连续油管排水采气技术及其在广安002-H1-2井的应用.pdf

第 3 4卷第 1 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 连续油管排水 采气 技术 及其在广 安 0 0 2一H 12井的应 用 李相宏陶小红张友彩陈林 ( 中国石油西南油气田公司川中油气矿) 摘要通过概述连续油管发展现状及其应用情况， 提出在有水气藏开采中后期 ， 使用合理管径的连续油管 作为生产管柱进行排水采气， 具有施工难度小、 作业成本低、 不伤害储层的优点 ， 详述了连续油管排水采气技术在 广安0 0 2一H I一 2井的应用情况和取得的效果， 为广安气 田提供了一种新的可适用的排水采气工艺选择。图2表2 参6 关键词 有水气藏携液能力 连续油管排水采气 0 引言 在有水气藏开采中、 后期 ， 由于产层压力下降、 气 井产水量增加 ， 加之部分气井生产管柱不合理 ， 井筒 携液能力变差导致井底积液严重， 产出水不能及时排 出， 从而造成气井 自喷能力变差甚 至停喷 ， 严重影响 气井的正常生产 J 。连续油管 目前 已广泛地应用于 钻井、 完井、 采油、 修井等油气井施工作业的各个领 域， 与常规压井更换管柱相 比， 下人连续油管为生产 管柱 ， 可避免压井造成气层伤害和油管段落 的风险， 作业简单易行， 气井可在短时间内恢复生产。 1 连续油管工艺技术 连续油管又称为挠性油戳 ， 蛇形管或盘管 ， 它可 缠绕在大直径卷筒上 ， 由若干段钢带斜接在一起 ， 是 经轧制成 型焊接而成 的无接头 连续管【 2 。 目前连 续油管的尺寸逐步向大尺寸方 向发展 ， 外径 由最初 的 1 2 7 m m发展到现在 的 1 6 8 4 mm， 同时强度也在 提高， 由普通碳钢发展到合金钢、 复合材料， 强度超 过 I O 0 0 MP a 。 长期以来， 连续油管广泛用于清蜡、 冲砂洗井、 诱喷助排、 酸化、 负压射孔、 侧钻等工程作业 3 】 ， 近 几年， 连续油管作为生产管柱对有水气藏进行的排 水采气试验取得了较好 的效果 ， 已陆续进入现场应 用阶段 J 。 2 连续油管排水采气作业 在不动原有井下生产管柱 的情况下 ， 将连续油 管从原生产管柱内下入产层 中部， 利用地层 自身能 量将气水产物通过连续油管或连续油管与原有生产 管柱之间的环形 空间从井底举升至井 口， 从 而实现 气井带水生产， 是连续油管排水采气的基本原理。 其生产方式有 3 种： 用连续油管和环空同时作生 产管柱进行排水采气生产 ； 连续油管和环空 同时 作生产通道生产； 利用连续油管通道作加注泡排 剂通道， 连续油管与原油管环空采气。第种方式 为 目前连续油管排水采气工艺的主要生产方式。 施工前需要进行连续油管管径优化及连续油管 作业车、 井口装置等作业工具的选型， 选择适合 目 标 气井境况的连续油管管径及作业设备 5 。连续油 管排水采气作业流程如下 ： ( 1 ) 关闭采气井 口 1 阀 ， 将此 阀以上装置放空 卸压并拆掉。 ( 2 ) 在 1 阀上安装连续油管井口悬挂器、 悬挂作 业操作窗、 井口防喷器等装置， 并采用液氮泵车试压。 ( 3 ) 用连续油管堵塞器将连续油管底端堵死， 防止连续油管人井过程中井内流体和井内脏物进入 连续油管。 ( 4 ) 打开采气井 口 l 阀， 用连续油管作业车将 连续油管下人储层中部， 下人过程中注意控制下人 作者简介李相宏， 男， 1 9 8 4年出生， 助理工程师， 硕士； 2 0 0 8 年毕业于中国石油大学( 北京) 油气田开发工程专业并获工学硕士学位， 主要 从事油气田开发研究工作。地址： ( 6 2 9 0 0 0 ) 四川省遂宁市二井沟川中油气矿勘探开发研究所。电话： ( 0 8 2 5 ) 2 5 1 6 2 6 9 ， 1 3 0 8 8 1 6 5 8 1 8 。E m a i l ： c h i n a l x h d 1 2 6 e o m 5l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 天 然 气 勘 探 与 开 发 2 0 1 1 年 1 月出版 速度并测悬重 。 ( 5 ) 启动井 口悬挂器 内的密封环 ， 密封连续油 管与原有油管的环形空间， 放空卸掉悬挂器以上装 置内的压力。打开悬挂作业操作 窗， 启动井 口悬挂 器内的卡瓦将连续油管悬挂在井1= 1 悬挂器上， 要求 缓慢下放连续油管至悬重降到零 。 ( 6 ) 当连续 油管 已可靠地 悬挂在井 口悬挂器 上 ， 并与原有油管的环形空间密封好后 ， 在合适的位 置割断连续油管 ， 拆掉悬 挂作业操作窗 以上装置。 将拆去的采气井 口 1 阀以上装 置安装 在井 口悬挂 器上( 图 1 ) 。 ( 7 ) 使用高压制氮车向连续油管内加注氮气， 将连续油管底端堵塞器蹩掉， 开井放喷至氮气排净 后投入正常生产。 图 1 连续油管井口装置图 3 现场应用 分离器 广安气田气水关系复杂， 产层表现出气水同产 的特征， 气水边界不十分明确， 但在一定程度上遵从 气水重力分异规律 ， 气井普遍产水 ， 且单井产水差异 大。由于部分气井生产管柱不合理导致气井携液能 力差， 随着生产时 间的延续 ， 气井 间开、 停喷的井数 增多， 气田产量递减加快 ， 若不治理将严重影响气 田 的正常生产。而广安气 田须 家河气藏为常压气藏， 经过多年生产， 目前地层压力系数已降至 0 7左右， 常规更换生产管柱必须压井作业， 极易造成气井复 活困难。选择连续油管排水采气技术在该气田的广 安0 0 2 一 H 1 2 井进行现场试验。 3 1 气井概况 广安0 0 2 一 H 1 2 井位于广安构造大兴场高点 北冀， 2 0 0 7年 9月 1 2日钻至 T 3 x 。 储层完钻 ， 井深 3 1 5 0 m， 该井为一 口水平井 ， 水平段长 8 0 0 m， 采用裸 眼完井 ， 完井后对井段 2 8 4 4 6 m 一 2 1 5 7 1 m进行连 续油管分级加砂压裂后测试， 在套压 1 0 5 6 M P a ， 油 5 2 压 0 0 5 MP a的条 件 下 ， 获 测 试 日产 气 1 6 5 3 3 X 1 0 m ， 不产水 ， 单井控制储量 1 3 31 0 。 m。 。 该井于 2 0 0 8年 1月 1 3日投产 ， 原生产管柱为 上部 8 8 9 mm油 管下至 8 0 2 5 m， 下部 研 3 0 m m 油管下至2 0 8 8 9 1 m， 初期以定产降压方式生产， 产 量高且较为稳定 ， 日产气量在 1 01 0 m 左右 ， 日产 水 2 0 m 3 0 m ， 油压 、 套压下降平缓 ， 表明投产初期 即表现出地层产水特征。2 0 0 8年 5月 ， 由于油压降 至接近输压， 该井开始调低产量以定压降产方式生 产 ， 油压保持在 5 5 M P a ， 日产 气量在 41 0 r t l 。左 右 ， 日产水降至 6 m。 。到 2 0 0 9年 3月， 因地层能量 下降， 原有生产管柱携 液能力变差 ， 日产气量降至 2 21 0 m。 ，日产水降至2 m 。 ， 累产气0 2 4 1 0 。 m 。 。 考虑到该井 目前采出程度仅为 1 8 o 4 ， 仍有剩余 储量 1 0 91 0 m。 ， 但 目前井底流压仅有 8 3 7 MP a ， 地层能量低 ， 常规压井更换生产管柱施工难度较大， 因此计划在该井原有生产管柱中下人连续油管开展 排水采气试验。 3 2 管径优化及设备选型 使用连续油管作为有水气井的生产管柱， 首先 需要对连续油管的管径进行优化计算 ， 这里使用椭 球模型计算广安 0 0 2 一 H I 一 2井使用不同管径油管 所对应 的携液临界流量 L 6 J 。 式中 ： 气体携液的临界流速 ， m a ； 一 相应的气井携液临界流量， 1 0 m d ； p l 一液体密度， k r , m ； 气体密度， k g m ； 一 气液界面张力， N m。 考虑到温度增加 ， 携 液临界流量降低 ， 压力增 大， 携液临界流量增大， 结合该井 的实际情况， 计算 压力为 1 0 M P a ， 温度 为 O C时该 井油管的携液临界 流量， 得到内径为 3 2 5 m m、 4 2 8 m m、 5 0 m m、 6 2 m m、 7 6 ra m的有关所对应的携液临界流量分别为0 9 1 l 0 m d、 1 2 0 1 0 m。 d 、 1 8 8 1 0。 m d 、2 8 5 1 0 m d 、 4 2 81 0 IT I d ， 考虑 到气井实 际产量 为 2 2 01 0 m d ， 气井生产期产量下降较快及井筒压 力损失 ， 拟采用外径 5 0 8 mm、 内径 4 2 8 m m的连续 油管作为该井生产管柱。 根据该井井况及优化后的连续油管管径， 对该 暗 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 4卷第 1 期 天 然 气 勘 探 与 开 发 井进行连续油管排水采气施工作业设备选型， 主要 设备包括井口装置 l 套( 表 1 ) 、 O 8 m m连续油管 作业主车、 辅车各 1台、 液氮泵车 1台。 表 1 广安 0 0 2一H1 2井连续油管施工井口装置 3 3 效果 评价 广安 0 0 2一H1 2井 于 2 0 0 9年 3月 2 6日在原 生产管柱 内下人连续油管 ， 3月 2 8日开井生产 ， 措 施前套 压 1 2 5 M P a ， 油 压 4 9 MP a ，日产 气 2 5 1 0 m ，日产 水 2 m。 ， 措 施 后 套 压 1 1 0 MP a ， 油 压 4 5 MP a ， 日产气 3 21 0 m ， 日产水 5 m ， 措施后油 套压差减小 ， 日产气增 加 0 71 0 m ， 日产水增加 3 m ， 截止 2 0 0 9年 1 1月 3 0日， 该井仍然连喷生产， 套压 1 0 5 M P a ， 油压 3 3 M P a ， 日产气 2 0 X1 0 m ， 日 产水 3 m。 ， 措施后 已累计产气 7 1 2 91 0 m 。 ， 产水 1 2 3 6 m。 ，表明连续油管排水采气在该井取得了较好 的试验效果( 表 2 ， 图 2 ) 。 表2 广安0 0 2一H 1 2井连续油管排水采气实施效果 l 6 一 皇 、 一 8 L 皿 0 图2 广安0 0 2一H1 2井更换连续油管前后采气曲线 4 结论与建议 ( 1 ) 使用连续油管在广安 0 0 2一H 1 2井进行 排水采气工艺试验取得 了较好 的实验效果 ， 表 明在 原有生产管柱 中下人连续油管作为地层能量较低的 小产水量气井的新生产关注是完全可行的。 ( 2 ) 使用连续油管作为生产管柱， 可以在不动 原有生产管柱的情况下施工 ， 可大大减少对储层的 伤害， 并缩短施工作业的时间， 降低生产成本。 ( 3 ) 为 了确保 连续 油管 下人后 的排水采气 效 果 ， 在施工前根据气井的压力、 产量等参数进行连续 油管管径的优化选型十分必要。 ( 4 ) 针对广安 0 0 2一H 12井投产 以来一直连 续产水 、 地层能量下降较快的现状 ， 建议生产后期采 用连续油管 +泡排的排水采气方式 ， 以延长该井 的 连喷生产期。 ( 5 ) 连续油管排水 采气试验 的成功 ， 为广安气 田提供了一种新 的可适用的排水采气工艺选择。 参考文献 I 金忠臣， 杨川东， 张守良， 等 采气工程 M 北京 ： 石油 工业出版社 ， 2 0 0 4， 1 5 21 5 8 2 王少力， 郑子元 连续油管国产化技术研究新进展 J 石油矿场机械 ， 2 0 0 8 ， 3 7 ( 8 ) ： 9 1 9 3 3 章传国连续油管的发展 J 宝钢技术， 2 0 0 7 ， 2 ： 2 6 2 9 4 黄艳， 余朝毅， 马辉运， 等 四川盆地气田排水采气工艺 技术研究与应用 J 钻采工艺， 2 0 0 8 ， 3 1 ( 5 ) ： 6 6 6 9 5 刘新会 连续油管设备及技术的发展 J 国外油田工 程 ， 2 0 0 7 ， 2 3 ( 6 ) ： 2 6 2 8 6 李闽， 孙雷 ， 李士伦 一个新的气井连续排液模型 J 天然气工业， 2 0 0 1 ， 2 1 ( 5 ) ： 6 1 6 3 ( 修改回稿 日 期2 0 1 0- 0 4 0 2 编辑文敏) 5 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m