超细水泥在长庆储气库老井封堵中的应用效果分析

由于长庆储气库老井低孔隙度、低渗透率的特性,普通水泥封堵作业已不能满足老井封堵作业工况。超细水泥的粒径比常规水泥的粒径小,在封堵过程中可以进入到常规水泥不能进入的裂缝中,尤其适合于低孔、低渗油藏的封堵作业。本文主要通过室内试验对超细水泥粒径、流变性、外加剂优选等对水泥浆性能影响比较大的性质进行分析。针对分析结果,结合储气库G井封堵作业工况,优选了合理的水泥浆配方应用于本次作业,取得了良好效果。     

苏桥储气库群老井封堵浆及封堵工艺研究与应用

苏桥储气库群老井的综合条件适合建造地下储气库,但老井破坏了储层的圈闭密封性,需要对老井进行封堵处理,达到恢复原有储层圈闭性、确保储气库安全运行的目的。针对苏桥储气库群的地层特点,研究开发了3套封堵水泥浆及封堵工艺:超细水泥颗粒细,其浆体可以进入储层水泥环的微间隙内部,能够弥补常规水泥浆封堵的缺陷,可以封堵储层;静胶凝封堵水泥浆具有静胶凝特性,可减小水泥浆的任意流散性,使水泥浆能够停留在漏失地层并凝固,从而封堵漏失地层;可抗170℃高温的常规封堵水泥浆,高温下水泥浆性能稳定、不沉降、不析水,水泥石无收缩,满足储气库封堵要求,开发了五级的封堵工艺,能封堵储气库老井。现场应用2口井,均达到储气库的封堵要求。证明开发的老井封堵水泥浆及封堵工艺切实可行,满足储气库的封堵要求。     

呼图壁储气库老井封堵体系及封堵工艺研究与应用

为获得适合呼图壁储气库老井可靠封堵的水泥浆体系和封堵工艺, 将研制的复合超细水泥浆体系和 G级微膨胀纤维水泥浆体系分别用于封堵老井产层和井筒, 评价了两种封堵体系的性能, 提出了分段挤堵、 逐次试压的老井封堵工艺。实验结果表明, 复合超细水泥浆体系的稳定性和注入性较好, 抗压强度达 16.6 MPa, 满足矿场封堵产层的要求; G级微膨胀纤维水泥浆体系流体阻隔性能和力学形变能力良好, 水泥石的渗透率较低、 饱和煤油突破压力较高、 壁面胶结强度高, 水泥石抗折强度高达 12.0 MPa, 满足矿场井筒封堵强度的要求。现场 2口典型井的成功封堵表明封堵水泥浆体系及封堵工艺切实可行, 满足呼图壁储气库老井的封堵要求。表 7参 18     

机械式MMR水泥承留器在储气库老井封堵中的应用

为保证储气库气密封的完整性,在国内油气藏型储气库建设中,将区块内的老井全部封堵。通过对老井井况和封堵工艺分析,制定合理可行的封堵措施,优选成熟的封堵工艺,应用先进的井下工具,确保了储气库老井封堵施工质量符合储气库老井封堵要求。在储气库老井封堵施工中,机械式MMR水泥承留器的成功应用进一步提高了老井封堵作业效率,并为老井封堵积累了丰富经验。     

长庆地下储气库老井封堵工艺探讨

利用油气藏改建地下储气库是全球已建成储气库中最常用、最简单的形式,该类储气库建设前需要解决的首要工程问题就是老井处理,国外储气库建设经验表明:一口老井不能妥善处理,就可能使得储气库完整性破坏,导致库址报废。长庆地下储气库属于半枯竭气藏改建地下储气库,针对地下储气库建设区老井数量多、服役时间长、井况复杂等基本现状,通过对库区老井钻完井基础资料和部分井检测评价资料总结分析,按照在储气层、盖层段、套管外水泥环和井筒内建立多道密封屏障的思路,提出了"底板-储层-盖层"多级封堵的老井处理工艺,并选取了榆林南储气库区典型老井开展现场封堵试验。施工过程采用逐级封堵、逐级试压的过程控制措施确保了各级屏障的有效性,现场分级试压和整体试压全部满足要求。实践证明该工艺能够满足长庆储气库老井处理的要求。     

文23储气库封堵井完整性保障技术

文23储气库属于枯竭砂岩气藏型储气库,建设前需要对无法再利用的老井进行封堵。为确保老井的封堵质量,保障储气库的完整性,引入挪威石油工业协会井筒完整性技术标准的井筒完整性设计理念,识别了文23储气库老井封堵前后的窜漏风险状况,设计了井屏障系统,研发了适用于高温气层的耐高温缓膨气密封封堵体系,制定了确保封堵老井井筒完整性的工艺,形成了以井屏障设计、施工和监控为基础的井筒完整性保障技术。文23储气库老井采用该技术进行封堵,现场施工成功率100％,老井封堵后的井筒完整性良好,经受住多轮次注采交变应力的长期作用。研究和现场应用结果表明,根据井筒完整性设计理念进行井筒完整性设计和施工,可以确保老井封堵后井筒长期的完整性,也可为类似储气库设计提供借鉴。      

文96枯竭气藏储气库封堵体系研究与应用

针对文96气藏特点,研究了适应于老井封堵的气层封堵体系。以中原油田常用的普通堵剂为基础,优选了胶凝固化剂、触变调节剂、降失水剂和复合缓凝剂加量,其最佳加量分别为3%、0.3%0.5%、1%和2%3%。该气层封堵剂浆液120 min最终析水量为10 mL,析水速度较慢,悬浮性能较好。其粒度中值一般小于15μm,流动性良好,比普通堵剂更易进入低孔、低渗储层,气密封性能好,可以满足老井封堵需要。通过文96块53井次现场试验,工艺成功率100%,一次封堵合格率96%。文96-2井施工后,30 min压力降小于0.5 MPa,堵剂较好地进入了地层,满足方案要求。图6表5参2     

低伤害暂堵压井液体系在储气库老井修井中的应用分析

目前,长庆储气库老井压力系数在0.3~0.4,随着区块采出程度的不断增加,地层压力还将不断降低。在该类气井的修井作业中,靖边气区常规盐水压井液普遍存在入地液量大、复产困难和产量损失大(0.2×104m3/d~0.5×104m3/d)等问题[1]。本文主要论述了低伤害暂堵压井液体系在长庆储气库老井修井中的首次应用,实现了暂堵隔水、快速复产的目的和"注得进、堵得住、排得出、低伤害"的目标,为后续该类气井修井作业提供借鉴。     

超细水泥在储气库老井封堵中的研究与应用

超细水泥的粒径比常规水泥的粒径小,在封堵过程中可以进入到常规水泥不能进入的裂缝中,尤其适合于低孔、低渗油藏的封堵作业.超细水泥的比表面积越大,水化反应速度越高,水泥颗粒与水的接触面大,使水泥石内部的极小空隙变为不连通,从而很大程度地提高了水泥石的抗渗性能;水泥粒径越小,通过窄缝的能力越强,超细水泥通过0.25 mm窄缝的体积百分比均在95％以上.但是,由于超细水泥颗粒细,比表面积大、水化速度快,胶凝和稠化时间短,对水泥浆的性能影响比较大.针对这些问题,结合京58储气层物性,通过对超细水泥的细度和粒径分布进行分析,优选出了适合储气库老井封堵的超细水泥,并研究和开发了适应老井封堵用的超细水泥浆体系.该体系在京58区块中应用,取得良好效果.     

长庆气田榆林南储气库注采井钻采工艺

储气库在保障天然气安全供应、季节性调峰及提高管输效率等方面发挥着重要作用。长庆油田作为陆上天然气枢纽中心,建设储气库对于保障供气和国家能源安全具有重大意义。近两年来,长庆油田在榆林南储气库钻完井、储层保护、储层改造、注采工艺及老井封堵等方面开展了大量的研究,取得了一些成果和认识。     

地下储气库建设技术研究现状及建议

为了及时把握地下储气库建设技术研究现状,系统地梳理了枯竭油气藏储气库、盐穴储气库、含水层构造储气库的建设及垫底气的设计、提高地下储气库有效储量和生产能力的相关技术、地面系统自动化控制等地下储气库通用技术研究现状及其应用情况。结论认为,我国地下储气库建设技术的研究现状可概括为：国内枯竭气藏建库技术基本成熟;枯竭油藏建库技术尚在摸索之中;盐穴储气库建库技术取得了长足的进步;含水层构造储气库的研究才刚起步。进而提出了我国今后一段时期地下储气库建设的相关建议：①枯竭油气藏仍是我国地下储气库建设的主要类型,应关注相关技术的发展;②盐穴储气库的相关技术需要持续关注,但应当将主要研究力量放在相对薄弱的技术环节上;③我国含水层构造储气库的建设应学习、消化国外相关技术,针对具体的地质条件,加快对注排机理、渗透机理、建库方式、建库周期、井网部署、方案设计和施工技术等的研究;④应高度重视地下储气库建设相关标准、规范的建立;⑤应高度重视地下储气库运行的风险管理。     

枯竭气藏改建储气库需要关注的几个关键问题

到2020年,中国地下储气库的工作气需求量将超过500×10⁸ m³,其中60%～70%的工作气量将通过枯竭型气藏改建地下储气库而获得。为此,分析指出枯竭气藏型地下储气库的建设与气藏开发本身具有较大的差异性,两者在建库与开发条件、开采方式、设计准则、运行过程、工程要求、储层改造及监测7个方面都存在着较大差异。因此,在地下储气库的建设和运行管理过程中,不能照搬气藏开发的模式,必须关注地下储气库建设的5个关键问题：库容参数设计、井网部署、气库安全、气库监测和气库运行优化。做好以上5个方面的工作,将会大大缩短建库周期,提高枯竭气藏改建储气库的运行效率。     

水淹衰竭型地下储气库的达容规律及影响因素

水淹衰竭型地下储气库库容动态变化过程中的驱水达容规律具有复杂性和普遍性,是研究地下储气库达到设计库容时间及最终能达到库容量的重要依据。为此,以大港地下储气库群5个投产运行多年的水淹衰竭型地下储气库为例,通过含水岩心气驱扩容室内实验,揭示了地下储气库的达容规律：①地下储气库库容量呈现逐渐增加的趋势,并最终趋于最大库容量;②地下储气库投产初期库容增速快,后期增速变缓;③地下储气库地下垫气量与工作气量呈正增长关系,但增长不同步。进而总结出了影响地下储气库达容的主要因素：地下储气库的构造特征、储层物性、注采能力、水体分布以及扩容方式。     

季节调峰型地下储气库注采规模设计——以川渝气区相国寺地下储气库项目设计为例

注采规模决定了地下储气库井口数量、井口油套管尺寸的设计和地面集输系统的设计规模,注采规模的计算是季节调峰型地下储气库工程设计的关键。为此,以川渝气区相国寺地下储气库工程为例,制订了季节调峰型地下储气库注采规模的设计流程,阐述了消费系数法在天然气市场需求量预测中的应用,分析了天然气的需求结构及月不均匀系数对注采规模设计的影响,提出了季节调峰型地下储气库调峰需求总量及注采规模的计算方法,为其他类型储气库注采规模的设计提供了参考。     

相国寺石炭系气藏改建地下储气库运行参数设计

相国寺气田位于重庆市渝北、北碚区境内。该气田石炭系气藏地理位置优越,储层分布稳定,储层渗流性好,气质纯,气井产能高,井间连通性好,开发中表现出视均质气藏特征,盖层和断层封闭性好,水体能量有限,地层水不活跃,非常有利于改建地下储气库。为此,在比较了枯竭气藏改建地下储气库与气藏开发的异同之后,根据相国寺地下储气库的定位及调峰需求（主要用于解决川渝地区天然气市场的季节调峰问题,可为中卫-贵阳管线提供季节调峰,同时具备天然气战略储备应急能力）,利用该气藏丰富的静态资料和长期开发的动态资料,优化设计了储气库的上限压力、下限压力、库容量、工作气量、垫底气量、注采井数等关键运行参数。模拟结果表明：相国寺气田石炭系气藏改建地下储气库后,运行压力介于11.7～28.0 MPa,库容量可达40.5×10⁸ m³,垫底气量为17.7×10⁸ m³,工作气量为22.8×10⁸ m³,储气库具备较强的调峰能力。最后还对该储气库的注采方案进行了设计分析。     

川东石炭系气藏气井结垢预测及防治

川东石炭系气藏高含H2S和CO2,在气田开发过程中大量产出地层水,且其矿化度高,绝大部分为0.17～155.45g/L.地层水中钙、镁等阳离子与碳酸根离子结合而结垢,影响气井正常生产.在对川东石炭系气藏产出地层水矿化度及水型统计分析的基础上,讨论了川东石炭系气井碳酸钙结垢机理.以川东石炭系某气藏A,B井为例,采用饱和指数法预测模型对其结垢趋势作出预测,结果显示,2口井在生产过程中会形成碳酸钙垢.文中简要介绍了油气作业常用的除、防垢方法,并分析了其优缺点,详细介绍了电子超扫除防垢方法的原理及其适应性.川东现场应用情况表明,采用电子超扫防除垢方法对川东石炭系气藏气井防除垢,效果良好,可为同类气藏气井防除垢提供借鉴.     

川东石炭系气藏类型及富集特征研究

川东石炭系是四川盆地重要的勘探层系之一。基于气藏发育构造部位、圈闭类型及主要特征的不同,将川东石炭系已有气藏分为主体构造断垒型、潜伏高带断垒型和潜伏高带断鼻型等3类,预测了向斜悬挂式、向斜低缓微隆型和向斜地层岩性型等3种新的气藏类型,并总结了川东石炭系气藏分布模式。在分析6种气藏富集特征后,认为川东石炭系气藏富集优越性依次应为潜伏高带断鼻型、潜伏高带断垒型、向斜悬挂式、主体构造断垒型、向斜低缓微隆型、向斜地层岩性型。其中,潜伏高带断鼻型富集优越性最好,是川东石炭系大型气藏勘探的重要目标;向斜悬挂式气藏富集优越性较好,可能是川东石炭系下一步勘探的最为有利气藏类型;向斜低缓微隆型和向斜地层岩性型也是川东石炭系勘探的潜力类型。     

微地震监测技术在地下储气库中的应用

为了保证地下储气库(以下简称储气库)在建设和运行过程中的完整性与安全性,必须建立完善的监测系统。为了给储气库的安全运行提供参考,在分析微地震监测技术主要方法——纵横波时差定位算法和b值法原理的基础上,以中国东部某盐穴储气库为例,利用微地震监测技术对该储气库造腔和注气过程进行监测,采用纵横波时差定位算法对微地震事件位置进行反演,并根据造腔井附近的微地震事件定位结果对腔体形态进行刻画,同时对微地震事件进行b值法分析,判断注气过程中是否诱发断层活动。研究结果表明:(1)该盐穴储气库在造腔井中未发现能量较大的破裂或垮塌,造腔工艺较安全;(2)造腔井腔体形态不规则,可近似为圆柱体;(3)注气井注气压力上升可导致断层活动,但诱发断层活动是否对储气库完整性造成危害则需要对该区域进行长期监测和分析研究才能做出判定。结论认为:(1)为了保障储气库的安全运行,应降低断层附近注气井的上限压力;(2)微地震监测技术在保障储气库安全运行中起着至关重要的作用,应在储气库建设和运行过程中加强实时监测,以期为储气库安全预警和优化运行提供科学依据。     

可降解纤维转向技术在川东大斜度井及水平井中的应用

在四川盆地东部地区大斜度井及水平井（裸眼完井）碳酸盐岩储层改造过程中,存在着因施工井段长、储层非均质性强致使酸液合理置放难度大等问题,目前采用的机械封隔、酸液自生转向等酸液置放技术严重影响了增产效果。为解决这一问题,通过室内研究与现场试验应用,形成了一种新的适用于气井的可降解纤维暂堵转向技术。室内实验结果表明：可降解纤维的降解率高,能够满足天然气井现场施工需求。从室内实验及现场生产测井剖面来看：对两段储层而言,渗透率及流动系数差异越大,其转向效果越明显;在可降解纤维团与储层渗透率比值越小的情况下,加入可降解纤维后的过液量较之没加入可降解纤维的过液量其比值越小。可降解纤维转向技术在四川盆地东部大斜度井、水平井中应用取得了明显的增产效果,典型井的应用情况表明,该项技术增产效果明显高于采用其他酸液置放技术的井,为天然气井提供了一种全新的酸液置放技术,为长施工段、强非均质性储层酸化改造提供了新的技术方法,具有大规模推广应用价值。     

川东地区天然气生产SCADA系统的优化改造

川东地区大部分气田目前已处于中、后期开采阶段,气田生产工艺已进行了相应的优化简化,采用了中心站生产管理模式,针对原SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制）系统存在的不适应性,提出了相应的配套优化改造措施：①调整数据传输网络结构;②升级改造数据传输电路;③取消单井站自控系统的过剩功能;④调整自控系统的数据传输流向,将中心站所管辖的单井站生产数据传输到中心站;⑤单井站推广使用太阳能自动化控制系统;⑥更换设备陈旧、故障率较高的站控系统,删除已建作业区区域控制中心（RCC）和站控（SCS）无用的报警点和事件触发点;⑦升级改造调度控制中心（DCC）的硬件和软件;⑧换代升级自控仪表（设备）;⑨在井站增加视频监控、脉冲电子阻拦网和语音广播系统等。改造效果分析结果表明：优化改造后的SCADA系统能满足该区站点分散、长期平稳和连续远程监控的生产工艺需求;采用PID控制回路和联锁控制回路满足了各种复杂天然气生产工艺自动化控制的需要;确保了生产数据采集的高效性和准确性,提高了工作效率;在天然气生产运行环节中发挥了监控、预警等重要作用;实现了关键控制设备就地或远程控制功能,确保了天然气生产的安全平稳运行。