摘要：針對澀北氣田第四系疏松砂巖氣藏長井段、多產(chǎn)層的地質(zhì)特征，開展了兩層、三層分層開采工藝管柱及配套的測試工藝和分層采氣配產(chǎn)優(yōu)化技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了該氣田長井段疏松砂巖氣藏防止氣井出砂和達(dá)到提高氣井產(chǎn)量的目的，形成了一項(xiàng)高效開發(fā)澀北氣田的特色采氣工藝技術(shù)。現(xiàn)場實(shí)施了油套分采工藝、同心集成式三層分采工藝和偏心投撈測試三層分采工藝技術(shù)共72口井，通過分采工藝技術(shù)的應(yīng)用，在控壓生產(chǎn)條件下，最大限度降低了層間跨度，有利于發(fā)揮不同氣層的生產(chǎn)能力，極大地提高了澀北氣田的單井產(chǎn)能。

關(guān)鍵詞：澀北氣田；分層開采；開采方式；測試；配產(chǎn)

    青海澀北氣田為典型的長井段多產(chǎn)層氣藏，且每層均具有較大的地質(zhì)儲(chǔ)量，具有多套開發(fā)層系，具有實(shí)施分層開采的潛力^[1]。由于地層膠結(jié)疏松，氣井在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制井底生產(chǎn)壓差，實(shí)行定井底生產(chǎn)壓差進(jìn)行生產(chǎn)，因此分層采氣工藝是最直接、最經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)工藝技術(shù)。

    通過不斷的試驗(yàn)攻關(guān)，澀北氣田分層開采工藝由一井兩段油套分采發(fā)展為三層開采，分采工具由永久式管柱發(fā)展為可打撈式工藝管柱，測試工藝由油套無法測試發(fā)展為測試聯(lián)作以至三層單芯電纜多路信號傳輸、太陽能供電、地面24h直讀甚至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等全套測試工藝(表1)。

油套分采工藝采用可取式封隔器密封工藝，通過一次作業(yè)完成封隔器的錨楚、密封及插管與插管座動(dòng)態(tài)密封，通過滑套開關(guān)實(shí)現(xiàn)油套連通，完成洗井、沖砂等工藝，并且可以隨時(shí)將封隔器取出實(shí)現(xiàn)更換管柱，由電纜完成分層測試，順利解決了油套分采工藝中生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的實(shí)施在線監(jiān)測技術(shù)難題(圖1)。

 

該管柱由Y341型封隔器、堵塞器及連通器等井下工具組成^[2]，其原理如圖2所示。

 

    澀北氣田先后進(jìn)行了3口井的同心集成式三層分采工藝現(xiàn)場試驗(yàn)，由于對澀北氣田生產(chǎn)特點(diǎn)認(rèn)識不足和氣層嚴(yán)重出砂，同心集成式分層采氣工藝對于澀北出砂氣田具有較大的局限性，主要原因如下：

    1) 同心集成式分層采氣工藝技術(shù)可行，但存在著現(xiàn)場打撈井下配產(chǎn)器時(shí)上提負(fù)荷大，存在鋼絲容易被拉斷的隱患。

    2) 配產(chǎn)器采用臺階定位的限位方式容易積砂，造成再次投送配產(chǎn)器時(shí)，配產(chǎn)器無法投送到位的現(xiàn)象。

    3) 對井下地質(zhì)情況認(rèn)識不清，氣嘴孔徑大小選擇不當(dāng)，氣井嚴(yán)重出砂，造成現(xiàn)場試驗(yàn)失敗。

    生產(chǎn)管柱主要由伸縮器+配產(chǎn)器+Y341封隔器+伸縮器+配產(chǎn)器+Y341封隔器+配產(chǎn)器+死堵組成，通過投撈氣嘴可調(diào)配各產(chǎn)層的氣量，分層測試可由電纜或地面投撈方式完成^[2]，三層分采工藝管柱圖如圖3所示。

 

    新澀試3井采用安裝井下偏心配產(chǎn)器及氣嘴控制生產(chǎn)壓差，進(jìn)行一井三層分采提高單井產(chǎn)量先導(dǎo)試驗(yàn)，作業(yè)后該井自下而上分別安裝Ø4.0mm、Ø4.5mm、Ø5.0mm氣嘴生產(chǎn)取得成功，測試瞬時(shí)產(chǎn)量24×10⁴～26.4×10⁴m³/a，井口壓力6.5MPa，試驗(yàn)后氣井產(chǎn)量穩(wěn)定在19.4×10⁴m³/d，目前產(chǎn)量4.64×10⁴～8.19×10⁴m³/d，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氣井動(dòng)態(tài)測試資料的井底監(jiān)測。

    采用可撈式封隔器密封工藝，通過一次作業(yè)完成封隔器的錨定、密封及插管與插管座動(dòng)態(tài)密封，通過循環(huán)洗井閥實(shí)現(xiàn)油套連通，完成洗井、沖砂等作業(yè)，并且可以隨時(shí)將封隔器取出實(shí)現(xiàn)更換管柱，通過電纜分層測試工藝技術(shù)在線監(jiān)測氣井動(dòng)態(tài)資料。

    油套分采技術(shù)工藝簡單、成本低、有效期長，是澀北氣田提高氣井單井產(chǎn)量的一項(xiàng)主要技術(shù)之一。澀北氣田的油套分采管柱結(jié)構(gòu)，主要由Y441插管封隔器+繩索式滑套開關(guān)+座封短節(jié)組成，可以實(shí)現(xiàn)一趟管柱完成封隔器座封、生產(chǎn)的工藝要求，油套分層開采及測試工藝管柱。

    該工藝自1998年應(yīng)用以來，到2007年12月底三大氣田累計(jì)推廣試驗(yàn)66口井，通過油套分采工藝的應(yīng)用，在控壓生產(chǎn)條件下極大地提高了氣田單井產(chǎn)能。根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，澀北一號氣田氣井平均單井產(chǎn)量3.2×10⁴m³/d，油套分采井平均產(chǎn)氣量6.3×10⁴m³/d；澀北二號氣田氣井平均單井產(chǎn)量3.6×10⁴m³/d，油套分采井平均產(chǎn)氣量7.3×10⁴m³/d，油套分采是目前澀北氣田一項(xiàng)主要的提高單井產(chǎn)量工藝技術(shù)。

    澀北氣田三層分采試驗(yàn)6口井，其中Y341封隔器+偏心配產(chǎn)器+電纜測試分采試驗(yàn)5口井，橋式偏心配產(chǎn)器投撈測試分采試驗(yàn)1口井(新澀4-8井)，氣井三層分采后單井產(chǎn)量平均提高93.11%^[4](表2)。

    澀北氣田三層分采工藝，受氣井出砂影響，投撈測試技術(shù)難度大，通過氣田5口三層分采試驗(yàn)井30井層的投撈氣嘴測試分析，井下氣嘴經(jīng)常刺壞，下部封隔器和配產(chǎn)器經(jīng)常出現(xiàn)砂埋現(xiàn)象。雖然經(jīng)過多次重復(fù)投撈測試，平均投撈測試成功率也僅有73%，而且5口三層分采試驗(yàn)井均進(jìn)行了更換管柱作業(yè)。

    經(jīng)過多年的先導(dǎo)性試驗(yàn)，澀北氣田分層開采工藝技術(shù)得到了不斷地完善和發(fā)展，雖然具備了分層采氣和分層測壓的功能，但仍存在一些問題。

    1) 油套分采井井口無法混輸，必須鋪設(shè)雙管線，增加了進(jìn)站管線；并且在站內(nèi)每口井必須有兩個(gè)入口，從而增加了建站壓力。

    2) 長期使用套管生產(chǎn)，會(huì)對套管強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響，再加上環(huán)空流速低，降低了氣井的攜砂、攜水能力，不利于套管產(chǎn)層產(chǎn)能的發(fā)揮。

    3) 出砂氣井三層開采投撈及測試工藝技術(shù)難度大。

    澀北氣田分層開采工藝，雖然滿足了疏松砂巖氣藏提高氣井單井產(chǎn)量和防止氣井出砂的作用，但氣田目前油套分采技術(shù)工藝簡單、地面系統(tǒng)復(fù)雜、套管生產(chǎn)不利于長期穩(wěn)產(chǎn)和氣井?dāng)y液以及排砂的需要，而且在分采工藝的理論研究、工藝優(yōu)化、發(fā)揮不同氣層產(chǎn)能和多層采氣各產(chǎn)層生產(chǎn)資料的測試方面，仍需進(jìn)行研究和完善。

[1] 陳建軍，萬玉金，陸家亮.天然氣開發(fā)新技術(shù)論文集[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

[2] 周望，李志，謝朝陽.大慶油田分層開采技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1998，17(2)：37-40.

[3] 胡德芬，肖世芳.臥龍河氣田嘉陵江氣藏油套管合采工藝效果評價(jià)[J].鉆采工藝，2002，25(1)：116-118.

[4] 阿斯普.生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析理論與實(shí)踐[M].雷群，萬玉金，譯.北京：石油工業(yè)出版社，2007.

 

(本文作者：汪天游^1，2 李進(jìn)秀² 馮勝利² 王孝政² 阿雪慶² 1.中國石油大學(xué)(北京)；2.中國石油青海油田公司鉆采工藝研究院)