100%。