工藝技術(shù)_凝析氣藏采氣配套工藝交流

凝析氣藏采氣配套工藝交流 2009 9 白廟氣田排液采氣現(xiàn)狀 先后采用了小油管 機(jī)抽 橇裝氣舉 柱塞氣舉 超聲波霧化和增壓氣舉排液采氣等工藝技術(shù) 保證低壓低產(chǎn)氣井穩(wěn)定生產(chǎn) 采用低傷害壓井液進(jìn)行氣井作業(yè) 降低壓井對(duì)地層的污染 應(yīng)用射孔 氣舉一體化管柱 減小作業(yè)成本和對(duì)地層的污染傷害 開展了注氣吞吐治理反凝析污染試驗(yàn) 降低反凝析液對(duì)近井地帶污染 白廟氣田排液采氣現(xiàn)狀 下步重點(diǎn)進(jìn)一步完善多級(jí)氣舉管柱 選井試驗(yàn)小直徑管排液工藝技術(shù) 解決氣舉時(shí)部分積液壓回氣層造成二次污染 試驗(yàn)閉式氣舉小套管氣井氣舉管柱配套近井地帶反凝析污染治理 排液采氣技術(shù) 主要技術(shù) 同心管排液采氣技術(shù)壓裂氣舉一體化管柱復(fù)雜特殊結(jié)構(gòu)井氣舉工藝 縮小管徑加深管柱注重氣層保護(hù) 同心管技術(shù) 在原有生產(chǎn)管柱的基礎(chǔ)上 加入小直徑管 并加深到目的層位 增大低產(chǎn)井氣體流速 提高攜液能力 原管柱 空心桿 低壓氣井采氣關(guān)鍵 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)原理 低壓低產(chǎn)氣井同心管采氣可依靠地層自身能量達(dá)到低水平穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)同心管泡排 氣舉 泡排 氣舉及洗鹽等工藝措施 提高排液 洗鹽效果能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)套管環(huán)空 桿管環(huán)空和空心桿向井內(nèi)注氣或注化學(xué)藥劑 并且作為氣液從井底到地面的通道采用空心抽油桿代替小油管 與小直徑氣舉閥等配合使用 可實(shí)現(xiàn)深層氣藏閉式氣舉 避免氣舉對(duì)產(chǎn)層污染 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)特點(diǎn) 應(yīng)用范圍 同心管采氣同心管泡排同心管氣舉同心管氣舉 泡排同心管深部位洗鹽 懸掛器 空心桿 73mm 89mm油管 同心管排液采氣技術(shù) 空心桿采氣 低產(chǎn) 產(chǎn)液量小的氣井 日產(chǎn)氣量2000m3 d原油管直徑為內(nèi)徑62mm 76mm 井況良好無(wú)出砂史 蠟 垢 注 以上是按照油田常用空心桿尺寸 內(nèi)徑26mm桿 接箍50mm 考慮與原油管的匹配設(shè)計(jì)的選井原則 有待根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況修正 對(duì)于4000m3 d的井 可選擇外徑42mm 48mm 接箍60mm 62mm 的空心桿 原油管內(nèi)徑要求76mm 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)適用性分析 與 73mm油管匹配的空心桿采氣工藝 空心桿管流壓力損失與連續(xù)攜液能力分析 根據(jù)空心桿管流壓力損失 計(jì)算空心桿 桿管環(huán)空摩阻壓力損失計(jì)算低產(chǎn)井連續(xù)攜液能力 節(jié)點(diǎn)分析和攜液能力確定空心桿桿徑空心桿桿柱組合設(shè)計(jì) 不同尺寸空心桿摩阻損失對(duì)比圖 同一管徑下 摩阻損失隨著氣量增加逐步增加 5000m3 d以下 摩阻損失很小 超過(guò)10000m3 d 摩阻損失顯著增加同一氣量下 管徑越大 摩阻損失越小 26mm 25 4mm桿摩阻損失較小同一氣量下 22mm的桿管環(huán)空采氣摩阻損失最小 不同井口壓力下桿 桿管環(huán)空尺寸對(duì)最小攜液氣量的影響 內(nèi)徑62mm油管條件下 2000 3000m3 d采用 24 26mm桿生產(chǎn) 內(nèi)徑76mm油管條件下 3000 7000m3 d采用 30 37mm桿生產(chǎn) 節(jié)點(diǎn)分析和攜液能力確定空心桿桿徑 24mm 25mm桿協(xié)調(diào)產(chǎn)量相近 低產(chǎn)井選擇內(nèi)徑25mm的空心桿柱 相應(yīng)規(guī)格采用 36 5 5mm 與 73mm油管匹配的空心桿采氣工藝 空心桿桿柱組合設(shè)計(jì) 桿 接箍 所承受的拉力為桿自身重力 采用 36 5 5mmD級(jí)空心抽油桿 按最大井深4000m計(jì)算 空心桿質(zhì)量不超過(guò)18t 端部采用鐓粗接頭或者摩擦焊制造 抗拉強(qiáng)度達(dá)到40t 采用D級(jí)桿可以滿足采氣和排液需要 36 5 5mm空心桿 73mm油管 篩管 桿堵 與 73mm油管匹配的空心桿采氣工藝 有產(chǎn)能 但不能穩(wěn)定帶液的氣井 逐漸積液的減 停產(chǎn)井產(chǎn)液量小 產(chǎn)液類型以水為主井內(nèi)流體無(wú)砂粒和不潔物 以免堵塞空心桿對(duì)于井況和流體狀況良好的氣井 可加大空心桿下深 提高泡排效果 空心桿泡排 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)適用性分析 同心管泡排工藝 泡排參數(shù)優(yōu)化 加藥量 建立了同心管積液量計(jì)算模型 根據(jù)井筒積液高度和積液量 注入濃度計(jì)算加注量 加藥量 井筒積液量 加藥濃度同心管井筒積液量 Q Q底 Q大 Q小 Q桿 泡排參數(shù)優(yōu)化 空心桿下深超出原油管 建議采用桿注 可快速降低深部位液體密度 減少關(guān)井反應(yīng)時(shí)間 空心桿下深在原油管內(nèi) 采用桿管環(huán)空泵注 空心桿排液 加注工藝 同心管泡排工藝研究 低壓低產(chǎn) 積液氣井 日產(chǎn)氣量4000m3 d左右適用 89mm油管 井況良好 原油管無(wú)變形壓裂投產(chǎn)井 采用 89mm油管壓裂后 不噴 產(chǎn)能不理想的氣井 空心桿閉式氣舉 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)適用性分析 低壓低產(chǎn) 積液氣井 日產(chǎn)氣量4000m3 d左右適用 89mm油管 井況良好 原油管無(wú)變形壓裂投產(chǎn)井 采用 89mm油管壓裂后 不噴 產(chǎn)能不理想的氣井 空心桿閉式氣舉 同心管排液采氣技術(shù) 技術(shù)適用性分析 井口及工具配套 同心管采氣井口設(shè)計(jì) 同心管排液采氣技術(shù) 空心桿特殊四通采用原井口壓力級(jí)別 標(biāo)準(zhǔn)鍛造 采用錐座式懸掛器 空心桿四通座于大四通之上 法蘭連接 井口及工具配套 1 2 小直徑氣舉閥 同心管排液采氣技術(shù) 井口及工具配套 閉式氣舉專用單流閥 同心管排液采氣技術(shù) 總長(zhǎng)度 910mm聯(lián)接空心抽油桿螺紋KG19 16內(nèi)孔 24mm 最大寬度 68mm配置 16氣舉閥聯(lián)接氣舉閥螺紋Z1 4 18HSS進(jìn)氣通道 8mm 空心桿氣舉工作筒與2 油管氣舉工作筒對(duì)比圖 井口及工具配套 閉式氣舉專用單流閥 同心管排液采氣技術(shù) 外形尺寸 114 3 360mm球 38mm球座通徑 30mm閥體堵帽連接油管螺紋 31 2 UPTBDG打撈直徑 25mm投閥座封重量 7kg 設(shè)計(jì)應(yīng)用 同心管排液采氣技術(shù) 文31氣井空心桿排液采氣工藝設(shè)計(jì) 目前井下管柱圖 原始地層壓力 38MPa目前地層壓力 4 6MPa 估計(jì) 原油管 89mm管柱 環(huán)空固死生產(chǎn)方式 依靠自身能量排液油壓 0 85MPa日產(chǎn)氣量 0 19萬(wàn)方不含H2S CO2含量1 存在問(wèn)題 目前采用 89mm油管生產(chǎn) 帶液困難 產(chǎn)能低 空心桿 42 6mm D級(jí)35COMn鋼下深2960m接箍 耐老化飽和丁腈密封圈密封 耐溫 120oC 88 9mm油管 110mm喇叭口2795 31m 2807 8m 2987 4m 42mm小直徑管 60mm喇叭口遇阻位置以上20m 人工井底3014 18m 魚頂不詳 環(huán)空水泥灰面2308 0m 完井管柱圖 文31井小直徑管柱設(shè)計(jì) 同心管排液采氣技術(shù) 目前井下管柱圖 人工井底3642m 原始地層壓力 33MPa目前地層壓力 29MPa原油管 73mm油管 內(nèi)有柱塞 卡定器生產(chǎn)方式 柱塞壞 目前間歇生產(chǎn)油壓 9MPa套壓 17MPa日產(chǎn)氣量 0 0378萬(wàn)方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)H2S等有毒氣體砂面需現(xiàn)場(chǎng)落實(shí)存在問(wèn)題 井底積液 低能 間開生產(chǎn) 卡定器2975 82m 3307 5m 3373m 砂面3396 76m 73mm油管3286m 設(shè)計(jì)應(yīng)用 同心管排液采氣技術(shù) 文213 2氣井空心桿排液采氣工藝設(shè)計(jì) 空心桿 36 6mm D級(jí)35COMn鋼下深3370m接箍密封 采用耐老化飽和丁腈密封圈密封 耐溫 120oC 36mm小直徑管 50mm喇叭口3370m 人工井底3642m 完井管柱圖 文213 2井小直徑管柱設(shè)計(jì) 3307 5m 3373m 砂面3396 76m 73mm油管 93mm喇叭口3000m 同心管排液采氣技術(shù) 設(shè)計(jì)應(yīng)用 文69 6空心桿排液采氣設(shè)計(jì) 同心管排液采氣技術(shù) 目前地層壓力未測(cè)估計(jì)7 9MPa生產(chǎn)方式 目前間歇生產(chǎn) 36mm小直徑管 50mm喇叭口遇阻位置以上20m 人工井底3172 4m 3002 4m 3072 9m 砂面現(xiàn)場(chǎng)落實(shí) 73mm油管 93mm喇叭口2960m 空心桿 36 6mm D級(jí)35COMn鋼下深3050m接箍密封 采用耐老化飽和丁腈密封圈密封 耐溫 120oC 9月1日作業(yè)下入空心桿 目前正在排液 空心桿注氣 小環(huán)空排液為主 壓裂氣舉一體化管柱 技術(shù)原理 油氣井壓裂作業(yè)前 將氣舉閥按設(shè)計(jì)連接在壓裂管柱上 下入油氣井 壓裂作業(yè)后 向套管環(huán)空注入高壓天然氣 氣舉閥開始卸載 在卸載過(guò)程中 由于氣舉放大了生產(chǎn)壓差 使壓裂液能夠快速的返排到地面 壓裂作業(yè)壓力可達(dá)60MPa 氣舉閥可承受90MPa外壓采用專用氣舉閥和工作筒實(shí)現(xiàn) 壓裂 氣舉一體化管柱 減少一次作業(yè)過(guò)程 有效保護(hù)新投產(chǎn)層產(chǎn)能和措施增產(chǎn)效果 技術(shù)特點(diǎn) 壓裂氣舉一體化管柱 應(yīng)用范圍 壓裂后需快速返排的油氣井 3 油管 壓裂投產(chǎn)的氣井井深4500米以下積液氣井 壓裂氣舉一體化管柱 耐高壓氣舉閥 配套工具 壓裂氣舉一體化管柱 焊縫光滑平整 無(wú)裂縫及氣泡等缺陷 氣舉閥耐壓 90MPa氣舉閥耐溫 160 壓裂氣舉工作筒 配套工具 壓裂氣舉一體化管柱 外徑 115 3mm通徑 復(fù)雜特殊結(jié)構(gòu)井氣舉工藝 技術(shù)原理 對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)井 常規(guī)的氣舉管柱受到很大程度局限改進(jìn)加工小氣舉閥 內(nèi)置式工作筒 外徑尺寸滿足井況要求 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜特殊結(jié)構(gòu)井氣舉排液采氣 技術(shù)特點(diǎn) 應(yīng)用范圍 4 套管井 套變井 大斜度井 復(fù)雜特殊結(jié)構(gòu)井氣舉工藝 配套工作筒 總長(zhǎng)度 750mm內(nèi)孔直徑 42mm外徑 80mm偏心距 6工作筒聯(lián)接螺紋 23 8UPTBG氣舉閥聯(lián)接螺紋 1 4 18NPT 復(fù)雜特殊結(jié)構(gòu)井氣舉工藝 白17補(bǔ)孔氣舉管柱 生產(chǎn)層位S3中3 4生產(chǎn)井段3605 7 3671 0m套管變形3924 04m油套101 6 7 8 內(nèi)徑86mm 下深2094 58 4070 8m27 8 23 8 復(fù)合管柱帶1 2 氣舉閥內(nèi)置式工作筒外徑80mm測(cè)試工具下入正常 目前排液恢復(fù)生產(chǎn) 設(shè)計(jì)應(yīng)用 73mm 2000m 60mm 1740m 抓住兩個(gè)規(guī)律 氣井積液規(guī)律和遞減規(guī)律做到兩個(gè)堅(jiān)持 堅(jiān)持氣井工作制度不能隨便更換 堅(jiān)持在露點(diǎn)壓力以上穩(wěn)定生產(chǎn) 實(shí)現(xiàn)三個(gè)轉(zhuǎn)變 排液由井筒排液向解除近井地帶的污染轉(zhuǎn)變 更換舉升方式由被動(dòng)向主動(dòng)方向轉(zhuǎn)變 排液由搶救型排液轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄆ诰S護(hù)性排液 排液采氣工藝技術(shù)思路 主要建議 采用半閉式氣舉排液管柱 開展解除近井地帶反凝析污染 控制有效排液深度 優(yōu)化排液周期 反凝析污染治理 中原油田凝析氣藏的特點(diǎn) 氣層埋藏深 含氣井段長(zhǎng)多為致密 低孔 低滲的凝析氣田氣藏地露壓差小單井控制儲(chǔ)量小氣井出液普遍凝析氣藏穩(wěn)產(chǎn)期短 反凝析堵塞機(jī)理 反凝析堵塞機(jī)理研究 井筒附近的油氣兩相可動(dòng)區(qū) 中間部分的油相不可動(dòng)而氣相可動(dòng)的區(qū)域 外部的單相氣區(qū) 反滲析水鎖堵塞機(jī)理研究 當(dāng)?shù)貙铀蚰鏊疅o(wú)法被氣流攜帶出井筒時(shí) 將形成井底積液 開關(guān)井時(shí) 井底積液在井筒回壓 儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性和微孔隙毛細(xì)管壓力作用下 可能會(huì)向中低滲儲(chǔ)層的微毛細(xì)管孔道產(chǎn)生反向滲析 形成 反滲析水鎖 水鎖的存在進(jìn)一步堵塞了氣體的滲流通道 降低氣相滲透率 加劇近井地層的傷害 近井地帶液相飽和度增加氣相滲透率下降凝析氣相態(tài)發(fā)生變化 反凝析污染和水鎖效應(yīng)的結(jié)果 凝析氣反凝析動(dòng)態(tài) 導(dǎo)致 氣井產(chǎn)能急劇下降 產(chǎn)量下降到投產(chǎn)初期一半時(shí)歷時(shí)時(shí)間 反凝析污染技術(shù) 國(guó)內(nèi)外提高凝析氣井產(chǎn)能的主要技術(shù) 循環(huán)注氣單井注氣吞吐 主要包括注干氣 CO2 富氣 氮?dú)獾?注互溶劑 甲醇 乙醇等 注甲醇 其他氣體 氮?dú)?CO2 干氣等 水力壓裂預(yù)熱地層 電磁加熱 循環(huán)注氣主要適用于儲(chǔ)層連通性好的 處于開發(fā)初期 反凝析污染程度低的凝析氣藏 其原理是保壓氣驅(qū) 或混相段塞驅(qū) 開采 單井吞吐注氣適用于衰竭式開采中后期 儲(chǔ)層連通性差 反凝析嚴(yán)重的低滲凝析氣藏 其原理是部分蒸發(fā)凝析油或把凝析油擠往地層較遠(yuǎn)處而增產(chǎn) 在中后期為提高凝析油采收率的方式 單井注氣減小凝析氣井反凝析 反滲析污染 可消除凝析氣井近井地層反凝析堵塞 作用機(jī)理 靠部分蒸發(fā)和把凝析油擠往地層較遠(yuǎn)處來(lái)擴(kuò)大氣相滲流通道 即注入的干氣與地下濕氣混合后 使地層中的氣體干度增加 從而可通過(guò)對(duì)凝析油的超臨界抽提和多級(jí)接觸近混相驅(qū)替 使部分反凝析油蒸發(fā)或通過(guò)降低油氣界面張力把凝析油推向地層遠(yuǎn)處 降低近井地層的反凝析油飽和度 使地層中反凝析現(xiàn)象減弱 甚至消失 但干氣難以有效地將反滲吸水推向地層遠(yuǎn)處 因此只用干氣處理氣井近井地帶的效果并不理想 單井注干氣吞吐 富氣包括脫了凝析油后富含C3 C4及寬餾分輕烴的C1混合物 作用 可以大大的降低氣體凝析油的界面張力 同時(shí)由于溶解了中間烴組分 增加了凝析油的流動(dòng)性 俄羅斯的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)證明 用富氣處理井底 可采出35 析出在近井地帶的凝析油 與注富氣相比 注干氣只能采12 15 析出的凝析油 若注入的干氣或富氣再加溫預(yù)熱 效果會(huì)更好 注富氣 CO2的相對(duì)密度為1 977 化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定 具有較高的溶解度和流動(dòng)性 作用 低滲透凝析氣藏注入CO2不僅能保持地層壓力 阻止反凝析 而且能增加凝析油體積 提高烴類總采收率 采出的凝析油氣經(jīng)地面設(shè)備分離后 再回注到儲(chǔ)層既可節(jié)約凝析氣藏開采的氣源成本 又可使大氣環(huán)境得到保護(hù) CO2易溶于水且略呈酸性 可起到提高儲(chǔ)層滲透性 解除地層堵塞的目的 但CO2的使用受資源限制 并具一定的腐蝕性 在無(wú)氣源情況下實(shí)施具有一定的局限性 注二氧化碳 研究表明 注氮?dú)馓岣卟墒章史椒ㄊ禽^有潛力的提高采收率技術(shù)之一 作用 氮?dú)饽苓M(jìn)入水所不能進(jìn)入的低滲透層段 可將低滲透帶處于束縛狀態(tài)的原油驅(qū)替成為可流動(dòng)的原油 對(duì)原油產(chǎn)生 抽提 或 攜帶 作用 氮?dú)庥捎谟辛己玫目蓧嚎s性和膨張性 能量釋放時(shí)具有良好的解堵 助排 驅(qū)替和氣舉等作用 它的這種作用有助于克服毛管力的束縛 從而降低水鎖效應(yīng) 帶出反滲吸水 注氮?dú)?水力壓裂減輕凝析氣井反凝析污染 優(yōu)點(diǎn) 水力壓裂可以增加近井地層流動(dòng)壓力 減少壓降 明顯擴(kuò)大有效的流入范圍 使氣井能保持高的井底壓力生產(chǎn)很長(zhǎng)一段時(shí)間 推遲井眼附近凝析液的聚集 不足 水力壓裂產(chǎn)生的裂縫容易閉合 而且壓裂液也會(huì)通過(guò)滲析方式沿裂縫兩側(cè)的基巖面侵入地層 增加水相飽和度 堵塞基巖上的孔隙通道 產(chǎn)生反向吸吮的水鎖效應(yīng) 從而降低壓裂效果 這一現(xiàn)象對(duì)低滲儲(chǔ)層尤為明顯 預(yù)熱地層法減輕凝析氣井反凝析污染 該方法適用于解除水鎖傷害 是通過(guò)一種專有的井底傳輸油管加熱工具注入氣體直接加熱井底近井地帶目的層 該目標(biāo)層的厚度一般是2m 徑向深度為l 5 2m 加熱該目標(biāo)層 從而使其井筒附近的溫度超過(guò)500 其目的是對(duì)反滲吸水進(jìn)行超臨界抽提 這種方法能有效地解除由于鉆井及完井液的清水造成的淺層氣層中次目標(biāo)層的水鎖傷害 注甲醇 氣體段塞減輕凝析氣井反凝析 反滲析污染 甲醇是一種易揮發(fā)的有毒極性液體 能與水 乙醇 乙醚和大多數(shù)其它有機(jī)溶劑混溶 在凝析液中也能溶解 因此它可以作為驅(qū)替近井地帶反凝析液 水的一種雙效溶劑 存在反凝析堵塞的低滲透儲(chǔ)層經(jīng)過(guò)甲醇處理后 其生產(chǎn)能力 采氣指數(shù)都有所提高 如果注入足夠的甲醇 就可通過(guò)多次混相驅(qū)油作用除去儲(chǔ)層中的水和凝析油 甲醇的性質(zhì) 作用 在注氣吞吐之前先注入一定量的甲醇溶液前置段塞來(lái)解除反凝析油和反滲析水鎖產(chǎn)生的地層堵塞 以改善注氣吞吐 提高凝析氣井產(chǎn)能的效果 預(yù)先注入的甲醇溶液前置段塞 進(jìn)入毛細(xì)孔隙中能降低界面張力 改變流體相態(tài)特性 進(jìn)而改善氣液相的流動(dòng)持性 可將近井帶的凝析液 水推向地層遠(yuǎn)處 進(jìn)入段塞之后再注入干氣 并關(guān)井浸泡一段時(shí)問(wèn) 這樣干氣與地下濕氣混合后 使地層中的氣體干度增加 使凝析油產(chǎn)生再蒸發(fā)而含量下降 使地層中反凝析現(xiàn)象再次減弱 整個(gè)驅(qū)替過(guò)程可進(jìn)一步提高氣桕滲透率 使氣井產(chǎn)能得到改善 中原油田解除反凝析污染的研究 甲醇與地層水的配伍性實(shí)驗(yàn) 目的 注入甲醇過(guò)程中 地層水與甲醇相遇后是否出現(xiàn) 鹽析 而堵塞地層 給地層帶來(lái)不可恢復(fù)的附加污染和傷害 實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明 在室溫和一個(gè)大氣壓條件下 甲醇和中原油田凝析氣藏取出的地層水以任意比例混合均未發(fā)生分相和固相沉積 此外 由于隨著溫度增加 地層水溶解度 溶鹽能力 增加 而壓力增加不會(huì)發(fā)生鹽析而傷害地層 所以可以得出結(jié)論 對(duì)于中原油田凝析氣藏 在地層條件下甲醇的注入不會(huì)使地層水產(chǎn)生鹽析現(xiàn)象 常巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn) 目的 檢驗(yàn)低滲凝