含硫气井酸压管柱受力及敏感性因素分析

超深含硫气井生产管柱一般要满足替浆、坐封、改造、求产等多种工况,不同工况下井筒内温度压力变化范围广,导致管柱受力情况复杂,易出现管柱失效;同时含硫气井投产管柱需采用合金材质,管柱设计不合理将导致建井成本大幅度增加。文章详细论述了超深含硫气藏生产管柱受力分析模型建模过程,针对特定区块储层特征,开展了井筒压力温度分布模型校正及敏感性因素分析,系统全面的介绍了管柱力学分析技术,并以塔河油田深层含硫气藏为例,分析计算了测试管柱和投产管柱受力情况,归纳总结了压裂过程管柱受力情况随施工排量的变化过程,提出了塔河油田完井测试管柱的推荐方案。     

元坝海相超深井特色修井工艺技术

元坝海相气田的勘探开发是世界级难题,主力气藏具有超深、高温、高产、高含硫等特征。在勘探开发中易出现管柱卡埋、脱落、炸枪、套管磨损等复杂情况,严重制约着元坝气田勘探投产开发进程。针对超深含硫气井作业管柱选择受限,井下情况诊断困难,结合元坝海相气田投产开发的实际需求,提出了针对RTTS封隔器卡埋、射孔枪断脱、长段水泥塞钻扫的3大修井特色工艺技术,为RTTS封隔器打捞、射孔枪处理,无损钻塞作业提供了强有力的技术支持。在元坝气田22井次作业中,修井成功率达到100%,修井效率得到了明显提升,应用效果显著。     

油管穿孔气举排水采气技术

龙岗礁滩气藏为高温、超深、中高含硫气藏,试采期间气井普遍产水,受水侵影响气井产量降低,井筒携液能力变差,甚至因积液严重而关井,影响气井正常生产,现有排水采气工艺难以满足实际生产需要。根据气藏气井超深、中高含硫、产液量大、管柱有封隔器以及消泡难等特点,提出采用油管穿孔配合压缩机气举排水采气工艺,并制定了工艺施工步骤。该工艺不需要改动生产管柱,无需井下气举工具,有效地解决了设备抗硫、耐高温等问题,为气藏排水采气的优先选择工艺。在龙岗001-18井进行了首次试验,通过优化注气压力、生产制度等工艺参数,实现了超深、高温、中高含硫气井排水采气,气井成功复产,降低了系统内其他生产井的水侵风险,可为同类气藏超深气井排水采气工艺提供借鉴。     

元坝气田超深高含硫气井测试及储层改造关键技术

四川盆地东北部元坝气田具有高温、高压、高含H₂S特性,储层埋藏深且非均质性强,由此带来了测试工艺复杂、储层改造困难、井控安全风险大等困难。在元坝超深高含硫气井测试实践中,逐步形成了材质优化选择、一体化管柱多功能APR测试、多级压力控制、测试制度优化、快速返排、井控工艺、堵漏压井工艺、地面流程安全控制技术及海相储层改造工艺技术,从而满足了元坝气田“三高”气井试气的需要。现场应用结果表明,已施工完的16口井55层,获得工业气流14口井23层,未发生一起安全事故,有效保障了元坝气田勘探的顺利进行,取得了安全、优快、环保的工作效果和重大社会经济效益。     

元坝超深含硫水平井衬管完井投产技术及应用

元坝气藏埋藏深在7 000 m左右，高含H₂S，中含CO₂，储层物性礁相优于滩相，气藏开发以大斜度井、水平井衬管完井为主，完井投产面临工艺经济性和安全性设计要求高、作业时间长成本高、井筒复杂情况多等难题。为此，通过大量室内试验和现场实践，元坝礁相储层采用衬管完井并实施多级暂堵交替注入酸化测试投产一体化技术，有效释放储层产能；完井工具国产化规模应用有效降低完井投产成本；投产工序标准化和井控观察方式优化，在保障安全投产的同时缩短了作业周期；井筒预处理技术、水合物和环空起压防治措施，满足了超深衬管水平井投产作业需要。目前已实施19口井，现场施工成功率100%，酸化后单井获平均绝对无阻流量291×104 m³/d，元坝两期完井投产总体成本降低4.97亿元，突破了元坝超深含硫衬管水平井经济性和安全性的技术瓶颈。     

川东北含硫超深气井测试地面控制技术优化研究及应用

川东北地区海相超深碳酸盐岩储层具有高温、 高压、 含硫等特征, 给测试安全性、 成功率带来了极大的挑战。为此, 在川东北碳酸盐岩含硫气藏测试难点分析的基础上, 以提高测试施工的安全性为目的, 开展了测试地面控制技术优化研究： 通过优选井口装置、 优化地面流程, 确定出适合于元坝、 普光和通南巴地区的井口装置, 设计出３套适合于不同工况含硫气井的地面控制流程, 最终形成了一套针对性强、 适应性好的川东北含硫超深气井测试工艺技术, 为川东北含硫气藏测试工作的安全开展提供了安全技术保障。     

超深气井连续油管多径组合管柱作业新工艺

随着对深层超深层油气勘探开发力度的加大,"三超井"(储层温度超过177℃、储层压力超过105 MPa、井深超过6 000 m)的数量越来越多,完井井身结构更为复杂,特别是生产管柱内径表现为多变径,出现生产管柱、产层段堵塞,对气井生产造成了不利的影响,严重时甚至造成关井停产。这就对连续油管在超深气井作业过程提出了新的要求。为了保证"三超井"的投产、稳产和增产,基于连续油管规格不同尺寸、设备模块化移动灵活、高自动化程度、可带压起下的优势,结合"三超井"的地质条件、井筒结构和流体介质变化等实际特点,研发了多径组合连续油管作业工艺技术,配套研发了多径连续油管对接装置,并成功应用于中国石油塔里木油田公司XX11井。研究及实践结果表明:(1)连续油管多径组合作业有效提高管柱载荷安全系数0.12;(2)有效降低管柱沿程摩阻,降阻率达到41.7%;(3)同等压力下提高施工排量获得更高的末端效应提高33%;(4)增强了返屑能力。结论认为,该工艺能够满足超深气井多变径井筒作业的要求,为超深气井连续油管作业提供了一种新的安全、高效、低成本的解决方法。     

元坝气田超深酸性气藏完井投产关键技术

元坝气田是中石化继普光气田后在四川盆地发现的又一个千亿立方米级储量的大型气田,也是国内目前埋藏最深的海相碳酸盐岩酸性气藏。其主力储层上二叠统长兴组具有超深、高温、高含硫、富含CO_2、气水关系复杂等特征,完井作业面临的工程地质条件复杂,井型及完井方式多样,作业难度大。为此,中石化西南石油工程有限公司通过攻关研究及实践,形成了完井试气及地面控制、深度酸压改造、元坝超深小井眼井筒处理、微牙痕上扣及气密封检测、安全管控等一系列完井投产关键配套技术,攻克了气田开发过程中的管柱防腐、储层深度酸化压裂、高产测试、安全管控等世界级完井投产工程技术难题,成功应用近40口井,为该气田34×10~8 m~3天然气产能建设目标的完成提供了重要的技术支撑。     

川东北高含硫气井测试作业安全控制技术浅谈

川东北地区气井普遍具有储层压力高、测试产量大及硫化氢含量高等特点,气井安全测试面临巨大的挑战。通过对川东北地区测试井控难点进行分析,重点从气井井筒安全保护、地面安全控制及作业过程的安全管理等方面进行了介绍。通过川东北地区近几年现场实践证明,探索出川东北高含硫气井测试作业安全控制技术成功实现了超深高含硫气井的安全测试施工,为川气东送工程的安全实施提供了保证。     

进行管柱受力分析时值得重视的若干问题

对于压力和温度不太高或不合硫化氢的油气井封隔器管柱受力分析都比较简单,但对于井深、压力高、温度高、含硫化氢的气井,管柱受力分析就比较复杂了。高温高压含硫深气井在进行封隔器管柱受力分析时需要考虑相当多的技术问题,特别是技术细节问题,只有做到这样才能抓住管柱受力分析的关键和根本,使管柱受力分析建立在可靠的工艺基础上,也才能使完井试油和完井生产封隔器管柱在使用过程中更安全更可靠,防止封隔器管柱受力分析中出现简单化、主观化、片面化等问题。为此,笔者结合高压高温含硫深气井封隔器管柱受力分析研究、设计、实践经验谈谈自己的一些体会。     

元坝酸性气井试气地面控制系统国产化

元坝超深酸性气井具有超深、高温、高压、高含硫化氢等特征,地面控制系统存在易腐蚀、易刺蚀等难题,进口高抗硫试气地面控制系统虽然克服了这些难题,但是进口地面控制系统存在采购周期长、流体通道少、应急处理压井难等问题。为此,以试气作业安全、高效为出发点,对地面控制系统进行国产化研究,形成了节流控制、循环压井、水合物防治、分离计量、地面数据采集及监测、安全环保等一套适合元坝超深酸性气井安全、优快、经济的试气地面控制系统。研究成果在33口元坝酸性气井中推广应用,测试成功率100 %, 有效提高了元坝超深酸性气井地面控制的科学性和准确性, 为元坝气田测试作业的安全、高效提供了技术保障。     

马井气藏IPM生产一体化数值模拟研究与应用

气田开发作为一项系统性工程,涵盖了气藏动态、井筒举升和地面集输等各个生产环节。但目前气藏研究基本上是逐点分析,难以保证系统分析的准确性和及时性,已不能完全满足生产的需要。为此,结合马井蓬莱镇组气藏开发现状和系统整体研究的实际需求,开展了IPM软件生产一体化数值模拟研究。该软件主要包括地面管网优化设计、井筒动态分析、生产动态综合分析、高压物性分析、油气藏数值模拟、控制连接器等功能模块。利用该软件可进行气井生产历史拟合、气井产能递减分析、气井合理生产管柱研究、气藏稳产预测、气藏生产动态预测、气藏生产方案优化等。弥补了气藏工程软件单一分散的缺陷。     

高温高压含硫气井完井技术现状及发展趋势

随着勘探开发逐步向非常规油气藏进军,高温高压含硫气藏完井技术得到了极大发展.在调研国内外含硫气藏完井及测试技术的基础上,结合川渝、塔里木盆地等地区实践经验和成果,对高温高压含硫气井完井技术进展和适应性、完井方法的选择和设计以及装备、工具、储层保护、完井液等关键技术作了较为详尽的论述,同时提出了非常规气藏完井测试技术下一步的发展方向,认为井筒完整性、智能完井、高含硫气田完井、高温高压复杂水平井完井等是需要重点攻关和发展的技术.     

深水高压气井开关井作业窗口分析

针对深水高压气井测试生产过程中频繁开关井作业诱发生产管柱耦合振动失效安全问题,以南海某深水高压气井为例,充分考虑管柱与天然气之间的泊松耦合和摩擦耦合作用,建立了深水高压气井生产管柱和天然气耦合振动模型,分析开关井作业过程生产管柱振动特性,建立并优化深水高压气井开关井作业窗口。研究结果表明:考虑流固耦合作用下管柱固有频率有所降低,不易发生"锁频"现象;开关井作业过程中管柱振动幅值随着天然气产量增大而增大;对于大产量油气井,延长开关井作业时间,并减小扶正器间距,可有效扩展开关井作业窗口,减少开关井作业对深水油气生产管柱的损伤。上述成果可为深水高压气井生产管柱设计及安全作业提供理论依据和工程指导。     

中坝气田高含硫雷三段气藏气井修井之对策

四川盆地川西地区中坝气田是我国最早投入开发的高含硫气田,气井安全开采近30年,目前中三叠统雷口坡组雷三段气藏采出程度达88.1%,地层压力系数已降至0.169,处于气田开采后期,部分气井相继出现生产不正常或停产。为有效开采该气藏剩余储量,从气藏高含硫、低压及管柱腐蚀等特点入手,分析了修井技术难点,提出了压井、打捞、防硫安全、再次完井、复产等施工作业阶段的针对性措施,并结合典型井例探讨总结了修井施工经验教训。所形成的高含硫低压井修井关键阶段的技术对策,对其他类似含硫气藏的修井工艺和施工具有很好的借鉴作用。     

高含硫气藏安全清洁高效开发技术新进展

我国的高含硫气藏大多赋存干海相碳酸盐岩储层中,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含硫化氢和二氧化碳的特点,在气田开发工程建设和安全清洁生产保障上存在着诸多技术难题。我国高含硫天然气资源丰富,主要集中分布在在四川盆地,目前累计探明储量已超过1×10~(12)m~3,自20世纪60年代在四川盆地威远震旦系高含硫气藏进行开发实践以来,陆续成功开发了卧龙河、中坝等一批中小规模、中低含硫气藏,2009年以来龙岗、普光等一批高含硫气田的相继成功投产,标志着我国高含硫气藏开发技术取得了新的突破。为此,重点介绍了"十二五"以来针对我国高含硫气藏安全、清洁、高效开发的实际需要,在气藏工程、钻完井工程、采气工程、地面集输与腐蚀控制工程、天然气净化和安全环保工程技术领域所取得的新进展。最后,分析了目前我国高含硫气藏开发面临的挑战,指出了下一步技术发展的方向:降低安全风险,降低环境危害,提高高含硫气藏开发效益。     

普光气田高含硫气井过油管深穿透射孔技术优选

普光气田属于特高含硫化氢、中含二氧化碳的特大型海相气田,为了确保气井的长期安全,论证采用带井下安全阀和永久封隔器的酸压生产一体化生产管柱。气田投入生产后,生产测井证实大部分气井生产剖面不完善,井控储量动用程度差异大,气井产能难以得到充分发挥。开展3口井的过油管屏蔽暂堵酸化、酸压等储层改造施工,不能达到预期效果。基于近井地带钻井污染深度和投产作业井筒污染情况评价成果,论证优选能达到"投产用114 mm有枪身射孔枪系统"穿深效果的过油管深穿透射孔技术,开展现场先导试验,射孔成功率100%,射孔有效率75%,相同油压条件下单井日增产超过10×10~4 m^3。过油管深穿透射孔技术在普光气田的成功有效实施,拓宽了高含硫气井增储增产措施的思路,希望为中国高含硫气井论证实施有效的过油管完善生产剖面措施提供借鉴。     

海上高温超低压气井二次完井管柱受力分析

海上某气田具有产层埋藏深、温度高、压力系数低的特点,属于高温高产气井,对该气田A4井修井后的二次完井管柱进行管柱受力分析,并使用软件进行安全校核,优化管柱结构,保障气井生产过程中的管柱安全。     

川西海相酸性气井试气工艺技术

川西海相气田目前正处于勘探评价阶段,随着CK1井、XS1井获工业气流,川西海相气田勘探获得重大突破,显示了良好的勘探开发前景。针对川西海相酸性气井试气施工时间长、试气工况复杂、管柱受力复杂、及安全环保难度大的难点,开展了对策研究,包括优化管柱结构,采用全通径的APR测试工具,采用110SS钢级不同壁厚组合油管作为试气管柱,采用国产双翼三级节流抗硫测试流程,这些试气工艺技术在PZ1井成功应用,为后续川西海相气田勘探评价井及开发井的试气测试提供借鉴和参考。     

超深高温高压高含硫气井的安全完井投产技术——以四川盆地元坝气田为例

四川盆地元坝气田具有超深、高压、高温、高含酸性腐蚀气体的特点。完井投产过程中,腐蚀条件恶劣,安全风险大,对管柱的材质、结构要求高;井筒条件限制,井筒净化作业的风险大、难度大;施工作业时间长,井控风险大;储层非均质性强,作业井段长,针对性改造难度大。为此,通过对管柱结构、腐蚀机理的研究,选择了4C+4D镍基合金材质油管配合永久式完井封隔器的酸化—投产一体化管柱,满足了酸化、测试及安全投产的需要;通过管柱设计、水动力学的计算,结合工艺措施优化,形成的扫塞、超深小井眼通井工艺等井筒处理工艺技术,满足了井筒净化的需要,保证了投产管柱顺利到位;通过对高含硫气体在临界状态的分析计算,结合现场实践,形成了配套井控安全设备,短起下测油气上窜速度小于30m/h的井控安全工艺措施,保证了投产作业的井控安全;通过暂堵剂的研制和暂堵工艺的优化,形成了多级暂堵交替注入酸化工艺。