元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

元坝含硫气藏水平井完井方式适应性评价与优选

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫等特点,储层非均质性强,气水关系复杂,完井安全性与经济性矛盾突出,其水平井完井方式应比常规气井更具较宽的适应性,以满足气井整个寿命周期的各种作业、生产及经济要求.在岩石强度测定等室内实验、酸化前后临界生产压差和单井产能模拟计算、YB103H等井现场试验基础上,通过完井方式对地质特征、地质力学特征、产能、气水关系、工程工艺风险和技术经济适应性评价,形成了元坝超深水平井完井方式优选方法和方案.研究表明,Ⅰ一Ⅱ类较多的礁相储层以衬管完井方式为主,不需要分段改造即能满足产能要求;对于部署在礁相,井眼方位与地层最大主应力夹角小于20°的水平井,采用裸眼完井降低完井投资;对于Ⅰ一Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,宜采用射孔完井,以便实施针对性储层改造;边底水较为发育区域,采用射孔完井并通过优化完井参数延缓边底水锥进.不同完井方法在不同类型储层进行了现场试验,元坝103H、元坝124-侧1、元坝10-侧1等试验井获得高产,实现了元坝超深水平井开发的突破.     

元坝超深水平井纤维暂堵酸化技术

元坝海相碳酸盐岩气藏埋藏超深,温度极高,衬管完井的水平井多段改造难度大。针对该气藏储层特点,研制新型有机可降解纤维暂堵剂;采用多级纤维暂堵酸化工艺,优化暂堵级数和各阶段排量,通过高黏压裂液携带纤维暂堵剂暂堵已改造的储层,实现水平井的多段分流酸化。该工艺对地层伤害小,施工风险小,现场实施８ 口井,暂堵有效率为７５％,增产有效率达到１００％。该技术对于海相水平井改造有较好的针对性。     

衬管完井水平井新型布酸技术研究与应用——以安岳气田磨溪构造龙王庙组气藏为例

衬管完井具有泄流面积大、完井成本低等优势,目前成为水平井完井的主要方式之一。衬管完井水平井酸化改造的关键是如何实现水平井段上的均匀布酸,但由于割缝衬管与岩石壁面之间环形空间未真正封隔,常规分段工艺的应用受到限制,致使衬管完井水平井均匀布酸困难。为此,通过理论研究和室内实验评价,形成了衬管完井水平井新型均匀布酸技术：①预测水平井段上初始表皮系数分布剖面,明确不同井段损害分布特征;②建立水平井段上酸液流量数学模型,模拟计算不同井段暂堵转向净压力值;③优化设计不同井段衬管割缝参数,优选转向剂加量,实现井底不同转向净压力;④采用数值刻画方法定量表征酸蚀蚓孔形态,优选适合的酸液体系。在安岳气田现场应用8口井,井均增产倍比达1.95,井均增加测试产量67.3×104m3/d,相比射孔完井,单井节约完井成本900万元,对同类型气藏衬管完井水平井均匀布酸技术具有借鉴意义。     

川西地区低渗透气藏水平井完井优化设计技术

水平井完井技术对低渗透致密气藏产能发挥和开采动态的影响很大。通过完井方案优化,可以提高水平井完善程度、延缓边底水锥进、提高开发效果。针对川西地区低渗透致密气藏自然产能低、气水关系复杂、裂缝非均质性强、储层改造难度大等问题,在水平井渗流机理分析、井壁稳定性预测、产能评价等研究的基础上,结合现场试验,对气藏完井方案进行了优化并对施工关键技术进行了深入研究和总结。现场实践表明:①中浅层裂缝不发育的储层,采用衬管完井或者射孔完井,结合压裂改造能获得较好的开采效果;②中深层裂缝孔隙型储层,采用衬管完井结合酸化解堵,能最大限度地发挥裂缝对产能的贡献,川西地区中深层首口水平井新21-1H井衬管完井获得无阻流量203.415×104m3。     

东海平湖油田A3水平井完井方法研究

针对东海平湖油田的特点，确定了该油田A3水平井合理的完井方法是：割缝衬管先期完井和金属纤维防砂筛管后期防砂。针对割缝衬管完井方法，进行了完井参数、单根割缝衬管长度、完井管柱结构的优化设计。利用所研制的水平井软件HWCS对割缝衬管完井的产能进行了预测。A3水平井割缝衬管完井后，未见出砂，投产后产油量约1200m^3／d，与预测结果吻合，完井产能预测准确率为100％。     

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。     

西南井下创通井作业井深新纪录

西南石油工程有限公司井下作业分公司成功对元坝29-2井实施了通井作业,创其在川东北地区通井作业井深新纪录。元坝29-2井位于四川省苍溪县元坝镇,是西南油气分公司部署在四川盆地川东北巴中低缓构造的一口开发评价井。作为元坝气田开发投产的第一口水平井,元坝29-2井采用衬管完井,完钻井深7 686 m,水平段长     

超深高含硫气藏完井管材优化与实践

为了缓解元坝气田完井安全性和经济性的矛盾,介绍了元坝气田在选材过程中开展的国产镍基合金油套管、电镀钨合金衬管和钛合金油管等不同材料的性能评价以及现场的应用情况。研究认为,通过适用性设计及系统试验评价,形成不同深度镍基合金材质的优化组合,并大规模应用国产材料,是超深高含硫气藏实现安全经济完井的一项重要途径。电镀钨合金管抗腐蚀性能优异,需对镀层厚度优化设计并优选上扣管钳钳牙,对于不作为油气泄漏屏障的衬管可满足使用要求。钛合金油管抗腐蚀性能优异,力学和整管性能满足标准对同钢级碳钢油管性能的要求,气密封性能优异,质量约为镍基合金的60%,在降低完井成本的同时可提高管柱的安全系数,有望替代传统的镍基合金油管。研究结果可为超深高含硫气藏完井管材的选用提供参考。     

四川盆地元坝气田钻井液转化为完井液的工艺技术

四川盆地元坝气田超深、高温、高压、高含硫化氢等特殊复杂地质条件,导致试气测试工作一直存在着诸多技术难题,特别是测试工作液长期高温静置后易出现降解或固化现象,引起测试管柱、安全阀等工具失效,既造成非生产时效增加,又伤害储层,甚至导致井下事故频发。为此,通过大量室内模拟实验,以降本增效为原则,对现有钻井液进行调整,进而转换为试气测试用完井液,后者具有配伍性好、抗高温稳定性强、储层保护性好、成本低等优点;配套形成的钻井液转换为完井液工艺技术,具有工艺简便、操作性强、易推广的特点;在此基础上,提出了一套适合元坝气田的完井液技术评价方法及技术性能指标。通过元坝气田超深水平井的现场应用,在160℃条件下静置250 d后性能保持稳定,完井液上、下层密度差小于0.03 g/cm~3,满足了该气田超深水平井衬管完井的工艺要求。     

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。     

呼图壁储气库水平井完井技术的研究与应用

按照呼图壁储气库地质与气藏工程研究结果及注采气工程优化设计,决定对HUHWK2注采水平井采用射孔方式进行完井,以实现气井大排量注采与长期安全运行要求。由于呼图壁气田目前已处于开发后期,地层压力系数较低(0.46),对500长的水平段实施射孔及完井作业工艺复杂、周期长、储层保护难度大。根据储气库气井完井管柱结构特点,在对不同完井液的性能研究的基础上,对水平井完井工艺进行充分论证、优化,最后确定该井采用两趟管柱射孔、提枪、完井、投产施工工艺进行完井作业。2012年10月,该井成功应用于现场。     

元坝超深含硫气井防腐技术研究实践

元坝气田是世界范围内陆上气田投产作业风险最高的工程项目之一,超深、高温、高含H2S、中含CO2,经济安全防腐矛盾尤为突出。考虑经济性,采用适用性设计,模拟元坝H2S/CO2/S气田环境评价,证实国产高镍合金的抗腐蚀性能优良,设计采用4 c＋4 d国产高镍合金油管、718＋725工具组合材质方案,保证安全的同时降低了材质级别。为进一步降低完井成本,研发了电镀钨衬管和160℃无固相环空保护液。国产高镍合金管、电镀钨衬管和无固相环空保护液综合防腐技术在现场15口井应用,为元坝气田34×108m3产能建设起到了关键作用,为类似含硫气井防腐提供借鉴。     

元坝海相超深含硫气藏酸化压裂工艺优化

元坝海相含硫气藏以Ⅱ、Ⅲ类储层为主(占96．5％),I类储层仅占3．5％ 左右,酸化压裂是获得中、高产气流的必要手段。超深含硫的特征决定了气藏开发具有难度大、工艺技术及配套措施要求高等特点,酸化压裂增产面临诸多技术难题。结合现场应用情况和工艺技术要求,对酸化压裂工作液体系、施工工艺及用酸强度、施工排量、液氮用量进行了适应性分析及优化探讨,形成了元坝海相超深含硫气藏各类储层针对性酸化压裂方案优化思路。现场应用10井次,平均增加天然气无阻流量322.158×10³ m ／d,取得了显著的增产效果,对气藏下一步高效开发具有重要意义。     

安岳气田易漏储层高效完井投产技术研究及应用

安岳气田震旦系灯影组储层溶洞极为发育,是天然气富集带,构造上通过精细控压钻达目的层后仍然存在恶性井漏问题,井漏对完井投产效率和井筒安全作业造成较大影响。在结合前期钻井精细控压参数与设备的基础上,形成了一种针对易漏储层高效完井投产技术,通过两趟管柱达成完井目的。第一趟暂堵管柱,高效安全建立屏障,阻断井筒漏失通道,减少在井筒高风险条件下下管柱和替环空保护液时间,之后再回插二次完井管柱最终实现高效完井。该技术在 GS001-H26等井获得成功应用,测试百万方级气井 ５口,累计测获天然气产量 822 × 10⁴m³/d,为碳酸盐岩易漏储层高效开发提供了一种新的技术手段。     

不同完井方式水平井作业技术在七棵树油田的应用

水平井斜度大,水平段与油气层平行,套管对井壁的侧压力大,起下管柱摩阻大、易卡钻,对各种下井工具要求高,施工技术难度大。通过七棵树油田SW8P1、SW8P2、SW10P1井等8口水平井现场施工得到了对于带管外封隔器割缝衬管完井、套管固井完井、预置裸眼封隔器完井的水平井投产、探冲砂、扫塞、压裂等井下修井及措施作业的主要技术手段及施工参数。     

Y B101-H 井超深衬管完井水平井投产试气作业关键技术

YB101-H井是在川东北巴中低缓构造元坝区块的衬管完井水平井。该井具有井深、水平井段长、高产、含硫、裂缝发育等地质特征，投产试气作业存在井控安全风险。根据投产前试气作业过程中可能出现的井控安全问题，提出了套管内扫塞、通井、刮削、衬管内通井、循环洗压井及适宜的酸压改造工艺技术，以及下完井管柱等关键技术指标和要求。现场实施表明，该技术有效规避了井控作业风险，且酸压改造后获得了82．5＆#215;104 m3的工业气流。     

川西深层裂缝孔隙型气藏水平井完井方式及参数优化

川西深层气藏具有低渗致密、破裂压力高、裂缝非均质性强、气水关系复杂等特点,水平井完井面临储层保护、井壁失稳、改造工艺难以实施、段间干扰、边底水锥进等诸多难点.在大量理论、实验、实践的基础上,通过完井方式对地质、地质力学、井眼轨迹、压力衰竭、后期改造等因素的适应性评价研究,认为对深层裂缝—孔隙型气藏水平井而言,裂缝对产能的贡献、气井生命周期、后期工艺要求等因素是完井需考虑的重点；分段变密度完井对边底水气藏水平井具有较好的适应性,能均衡剖面、缓解段间干扰和边底水锥进.通过优化设计形成了深层裂缝孔隙型气藏水平井衬管+盲管组合分段变密度完井方案,并在X21 -1H井得到了应用,获无阻流量222.47×104 m3/d,川西深层水平井开发获得标志性突破,对同类气藏水平井完井采气技术具有很好的借鉴作用.     

裂缝性火山岩气藏完井参数敏感性分析

根据火山岩气藏气井的渗流规律,通过分析计算,总结了火山岩气藏裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井3种主要完井方式下不同参数对气井产能的影响规律,并利用某裂缝性火山岩气藏现场数据,对影响气井产能的主要完井参数进行了分析。研究表明,不同完井方式下各个完井参数对气井产能的影响不同,气井产能是这些影响因素综合作用结果;在优选完井参数时,应注意保护储层,防止污染,以取得最佳产量。该研究为进一步认识火山岩气藏,开展火山岩气井产能评价研究以及动态预测提供了技术依据。