克拉美麗氣田采氣工藝技術

摘 要

摘要：克拉美麗氣田是中國石油新疆油田公司發(fā)現的第一個地質儲量上千億立方米、以火山巖為儲層的氣田，因其儲層的非均質性強，開發(fā)難度極大。根據克拉美麗火山巖氣藏的特征，開展了
摘要：克拉美麗氣田是中國石油新疆油田公司發(fā)現的第一個地質儲量上千億立方米、以火山巖為儲層的氣田，因其儲層的非均質性強，開發(fā)難度極大。根據克拉美麗火山巖氣藏的特征，開展了氣井的井口裝置、管柱優(yōu)化、完井工藝和排液采氣工藝的研究和現場應用分析，形成了一體化管柱射孔、壓裂投產、儲層保護等適應克拉美麗氣田特點的開采工藝技術。通過對各生產階段、不同壓力及出水量的氣井采氣工藝的研究和合理選擇，滿足了不同階段氣井生產的需要，保證了克拉美麗氣田的高產穩(wěn)產，達到了進一步提高氣藏最終采收率的目的。
關鍵詞：克拉美麗氣田；火山巖氣藏；采氣；壓裂；排液；工藝；技術
1 儲層基本特征
   克拉美麗氣田位于準噶爾盆地陸梁隆起東南部的滴南凸起西端，區(qū)塊包括滴西a井區(qū)、滴西b井區(qū)。滴西a井區(qū)以凝灰?guī)r、凝灰質角礫巖為主，氣藏類型為帶邊水的構造巖性氣藏，儲層孔隙度平均值為12.24%；滲透率平均值為40.34×10-3μm2，儲集空間類型主要是粒間孔、溶蝕孔及微裂縫；氣藏原始地層壓力45.01MPa，壓力系數1.223，露點壓力37.78MPa，地露壓差7.23MPa。滴西b井區(qū)以酸性花崗斑巖、凝灰?guī)r為主，氣藏為構造背景下的巖性氣藏，儲層孔隙度平均值為11.46%；滲透率平均值為2.48×10-3μm2，儲集空間類型主要是晶間孔、長石斑晶溶孔、構造縫、微裂縫；氣藏原始地層壓力40.91MPa，壓力系數1.155，露點壓力40.41MPa，地露壓差較小，僅0.5MPa。
2 氣田采氣工藝技術
2.1 采氣井口工藝
   滴西a、b井區(qū)地層壓力介于40.91～48.27MPa，根據氣田單井日產氣量差異大的特點，結合氣井需要采用壓裂措施后投產，從安全和經濟的角度出發(fā)，直井選擇了國產的KQST0-65型采氣井口[1]，水平井選擇了國產KQS105-105型采氣井口，經過現場應用使用效果良好。
    井口采氣樹技術參數[2]為：設計制造標準API6A；規(guī)范級別PSL-3；性能級別PR1；材料級別EE；額定工作壓力70MPa。
    由于克拉美麗氣田火山巖氣藏鉆井中固井質量不理想，投產后多數開發(fā)井出現環(huán)空帶壓現象，影響氣井的安全生產。為了緩解環(huán)空壓力過高，對開發(fā)井的油技環(huán)空連接Ø73mm放空管線排放壓力，并定期監(jiān)測氣井圓井是否存在天然氣泄漏，保證氣井環(huán)空帶壓條件下能夠正常生產。
2.2 井筒工藝
2.2.1油管管柱
    克拉美麗氣田氣井都需要壓裂改造后投產，因此直井使用Ø73mm氣密封油管，水平井使用了Ø139.7mm油管。氣井投產初期產量較高，可以滿足氣井攜液生產的需要。投產初期8口直井和1口水平井合計日產氣量最高達150×104m3，直井平均產氣量12.7×104m3/d，采氣工藝技術的整體應用效果良好。但由于火山巖氣藏氣井存在產能差別較大的現象，目前有1口直井產量下降迅速。因此在管柱設計上，還需針對低產井應合理優(yōu)化油管尺寸，使用小油管生產技術和控制采氣速度，以保證氣井依靠自身能量攜液生產和延長穩(wěn)產周期。
2.2.2防治天然氣水合物措施
    克拉美麗氣田氣井于冬季投產，環(huán)境溫度低于-20℃，氣井均經過外排提升井溫，保證井筒暢通。氣井在配產氣量生產時，井口實際溫度均高于25℃，避免了在井筒形成天然氣水合物[3]。
2.3 完井工藝技術
    克拉美麗氣田火山巖氣藏巖性復雜，裂縫發(fā)育，同時存在反凝析現象，需進行儲層保護技術的研究。
2.3.1儲層保護
    儲層保護技術有：①采用防水敏的優(yōu)質修井液體系，并盡可能縮短氣層入井液浸泡時間，減少污染，保護儲層；②嚴格控制進入儲層流體的礦化度；③射孔液采用優(yōu)質無固相防膨液，降低對氣層的傷害；④要求優(yōu)化井下作業(yè)施工參數，作業(yè)后應及時返排，盡可能加快施工作業(yè)進度。
2.3.2射孔工藝
    克拉美麗氣田儲層屬低滲透儲層，均采用油管傳輸負壓射孔[4]，使用SC-2優(yōu)質無固相防膨液射孔液，負壓值10～15MPa。開發(fā)井采用YD-89/60度型射孔彈，探井采用SDP-102深穿透射孔彈，采用一體化管柱射孔后丟槍工藝，保證射孔、壓裂投產一趟管柱[5]，減少氣井作業(yè)地層損傷。
2.3.3儲層壓裂改造
    火山巖氣藏的探井要通過水力加砂壓裂改造，才能獲得較高的產能。因此水力壓裂是克拉美麗氣田氣井射后誘噴不出的有效手段。通過優(yōu)化壓裂工藝，氣田投產的9口井初期均取得了良好的生產效果。其中DX01和DX02井是井區(qū)最后投產的兩口井，由于冬季壓裂施工難度大，DX01井未進行壓裂(圖1)，雖然關井油壓達30MPa，但開井氣量下降快，無法連續(xù)生產。DX02井壓裂后生產較為穩(wěn)定(圖2)。
 
    壓裂返排工藝：為了提高壓裂液返排效率，采用了添加新型助排劑工藝，壓裂后氣井通過合理調整工作 重制度均實現連續(xù)排液，自噴生產。
    防砂措施：克拉美麗氣田井區(qū)火山巖儲層的巖石，在正常生產條件下，儲層不會出砂，沒有采取防砂工藝。但在壓裂后排液過程中，壓裂砂的返排較為明顯，出現外排管線彎頭刺穿的現象。通過合理控制外排流量和每天進行管線彎頭壁厚監(jiān)測措施，保證壓裂液的返排效果，使氣井順利投產。
2.4 排液采氣工藝分析
    克拉美麗氣田火山巖氣藏采取以下幾種排液采氣技術：①連續(xù)油管氮氣氣舉排液，具有排液施工機動靈活的優(yōu)點，適用于水淹井數少的開采階段，對于氣田各生產階段氣井都可應用；②泡沫排液采氣技術，適合產少量水、凝析油含量不高的氣井，根據井區(qū)出水情況可篩選氣井實施，目前克拉美麗氣田的氣井具備地面注醇管線，氣井出現積液后，經過改造可進行泡排工藝；③優(yōu)選管柱排液采氣工藝，這是在有水氣井開采中后期，重新調整井下生產管柱，減少舉升滑脫損失，充分利用氣井自身能量的一種排液采氣方法。
3 結論與認識
    1) 克拉美麗氣田氣井均采取壓裂措施投產，火山巖儲層出現中高孔特低滲現象，投產初期氣井產量較高。
    2) 通過克拉美麗氣田采氣工藝技術研究分析，需要加強氣田后期排液采氣工藝技術的配套研究，以保證低產氣井長期連續(xù)生產，提高氣田的整體采收率。
    3) 針對克拉美麗氣田火山巖氣井環(huán)空帶壓生產的問題，應開展專項的治理技術研究，保證氣田的安全生產。
參考文獻
[1] 四川石油管理局.天然氣工程手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，1982.
[2] 楊川東.采氣工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.
[3] 陳賡良.天然氣采輸過程中水合物的形成與防止[J].天然氣工業(yè)，2004，24(8)：89-91.
[4] 陳中一.四川含硫氣井完井工藝技術探討[J].天然氣工業(yè)，1996，16(4)：43-45.
[5] 楊繼盛，劉建儀.采氣實用計算[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.
 
(本文作者：唐伏平1 柳海1 趙麗萍2 劉德青1 張鋒1 馬增輝1 1.中國石油新疆油田公司采氣一廠；2.中國石油新疆油田公司科技信息處)