普光气田高含硫超深水平井投产配套技术

普光气田是我国已发现的丰度最高、储量规模最大的高含硫大型海相整装气田,H2S含量12%～20%,CO2含量10%～12%。国内外开发实践表明,高含硫气田开发 面临着安全环保风险大、设备材料H2S腐蚀、开发成本高等技术难题。普光气田开发方案设计水平井6口,通过技术攻关,针对高含硫普光气田超深水平井投产作业技术难点,配套形成了酸压投产一体化管柱、长井段射孔、长井段酸压投产、作业施工及井控技术,满足了超深水平井投产作业需要,为国内同类气田开发提供了技术借鉴。     

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏“少井高产、安全高效”的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱：套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。     

普光气田大湾区块完井工艺技术

四川盆地普光气田大湾区块在开发中既有与气田主体相似之处,又有许多自身的特点,前者储层非均质性更强。因此,针对裸眼完井和套管射孔完井两种不同的完井方式,优化了不同的酸压、生产一体化管柱结构;配套了补偿式传爆、高精度延时传爆和低碎屑射孔弹3项射孔技术;形成了裸眼井钻塞、通井,套管井酸浸等配套井筒处理技术;采用长井段非均质储层分段酸压改造技术,有效改善了储层物性;同时完善了高含硫气井作业井控管理制度。现场施工作业8口井,首次实现国内高含硫水平井分段储层改造,为大湾气井的顺利投产提供了技术保障。     

超长层段水平井射孔补偿式传爆及防卡技术

射孔枪传爆失败和射孔后管柱遇卡是长井段水平井射孔时易发生的现象。结合普光气田大湾区块地质特点,提出补偿式传爆技术和水平井射孔枪低磨擦阻力防卡技术。通过对普光气田大湾区块4口超长层段水平井的射孔施工结果分析,证实应用补偿式传爆技术及双向延时起爆技术可避免射孔枪传爆中断现象的发生;采用合理的射孔参数,102射孔枪装配低碎屑射孔弹、120°上相位、不同储层6~16孔/m变孔密射孔能满足酸压改造要求;使用低碎屑射孔弹等技术措施可有效防止射孔后管柱遇卡。     

普光高酸性气田完井管柱设计

普光高酸性气田气井具有高温、高压、高产、超深的特点,流体具有腐蚀性和剧毒性,这些特点要求完井管柱设计既要充分保证安全,又要满足现场施工要求;此外,由于主要采用水平井和大斜度井完井和出现个别井套管严重变形,更加大了设计难度。通过分析普光高酸性气田的投产难点和单井特点,研究确定了完井管柱设计的原则和思路,分井型设计出常规井（永久式）、监测井（永置式）、水平井（层段可选）、套变井（永久式封隔器+遇油膨胀封隔器）等4种不同结构不同特点的永久式酸压、生产一体化完井管柱;选用INCLOY G3镍基合金油管和INC718材质井下工具,采用无固相长效环空保护液配合永久式封隔器的防腐方案,满足了高酸性气井长期安全生产的要求;完井管柱分别采用125钢级Φ88.9 mm和Φ114.3 mm油管、VAM TOP气密封扣, 整体管柱满足耐压70 MPa、耐温150 ℃、下入深度达6 000 m的实际要求。4种完井管柱应用于普光气田的投产实践,设计的可靠性和科学性均得到了验证。     

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。     

普光气田超深水平井暂堵后防卡技术研究

普光气田储层普遍具有埋藏深、硫化氢含量高、产量大等特点,该气田中的超深水平井存在储层跨度大、水平段长、摩阻高、循环过程中低边无法有效循环到位、射孔后筛管以下井段无法建立循环、暂堵施工后水平段残留大量暂堵浆等问题,常常造成完井管柱下入途中遇阻卡等复杂情况.暂堵后防卡技术旨在通过时普光气田超深水平井射孔暂堵后的暂堵浆排出方式、使用的压井液性能等方面展开优化研究,以形成一套有效的超深水平井暂堵后防卡技术,保证普光气田的有效开发,并为该类川东北地区水平井的开发作业提供参考.     

连续油管拖动喷射酸化在普光高含硫气田的应用

普光气田单井储层物性差异大,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类层交互发育,非均质性较强,平面展布变化大,气井投产采用酸压、生产一体化永久式管柱.针对个别井投产后出现生产压差较大,产剖测试储层动用程度低的问题,在不动管柱条件下,研发了高抗硫小直径旋转喷枪,采用连续油管拖动酸化,可实现任意层段喷射,通过酸液溶蚀、压力挤入、冲击波扰动三重效果改善...     

普光高含硫气田采气管柱的优选

普光气田由于高含硫化氢和二氧化碳,对采气工艺提出了更高要求。从气田投产方式、材质的选择、井口装置、管柱结构以及防腐措施等方面对该气田的采气工艺技术进行了全面的研究,提出了高含硫气田的投产作业方式,即：酸压（酸化压裂）生产一体化方式,酸化生产一体化方式和射孔后直接投产方式。通过室内实验评价,气井生产管柱优选了G3或同等级的高镍基合金钢材料,井下工具选择718高镍基合金钢材料;气井井口装置优选抗硫材质,并配置井下安全阀和井口安全阀;气井采用生产封隔器永久完井管柱。该技术思路对国内酸性气田的开发具有重要借鉴意义。     

大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式优化探讨

大牛地气田下古生界水平井形成了以裸眼预置管柱多级管外封隔器完井,投球打滑套方式分段改造,以水力加砂压裂和胶凝酸酸压相结合进行大排量复合酸压,取得了初步成果。但由于裸眼预置管柱完井裂缝起裂位置不明确,投球打滑套分段压裂时滑套打开后酸液与储层接触面积大,酸液滤失严重,酸压改造体积有限。针对这些问题,开展了大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式论证,优化不同井身结构下固井完井管柱,优选不同完井管柱下分段改造方式。对马五5气层的一口水平井采用三级井身结构4 1/2"尾管悬挂固井完井,可钻桥塞分段改造方式进行大排量复合酸压。现场试验表明固井完井方式下选用合适的改造方式能满足大排量复合酸压的施工要求,水平井压后能取得较好的产量和较强的稳产能力,固井完井及优化的改造方式对大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏有较好的适用性。     

元坝气田长兴组生物礁气藏特征及开发对策

四川盆地元坝气田是世界上已发现埋藏最深的高含硫碳酸盐岩气田,上二叠统长兴组生物礁气藏具有埋藏超深,礁体小、散、多期,储层薄、物性差、非均质性强,流体分布复杂,直井产量低等特点;气藏开发面临礁相白云岩储层时空展布规律研究需不断深化,小礁体精细刻画与薄储层定量预测困难,水平井部署与优化设计影响因素众多,长水平段水平井长穿优质薄储层难度大等诸多难题。为实现对该气田的高效开发,开展了生物礁储层分布规律与发育模式研究、小礁体精细刻画与薄储层定量预测、条带状小礁体气藏水平井优化设计、超深薄储层水平井轨迹实时优化调整等技术攻关。相关系列攻关成果有力地支撑了元坝气田的开发建设,建成了我国首个超深高含硫生物礁大气田,混合气产能可达40×10~8m~3/a。该气田的成功投产,一方面奠定了我国在高含硫气田开发领域的领先地位;另一方面,对保障"川气东送"沿线六省两市70多个城市的长期稳定供气,对促进中西部产业结构调整和沿江区域经济发展也具有重大意义。     

普光高含硫气田开发动态监测技术

为了解决普光超深高含硫气田动态监测技术系列和相关标准规范缺乏的难题,基于对国内外高含硫气田的调研,通过设备研制、室内实验、理论研究和现场试验形成了超深高含硫气井产气剖面测井、井下取样及流体相态特征分析、水侵动态预测及产水层位识别、气井产能测试及评价、开发监测安全控制等5项动态监测关键技术,并制订了相关规范标准,进而在该气田进行了应用验证。结果表明:(1)所研制的高抗硫产气剖面测井仪器耐温175℃、耐压105 MPa,产气剖面测井43井次,成功率达100%;(2)所研制的高抗硫井下保压取样器耐温150℃、耐压70 MPa,井下保压取样7井次,成功率达100%;(3)地层压力下降至29.5 MPa时地层中有单质硫析出,气井产气量高于20×10~4m~3/d时井筒中不会产生硫沉积;(4)应用产水层位识别技术和水侵动态预测模型可准确识别产水层位和预测气井出水时间,通过优化、调整气井工作制度以控制水侵速度,延长气井的无水采气期;(5)应用"井下永置式压力计+绳缆输送+井口变流量"测试技术和压力计算模型、试井解释模型实现了气井产能测试全覆盖,气井产能评价结果准确;(6)所设计的绳缆式超高压气密封多级防泄漏控制系统动态气密封压力达50 MPa,研发的防喷装置余气处置工艺实现了143井次测试作业"零泄漏、零污染"。结论认为,上述动态监测技术系列为普光气田科学制订增产增储措施、确保长期稳产发挥了重要作用。     

元坝气田超深酸性气藏石油工程技术实践与展望

位于四川盆地的元坝气田是我国目前已开发的埋藏最深的大型海相碳酸盐岩酸性气田,其上二叠统长兴组生物礁气藏具有超深、高含硫化氢、中低孔渗、储层厚度较薄等特征,气藏经济评价结果认为只有水平井才能降低总体开发投资进而有效开发该气藏。目前,全球开发该类超深高酸性气藏的石油工程技术实践较少,面临着超深水平井安全优快钻完井、测录井、井下作业、安全环保等一系列石油工程技术难题。为此,中石化西南石油工程有限公司以工程地质一体化为手段,基于成功开发普光气田的经验,通过针对性技术攻关和7年潜心实践,形成了超深高酸性气藏水平井钻井提速提效关键技术、超深水平井测录井关键技术、超深高酸性气藏井下作业核心技术和超深高酸性气藏安全环保技术等18项核心技术成果,在元坝气田一、二期产能建设中应用近40口井,全部建成商业气井,实现了34×108 m3净化气产能建设目标。所形成的超深酸性气藏石油工程系列技术对于国内外类似气藏的勘探开发具有借鉴作用。     

高含硫化氢气井水合物的预测及防治

普光气田属于过成熟高含硫干气气藏.在高含硫化氮气井的生产过程中,极易形成天然气水合物,影响气井的正常生产,因此,如何科学有效地防治水合物的生成,成为高含硫气井的一项重要技术难题.该文通过室内实验和软件模拟的方法对水合物生成的条件进行了对比研究.通过水合物动力实验,分析研究了过冷度和抑制剂质量浓度对水合物生成行为的影响,...     

元坝气田产出水集输系统腐蚀特征及防护措施实践

元坝气田是国内首个超深高含硫生物礁大气田,高产量的同时也伴随大量产出水。随着开发的进行,腐蚀问题日渐明显。介绍了元坝气田产出水集输系统的腐蚀问题及防护措施实践:按腐蚀破坏形态分类,目前元坝气田产出水集输系统的腐蚀属于局部腐蚀;抗硫碳钢无法在高含硫气田产出水集输系统单独使用,添加缓蚀剂可以使抗硫碳钢的使用寿命延长;管道停运期间因介质不均匀性增强,易导致腐蚀加剧。此外,气田开发生产过程中,因传统的定点在线腐蚀监测技术对点蚀、孔蚀等局部腐蚀受限,应全面引入射线检测、超声波测厚等无损检测手段,弥补定点监测的缺陷。      

元坝气田超深酸性气藏钻完井关键技术

四川盆地元坝气田是近年来中石化发现的一个大型气田,是继普光气田之后天然气增储上产的又一个重点探区。元坝气田超深酸性气藏地质构造复杂,储层埋藏深,钻遇地层复杂,特别是陆相深部地层,属于高研磨性地层,机械钻速慢,钻井周期长。为此,经过多年的钻井实践和技术攻关,引进新工具、新技术,研制专用钻头,优化钻井设计,形成了针对该气藏的6项钻完井关键技术:(1)保证提速、安全完井作业的井身结构优化技术;(2)陆相上部地层气体钻井、陆相深部高研磨地层钻井提效技术体系;(3)气液转换、超深大斜度井及水平井润滑减阻、井壁稳定控制及防酸性气体污染技术等钻井液配套技术;(4)气体介质条件下固井、深井长封固段固井及超高压小间隙固井技术系列;(5)完善了以测量仪器、动力钻具优选及钻具组合设计等水平井井眼轨迹控制技术;(6)适合该气藏衬管完井方式和完井管柱优选技术。现场应用效果表明,系列关键技术有效地解决了机械钻速慢的难题,大幅度缩短了作业周期,实现了7 000 m井深水平井的提速提效的目标。     

元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术

元坝地区海相气藏埋藏较深,主力储层垂深超过6 500 m。该地区超深水平井钻井过程中存在着高温高压、地层岩性复杂、测量仪器稳定性差以及井眼轨迹控制难度大等难题,对水平井钻井技术提出了更高要求。首先分析了元坝气田的钻井施工技术难点,通过开展直井段防斜打快技术、超深硬地层侧钻施工技术、增斜段和水平段井眼轨迹高效控制技术研究,以及耐高温高压SLBF HT175型随钻测量MWD仪器的研制,形成了元坝气田超深水平井随钻测量与控制技术,大幅提高了元坝气田超深水平井施工能力。SLBF HT175型随钻MWD仪器经在元坝4口超深水平井中应用,MWD耐温性能、抗压性能、测量精度和整体可靠性等经过现场验证,能够满足国内油气田超深水平井的随钻测量需要。     

普光气田大型酸压改造技术

酸压改造是普光气田建产、增储上产的主要手段，但该气田海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、温度高、产层厚、非均质性强、高含硫等特点，酸压改造面临大量技术难题。为此，选用该地区不同井层的岩心，通过大量室内评价性试验研究，优选出适合于该地区大型酸压改造的酸液体系；从普光气田目前的开发实际出发，结合储层地质特征，提出了一整套适合于该地区的酸化工艺及相关配套技术。最后以一口成功的典型井为例，证实了优选出的酸液体系及酸压工艺在该地区具有较好的适应性。     

水平井优化设计技术在普光气田产能建设中的应用

普光气田具有地形复杂、埋藏深、储层相变快、边水发育等特点。为确保气田的高效开发,在论证了采用水平井开发的可行性基础上,研究了水平井优化设计方法。首先,根据边际贡献法测算的钻遇气层厚度下限等技术经济指标,确定了部署水平井的区域;然后,根据单井地质模型,建立水平井与直井产能关系,优化水平段长度;最后,考虑储层展布、构造走向、井网井距、气水关系等因素,优化井身轨迹。结论认为：在气层厚度相对较薄的区域及气水边界附近采用水平井开发可提高气田整体开发水平,优化设计水平段长度控制在400～600 m,Ⅰ、Ⅱ靶点分别距离气层顶、底10 m左右为宜。该技术在普光气田开发井设计中取得了较好的实施效果,对类似气藏的开发具有借鉴意义。     

水平井柱塞气举排液技术在长庆气田的应用

截至2017年底,长庆气田投产水平井1326口,低于临界携液流量的气井占比37.7%,积液问题凸显。针对长庆低渗透气田水平井存在井斜角过大、井下工具投放困难的技术难题,开展了水平井柱塞气举技术研究。根据长庆低渗透气田水平井管柱结构特点,提出了“自缓冲柱塞与井下单流装置接力式举液”的技术思路,实现了柱塞举升与气井依靠自身能量举升的有机结合,并研发设计了适用于大斜度井段的单流装置、自缓冲柱塞。截至2017年底,在33口井进行了现场应用,平均日增气0.93×104 m3、日增液0.86 m3,应用效果良好。该研究为长庆低渗透气田水平井排水采气提供了一种行之有效的技术手段。