2020年碳酸鹽巖儲氣庫注采工程技術(shù)探討論文

1、碳酸鹽巖儲氣庫注采工程技術(shù)探討論文摘 要：1 地質(zhì)特點 碳酸鹽巖大多堅硬、致密，儲滲空間為孔 隙、裂縫和孔洞。 華北碳酸鹽巖裂縫性油氣藏具有含油面積大、圈閉 幅度高的特點，儲層層間差異小，呈現(xiàn)巨厚塊狀，不同級別的裂縫將 儲層切割成非常復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 且經(jīng)過多年的開發(fā)， 含水較高 1-2 。地層具關(guān)鍵詞：表面工程技術(shù)論文發(fā)表 , 工程技術(shù)職稱論文投稿碳酸鹽巖大多堅硬、致密，儲滲空間為孔隙、裂縫和孔洞。華 北碳酸鹽巖裂縫性油氣藏具有含油面積大、 圈閉幅度高的特點， 儲層 層間差異小，呈現(xiàn)巨厚塊狀， 不同級別的裂縫將儲層切割成非常復(fù)雜 的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，且經(jīng)過多年的開發(fā)，含水較高 1-2 。地層

2、具有明 顯的裂縫系統(tǒng)和巖塊系統(tǒng)雙重介質(zhì)特征， 其中裂縫系統(tǒng)物性條件很好， 且大多以高角度構(gòu)造縫為主， 是改建地下儲氣庫后氣體的主要滲流通 道和儲集空間 3 。2.1 井型選擇井型設(shè)計一般根據(jù)儲氣庫建庫地質(zhì)條件、地層滲流條件和鉆井 投資等因素確定。 對于碳酸鹽巖裂縫性油氣藏來說， 因其構(gòu)造中多裂 縫孔道，采用水平井鉆遇裂縫的可能性大于直井， 且當水平井鉆遇裂 縫時，會使井筒更多地接觸到儲層中的流體。通過理論分析，水平井 的產(chǎn)量可以達到直井的 35 倍以上4 。對于此類油氣藏改建的地下 儲氣庫來說， 采用水平井一方面能顯著減緩底水錐進， 延長氣井的穩(wěn) 產(chǎn)期，另一方面儲氣庫本身的運行需要大規(guī)模地注、

3、采氣，采用水平 井可以提高儲氣庫單井的注采能力， 從而提高氣庫的供氣能力， 發(fā)揮 最大的產(chǎn)能。 因此，對于碳酸鹽巖裂縫性油氣藏改建的地下儲氣庫采 用水平井是十分適合的。2.2 井位部署根據(jù)儲氣庫的建設(shè)需要，不可缺少用于生產(chǎn)的注采井，以及用 于監(jiān)測氣庫動態(tài)情況的觀察井。 注采井不僅具備注采氣功能， 也要具 備監(jiān)測功能，一般部署在儲氣庫的高部位，遠離氣水界面，防止注采 運行過程的水淹現(xiàn)象發(fā)生；觀察井主要是對地層壓力、溫度、氣水界 面、蓋層密封性等方面的監(jiān)測， 其井位部署根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造特點及具體 監(jiān)測內(nèi)容而定。 在碳酸鹽巖裂縫性油氣藏上改建的地下儲氣庫上部署 注采井及觀察井， 不僅要考慮所設(shè)置井的功能

4、需求， 還要考慮到地層 的實際情況。 華北碳酸鹽巖裂縫性油氣藏改建的地下儲氣庫， 裂縫比 較發(fā)育， 且地層中含有一定的底水， 盡管在前期建庫時通過注氣已將 氣水界面向下推移，但在儲氣庫大規(guī)模、高強度地注采氣過程中，采 氣速度過快易發(fā)生水錐， 而根據(jù)華北對碳酸鹽裂縫性油氣藏的開發(fā)歷 史，井距越大水錐情況越嚴重，但隨著井網(wǎng)的加密，根據(jù)生產(chǎn)制度的 需要井數(shù)也隨之增加，則投入成本、油田建設(shè)等方面也相應(yīng)增加。因 此，對于此類油氣藏改造地下儲氣庫在井位部署方面， 不僅要從技術(shù) 上控制好采氣速度，設(shè)計好井距，也要綜合分析經(jīng)濟成本，合理部署 井位。3.1 鉆井完成不同地地質(zhì)條件、油氣田開發(fā)方式對完井方式的要求

5、也不同， 目前水平井的完井方式大致分為裸眼完井、 割縫襯管完井、 帶管外封 隔器（ ECP）的割縫襯管完井、射孔完井和礫石充填完井五類。在鉆 完井工藝方面，碳酸鹽巖裂縫性油氣藏改造地下儲氣庫一般采用裸眼 完井或射孔完井， 但兩種完井方式也各有利弊， 在開采過程中大多數(shù) 井都要采取酸化、 酸壓等增產(chǎn)措施。 裸眼完井是最簡單的水平井完井 方式，其成本最低，儲集層不受水泥漿傷害，適用于碳酸鹽巖等堅硬 不坍塌地層， 特別是一些垂直裂縫地層。 但對于華北碳酸鹽含底水的 油氣藏來說，因有底水，生產(chǎn)一段時間后， 底水錐進，含水上升很快， 采用裸眼完井難以控制底水或堵水，也無法實現(xiàn)分層段地作業(yè)措施。 套管射孔

6、完井可選擇性地射開不同壓力、 不同物性的層段以避免層間 干擾，對與裂縫底水性油氣藏改建的地下儲氣庫來說， 還可以有效地 避開底水錐進， 較好地控制氣竄， 選擇性地進行壓裂或酸化等分層作3.2 注采工藝在注采工藝方面，主要包括注采完井管柱、儲氣庫動態(tài)監(jiān)測、 油套管防腐、 儲層改造等方面內(nèi)容， 其中注采完井管柱設(shè)計是注采工 藝的核心部分，通過對相應(yīng)區(qū)塊不同管柱注采能力的分析優(yōu)選出合適 的完井油管，并根據(jù)完井需要為注采完井管柱配置相應(yīng)功能的井下工 具，以實現(xiàn)儲氣庫正常運行、安全需要，以及對儲氣庫的監(jiān)測、儲層 改造等工藝措施。3.2.1 注采能力分析完井油管尺寸的選擇通過對區(qū)塊的注采能 力分析實現(xiàn)。儲

7、氣庫建設(shè)在原則上要保持大通徑生產(chǎn)通道以滿足大規(guī)模的注 采氣需求， 但井筒中氣體流速過高會迅速沖去油管氧化層， 使得未被 腐蝕的內(nèi)壁裸露于含酸性氣體的天然氣流中， 即沖蝕作用， 天然氣流 的連續(xù)腐蝕和沖蝕作用將加劇油管的破損； 對于華北碳酸鹽巖裂縫性 油氣藏來說， 因其在原氣藏開發(fā)生產(chǎn)的后期氣水界面上升， 地層中含 水量增大，改建地下儲氣庫后，盡管通過注氣降低了氣水界面，但在 采氣過程中不可避免的有液體需攜帶出來， 若氣體流速低于臨界攜液 流速，則不能提供足夠的能量使井筒中的液體連續(xù)攜帶至井口， 氣井 將開始積液，井筒積液將增加井底回壓，降低氣井的生產(chǎn)能力，井筒 積液量過大儲氣庫將發(fā)生水淹而無法

8、正常運行。 因此在碳酸鹽巖裂縫 性油氣藏改建地下儲氣庫的注采能力分析過程中， 必須與實際生產(chǎn)制 度、井口外輸壓力等協(xié)調(diào)一致，通過對地層條件、注采研究，根據(jù)兩 相管流計算， 對不同尺寸油管流入流出動態(tài)進行分析， 對油管的沖蝕 情況進行分析， 并保證在所要求的氣量下生產(chǎn)可以將井底液體攜帶出 井口，此外油管尺寸的選擇還需滿足儲氣庫應(yīng)急調(diào)峰的需求。3.2.2 完井工藝管柱儲氣庫的運行與常規(guī)氣井相比，多了注氣 環(huán)節(jié)，完井管柱需承受交替性應(yīng)力變化、高低壓力、溫度變化。在完井工藝管柱設(shè)計時，通過對完井管柱在注氣、采氣等不同 工況條件的受力情況進行分析， 選擇合適的封隔器進行完井。 一般來 說儲氣庫的完井管柱

9、交替應(yīng)力變化較大， 管柱變形量大， 為保證儲氣 庫的運行安全和使用壽命， 建議采用永久式封隔器完井工藝管柱。 同 時，管柱上配有滑套進行循環(huán)洗壓井，替空環(huán)空保護液，配有井下安 全閥與封隔器配合實現(xiàn)安全關(guān)井，以及因進口、地面發(fā)生為破壞、自 然災(zāi)害、設(shè)備失效等異常情況氣井失控， 配有坐落接頭進行管柱試壓、 坐封封隔器等，配有儀表掛可懸掛壓力、溫度等監(jiān)測儀器。對于華北 碳酸鹽巖裂縫性油氣藏改造的地下儲氣庫來說， 不僅要保證注采工藝 管柱功能的需求， 還需考慮管柱帶液生產(chǎn)所造成的腐蝕情況， 一般對 井下工具材質(zhì)的選擇要高于油管材質(zhì)。某潛山凝析氣藏是一個具有底水的帶油環(huán)的塊狀碳酸鹽巖凝析氣藏，裂縫發(fā)育。

10、部署 3 口水平注采氣井，并安排觀察井、監(jiān)測井對 地層溫度壓力進行監(jiān)測。設(shè)計采用水平井 7 套管完井，完井深度約 為 5000 米。其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表 1 所示：運用節(jié)點分析法對該儲氣庫采 用 27/8 、 31/2 和 41/2 油管的流入流出動態(tài)、沖蝕、攜液情況 進行分析，通過計算該儲氣庫水平井單井采氣量為 60104m3/d 時， 27/8 油管會發(fā)生沖蝕， 單井采氣量為 10104m3/d時，41/2 的油 管無法攜液。進一步分析計算出各管柱最大不沖蝕產(chǎn)量及最小攜液產(chǎn) 量，如表 2 所示。水平井推薦選擇 31/2 油管，在運行過程中產(chǎn)氣 量應(yīng)控制在 8.9 104m3/d77104m3/d之間，否則該管柱會發(fā)生沖 蝕或?qū)o法攜液。本文對碳酸鹽巖油氣藏改建儲氣庫井筒防水淹完井注采工程技 術(shù)進行了探討，得出以下結(jié)論：1 ）碳酸鹽巖油氣藏改建