高温高压含硫气井完整性关键技术——以安岳特大型气田为例

四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组、震旦系灯影组气藏具有埋藏深、高温、高压、含 H₂S 和 CO₂等特点,对气井完井管柱强度、密封性、抗腐蚀性能要求高,导致钻井难度大,井身结构及其管柱受力复杂,固井质量、气井环空异常带压等完整性问题突出。为此,针对上述气井完整性问题,基于钻完井设计、现场施工质量控制、井筒完整性评价、气井安全管控等方面开展了持续攻关及现场实践,形成了高温高压含硫气井完整性设计、评价和管理等关键技术。研究结果表明 ：(1)形成了高温高压含硫气井全生命周期完整性设计及现场施工质量控制技术,为建井阶段井控安全和建立良好的井屏障奠定坚实基础 ;(2)形成了环空压力评价、井口抬升评价、气井安全风险量化评价等井完整性评价关键技术,实现了气井安全风险定量评价,为井完整性分级管理提供科学依据 ;(3)建立了高温高压井完整性标准体系和信息化管理系统,实现了井完整性管理的标准化和信息化。结论认为,通过高温高压含硫气井完整性技术的全面应用,气井环空异常带压比例逐年下降,有效支撑了安岳气田的安全高效开发,该技术可为国内外类似气井完整性设计、评价和管理提供...     

GM地区完井试油新技术应用及探讨

GM地区气藏主要包含龙王庙气藏和灯影组气藏,其中龙王庙气藏属于典型高温高压大产量酸性气藏,灯影组气藏属于高温大产量酸性气藏。龙王庙气藏和灯影组气藏腐蚀类型以H_2S腐蚀为主。两个气藏既是川渝地区近年常规气的重大发现,也是西南油气田今后油气增储上产的重要战略接替区域,解决两个气藏在勘探开发过程中面临的不同难题,高效安全的实施完井工艺技术,为油气田增储上产提高重要保障,是近年川渝地区酸性气田试油完井研究的主要方向。气藏发现至今,在近百口井的试油完井工艺实施过程中,对易漏地层钻完井液研制、试油完井一体化管柱、井筒完整性保障、电动远控测试流程,试油大数据信息一体化平台建设等方面进行了全方位探索和多井次现场实验及推广,文章拟对所采用的新技术一一介绍并做探讨。     

多管柱热应力模型预测采气井口装置的抬升

井口装置抬升现象常见于稠油热采井、注采井,生产气井却十分罕见。由于高产气井在生产过程中井口温度高,大温差使得井口附近自由段套管产生热应力变化,进而导致井口装置抬升,破坏气井完整性、损坏地面流程,引发灾难性的后果。为此,分析了因大温差导致套管热应变而引起井口装置抬升的机理,建立了气井井口装置抬升的多管柱热应力模型,并对井口装置的抬升高度进行了实例计算,其预测结果与实际监测结果十分接近,预测结果可靠。研究认为:随着气井产量的增加,井口温度逐渐升高,井口装置抬升高度将不断升高;而表层套管自由段长度对井口装置的抬升高度最为敏感,多层套管固井质量差时对井口装置抬升高度影响较大。最后指出了气井井口装置抬升带来的安全风险,并提出大产量气井应以保证固井质量、合理配产以及加强气井环空压力监测等3项技术措施来预防、监测采气井口装置抬升。     

川东北三高气井完井测试井口装置选型研究

针对川东北三高气井完井测试过程中高压、高产、高含硫对井口装置带来的安全问题,通过最高井口关井压力预测、井口流温预测、流体腐蚀分压预测,研究形成一套适合川东北河坝区块超高压、高产气井测试井口装置选型技术。该技术对取全、取准气藏测试评价资料,保证测试作业设备仪表完好,确保操作人员的健康和安全具有重要的现实意义。     

高温高压高含硫气井生产运行期井筒完整性管理

高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理是一个国际性难题。随着四川盆地安岳气田高石梯区块下寒武统龙王庙组、上震旦统灯影组等高温、高压、高含硫气藏的开发,气井生产运行期间陆续出现套管环空异常带压、井口装置泄漏、封隔器密封失效等异常情况,给气井的安全生产带来风险。如何有效削减或消除风险,保障气井本质安全,避免对人体健康、环境污染和企业形象等方面造成伤害,成为生产中急需解决的问题。在调研国内外油气井井筒完整性管理的发展现状和管理经验的基础上,分析高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理需求,指出气井生产运行期井筒完整性管理应基于风险评价、风险检测、完整性评价及整改等关键技术环节,通过对比分析目前生产现场气井管理与井筒完整性管理标准的差异,结合安岳气田高石梯区块高温、高压、高含硫气井井筒完整性管理现状,分析了井筒完整性管理中存在的问题,提出了下一步完善措施,指导高石梯区块气井生产运行期的井筒完整性管理,为类似气井生产运行期的完整性管理提供了参考。     

物联网技术在安岳气田龙王庙组气藏开发生产管理中的应用

安岳气田龙王庙组气藏是国内最大的陆上海相碳酸盐岩整装气藏,具有高温、高压、中低含硫特点,是西南油气田分公司的基础性气藏。要确保龙王庙气藏高产稳产,先进高效的生产管理方式尤为重要。本文详细分析了安岳气田龙王庙组气藏开发生产数字化管理中存在的问题,提出了适用于安岳气田龙王庙组气藏生产管理的物联网解决方案,构建了油气生产物联网系统的技术架构和功能架构,实现了设备的智能化识别和数字化管理,夯实"岗位标准化、管理数字化、属地规范化"的基础,优化了龙王庙组气藏生产工作流程,提高了劳动生产率,为气藏安全生产的数字化、精细化管理奠定了技术基础。     

塔里木盆地顺南区块高温高压气井井筒完整性失效机理分析

塔里木盆地塔中北坡顺南区块奥陶系中统鹰山组有超深、超高温、超高压、中含CO_2、低含硫气藏,气井完钻和生产运行期间陆续出现环空带压、井口装置抬升、油管断裂、套管变形失效等异常情况,对该区块其他气井的安全生产构成了严重的威胁。因此,在调研国内外油气井井筒完整性研究现状的基础上,应用顺南区块12口已完钻井的井史资料及典型气井的现场测试结果,分析了鹰山组气井环空带压机理、套管变形失效机理及井口抬升机理,找出了顺南超高温超高压气井井筒完整性存在的问题,明确了影响塔中北坡气井井筒完整性的主控因素,提出了改善超高温超高压气井井筒完整性设计的建议,为后期塔中北坡顺南区块超高温、超高压气井井筒完整性控制及安全管理提供了重要参考。     

海上气田井口装置抬升高度预测技术研究及应用

海上生产气井高效开发时,高温高压会带来井口抬升、环空带压等现象,直接影响气井安全生产及开发,甚至带来巨大经济损失。针对目前井口装置抬升预测研究较少以及不足之处,通过建立新型多因素井口抬升预测方法,突破了其他方法考虑因素单一的瓶颈,大大提高了预测精度,并分析了产量、生产时间、各环空压力、固井情况等影响因素对井口装置抬升量的影响及井口抬升高度;通过正交实验分析,得出了主要影响因素的强弱顺序,并将模型应用于DF1-1-×井进行了验证,模型计算高度与现场实测高度十分接近,并预测该井生产期间最大井口抬升高度约为6.8 cm。该方法可对未来高温高压及深水开发气田井口抬升高度进行预测及进行环空泄压建议,对钻完井设计、工程施工及油气田安全生产管理具有重要的指导意义。     

龙王庙组气藏采气地面流程水合物防治研究

磨溪区块龙王庙组气藏气井油压高、节流压差大,开井过程中,采气地面工艺流程容易形成水合物发生堵塞,带来安全隐患,影响生产。通过优选天然气水合物计算模型预测水合物生成条件,计算分析不同开井制度和工况条件下水合物生成温度和各节点温度变化,结果表明,采气地面工艺流程的水合物生成与井口温度、压力密切相关,在总节流压差一定的情况下,水合物生成与各级节流压差分配无,相关性,末级节流下游更容易生成水合物。基于不同工况条件对水合物形成的影响,提出大产量开井升温、建立背压减少节流压差、加乙二醇抑制水合物生成的开井方式,通过在龙王庙组气藏气井开井实践应用,避免了采气地面流程堵塞的发生,确保了安全顺利投产。     

四川盆地高含硫气井完整性管理技术与应用——以龙岗气田为例

近年来,高酸性天然气井越来越多,但因技术和施工的瑕疵,往往导致气井功能不完整（如套管环空异常带压等）,已成为影响气井安全生产的重要问题。为此,在消化吸收国内外先进完整性管理理念的基础上,结合四川盆地龙岗气田高温（130~150 ℃）、超深（6 200 m）、高含硫（30~156 g/m³）、地层因素复杂等特点,从带压原因分析、井筒安全评估内容和流程、风险等级划分和防控措施等方面开展了气井完整性管理技术的研究与应用。制订了气井完整性管理相应的对策,即：对于已完成的老井加强压力、流体跟踪评价分析,加强井下及井口腐蚀状况监测、检测工作,定期对井筒安全状态进行评估,确保安全受控;对于待完成的新井,重点抓好井身结构、完井管柱设计与现场施工作业质量控制等环节,确保不形成新的环空异常带压气井。现场应用结果表明,形成的气井完整性管理方法及主体配套技术能够满足龙岗气田安全生产的需要。     

东海某气田X8H井口抬升原因分析及应对措施

海上气井高效生产时,储层段高温易造成井口抬升,进而影响气井安全生产及开发,甚至造成巨大经济损失或人员伤亡。东海油气田整体埋深较深,且地温梯度较高,储层段温度一般超过120℃,最高约160℃。X8H井在试生产期间,发生井口抬升,造成生产管汇变形损坏,存在较大安全隐患。对X8H井口抬升原因进行分析,根据计算模型进行井口抬升高度计算,并与实际抬升高度进行对比,最后结合X8H井口抬升的原因提出应对措施及建议,为后续东海钻完井设计、现场施工作业及油气田安全生产管理提供借鉴。     

一种预测井口抬升高度的新方法

井口装置抬升高度预测对高温高压高产油气井管柱设计、固井设计、完整性评价等至关重要,但井口抬升预测模型受各层套管自由段长度影响较大。为了准确地解释各层套管自由段长度并预测井口抬升高度,分析了井口抬升机理,建立了多管柱井口抬升计算模型,应用粒子群多目标优化算法,基于生产过程中的系列产量与井口抬升高度数据反演得到了各层套管自由段长度,形成了井口装置抬升高度的预测方法,并对四川盆地磨溪区块某高温气井不同产量下井口装置抬升高度进行了预测。预测结果与井口实际抬升量对比表明:本方法能够预测井口装置抬升,预测平均误差较小,满足工程需要,且不影响油气井正常生产,可行性强。研究成果可用于预测井口装置抬升高度、制定油气井完整性管理措施并且指导其安全生产。     

苏里格气田压力监测方法和远程试井技术

苏里格气田普遍采用井下节流的生产工艺,虽达到了简化气井地面流程、节约开采成本的目的,但同时也给气井动态监测和压力测试带来了困难。多年来,苏里格气田不断探索适合实际情况的气井压力监测分析方法,从不关井测压技术、井筒液面监测技术、井口压力折算技术入手,形成了一整套具有苏里格气田特色的压力动态监测方法,并试验成功了基于井口数据采集、集气站进行处理分析的远程试井技术和不稳定试井分析技术,实现了压力计不下入井下开展气井测试工作的目标。现场应用表明,该套技术基本满足了苏里格气田气井动态分析和生产管理的需求。     

环空带压井泄漏量计算新方法

气井完整性理念的逐步推广使得各大油气田越来越重视环空带压气井的完整性管理与评价。环空泄漏速率是气井完整性评价的关键参数之一,但高温、高压、含酸性气体气井的泄漏速率测量风险及成本较高,现场操作中难以获取。为了获取气井井底泄漏速率参数以辅助完整性评价,文章基于安全阀泄漏模型和小孔泄漏模型,结合环空带压气井井身特征,从模型机理角度分析其应用于环空泄漏速率计算的思路,并明确了模型参数。通过实例井计算对两种泄漏模型的应用进行了对比,验证了其合理性及可行性。文章研究内容为环空带压气井的泄漏量评价提供了理论依据,为气井完整性管理研究发展起到了促进作用。     

防止水合物形成的气井井口温度定量分析

为避免气井地面节流温降形成水合物,发生堵塞超压,危及生产安全,通过分析井口温度变化特征,运用统计热力学模型计算气井地面节流压降点的水合物形成温度,提出采气地面流程水合物形成判定方法。采用气井非稳态传热模型和气井稳态传热模型综合分析井口温度变化类型、变化速度和井口稳定温度大小对水合物形成的影响。以龙王庙组气藏气井为例对防止水合物形成的主要生产参数控制指标进行计算分析,提出水合物形成井口临界温度及对应的水合物形成临界产量参数作为避免水合物形成的主要生产控制指标;在气井开井时,可以通过提高产量,加快井口温度上升速度,缩短水合物生成窗口时间,避免水合物堵塞,为生产管理和地面建设提供参考。     

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。     

一种利用生产动态历史评价异常高压气井产能的新方法

异常高压气藏井下地层压力监测及产能试井存在井口压力高、井控风险大、井底温度压力高、数据稳定性差、油管损伤大等现实问题,导致常规产能试井应用规模受限。通过对气井产能评价方法的研究,在利用井口油压考虑动能项确定井底流压的基础上,应用气井的生产动态数据对单井产能进行评价,并据此计算气井的地层压力(PR)、层流系数(a)、紊流系数(b),建立气井产能方程实现气田实时产能评价,制定单井合理产能与气田合理产量。实例应用表明,利用地面生产动态数据确定的气井无阻流量与实测井底压力得到的无阻流量的相对误差仅为2.75%,验证了利用地面生产动态资料评价气井产能的合理性。该方法不仅节约了测试成本和消除了测试风险,同时给气藏动态分析、跟踪数值模拟与气藏管理提供了科学依据,对同类型异常高压气藏开发具有一定的借鉴和指导意义。     

磨溪龙王庙气藏钢丝试井作业风险及控制措施

磨溪区块龙王庙组气藏为中含硫化氢、中低含二氧化碳的高压气藏,是我国最大的单体海相整装气藏。气藏原始地层压力为75 MPa左右,压力系数为1. 64。气井普遍具有高产、高压的特点。随着磨溪区块龙王庙组气藏的勘探开发的深入,钢丝试井技术已经成为研究储层参数和气井产能的重要技术手段,为该气藏开发评价、编制开发方案、实施气藏开发跟踪分析和生产调控提供技术依据。同时面对该区块高压、高产等特点,如何进行有效的风险分析和控制将是确保该区块钢丝试井工作安全顺利进行、提高资料的准确性的重要问题。     

深层高压气井试油前的井完整性评价技术研究

深层高压气井由于恶劣的井况和工况条件造成钻井转试油井存在大量潜在风险,前期由于对这些风险的认识不足,在试油设计和施工过程中未采取有效措施,导致多口深层高压气井试油过程中发生油管柱失效、套管变形等事故而造成作业失败甚至井报废。针对深层高压气井试油作业过程中的安全风险,以典型深层高压气井钻井转试油阶段的井屏障分析为基础,针对地层、井筒和井口三个井屏障组成单元开展完整性状况分析,形成了一套深层高压气井试油前的井完整性评价方法,通过对钻井资料、钻井事故异常情况、井现状等的深入评估,识别井潜在风险。并针对一口深层高压气井为例开展试油前的井完整性评价,井完整性评价得出实例井完整性状况较好,各井屏障部件均按照设计要求建立,后续设计和施工以生产套管评价后的剩余强度为基础。为深层高压气井完整性设计和控制提供了有力的技术支撑。     

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。