連續(xù)油管液氮排液技術(shù)在蘇10－30－38H井的應(yīng)用

伍曉妮

（中國石油長城鉆探工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010）

連續(xù)油管液氮排液技術(shù)在蘇10－30－38H井的應(yīng)用

伍曉妮

（中國石油長城鉆探工程技術(shù)研究院，遼寧盤錦 124010）

蘇里格氣田蘇10區(qū)塊為典型低滲、低壓、低豐度、低產(chǎn)的巖性氣藏，針對蘇里格氣田蘇10－30－38H井排液困難的問題，提出了應(yīng)用連續(xù)油管液氮排液技術(shù)，并對連續(xù)油管類型、液氮注入排量、排液方法、連續(xù)油管下入深度、液氮用量等工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)場應(yīng)用取得了良好的排液效果。該工藝排液速度快，施工安全，可為低滲氣藏水平井試氣及生產(chǎn)提供保障。

蘇里格氣田；連續(xù)油管；液氮排液

水平井開發(fā)氣藏的主要優(yōu)勢是增加泄流面積，尤其對于三低（低產(chǎn)、低效、低滲）油氣藏，在增加單井產(chǎn)量、提高油氣采收率等方面有著無可比擬的優(yōu)勢。資料顯示，一般直井的流量為4.25×104m3／d，而同一油氣藏的水平井，在儲層性質(zhì)沒有很大變化的情況下，其理論流量幾乎接近39.6×104m3／d。因此，為了合理有效利用水平井的優(yōu)勢，加快開發(fā)腳步，蘇里格氣田蘇10區(qū)塊部署了水平井蘇10－30－38H井。由于該井壓力系數(shù)低，加上水平段較長，誘噴試氣困難，為此采用了連續(xù)油管液氮技術(shù)。

1 蘇10－30－38H井基本情況

1.1 基本數(shù)據(jù)

蘇10－30－38H井位于蘇10區(qū)塊西北部，開發(fā)目的層為盒8上和山1，氣層段壓力28.03 MPa。該井氣層有效孔隙度為9.3%，滲透率為2.793× 10－3μm2，泥質(zhì)含量為8.8%，屬于低滲氣藏。直井段及造斜段采用244.5 mm生產(chǎn)套管，下至水平段起點（3 449.29 m），并用水泥固井；水平段采用φ139.7 mm打孔襯管，懸掛器懸掛在生產(chǎn)套管底部。

1.2 排液困難原因分析

蘇里格氣田盒8、山1氣藏屬于低滲、低壓、低豐度巖性氣藏，儲層具有中等偏強水敏特征，而水敏損害是低滲透儲層損害的主要因素［1］。因此，氣井井筒中存在的積液必須及時徹底地排出，減輕儲層傷害，準(zhǔn)確確定試氣產(chǎn)量。綜合分析，蘇10－30－38H井井筒排液困難主要有以下幾點：

（1）氣藏自身特性決定了排液困難。蘇里格氣田壓力系數(shù)平均為0.87，屬于低壓氣田，蘇10區(qū)塊盒8段及山1段儲量豐度分別為1.6×108m3／km2、0.6×108m3／km2，屬于低豐度氣藏，這兩個特性決定了該水平井自身的地層能量較低；而且氣藏屬于低滲氣藏，地層中的氣體不能迅速進(jìn)入井筒實現(xiàn)助排，因此無法依靠自身能量舉升出全井筒內(nèi)的靜液柱。

（2）水平井鉆井周期較長，地層能量沒有得到有效利用。蘇10－30－38H井鉆井過程遇到泥巖坍塌等復(fù)雜地質(zhì)情況，中途多次停止鉆井進(jìn)行事故處理，這直接導(dǎo)致地層自身的彈性能量隨著時間的增長被消耗掉，無法提供更多的能量來舉升井筒液體。

（3）水平井完井管柱結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)致排液困難。蘇10－30－38H井直井段套管內(nèi)徑大，完井管柱結(jié)構(gòu)簡單，沒有封隔器；水平段采用139.7 mm打孔襯管完井，而且井較深（垂深3 455 m），造成積液量大，靜液柱壓力高，常規(guī)排液方法全部舉升難度較大。

因此，必須選擇出一種高效快速排液技術(shù)，快速徹底排出水平井井筒內(nèi)的液體。目前常用的低滲透氣藏排液工藝有制氮拖車、液氮泵車，與一般的排液措施對比，具有掏空深度大、作業(yè)周期短、安全、不污染環(huán)境等優(yōu)點?？紤]到氣藏具有中～強壓敏特征，而且排液井為水平井，井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為減輕排液對儲層產(chǎn)生的回壓，決定選用連續(xù)油管液氮排液技術(shù)。

2 連續(xù)油管液氮排液技術(shù)特點

連續(xù)油管液氮排液技術(shù)是通過生產(chǎn)管柱先將連續(xù)油管下入到預(yù)定排液深度，利用液氮泵車將液氮從連續(xù)油管中注入（管柱下井過程中可邊下邊注），利用氣液混合卸壓原理，將生產(chǎn)管柱中的液體替出井筒；隨著液體的排出，不斷加深連續(xù)油管，增加掏空深度，以達(dá)到排液試氣的目的。與傳統(tǒng)排液工藝相比，連續(xù)油管液氮排液技術(shù)具有以下優(yōu)點：

（1）連續(xù)油管下入生產(chǎn)管柱，減小有效流通面積，提高流動速度，增強氣井的排液能力。

（2）連續(xù)油管可實現(xiàn)單點氣舉和邊舉邊下，起到氣舉凡爾的作用，減少井下工具的下入，降低工具掉入井筒內(nèi)打撈困難的風(fēng)險。

（3）連續(xù)油管下入無需壓井，消除了壓井液對地層污染的可能性。

（4）連續(xù)油管注氣速度靈活可控，返排率高，能獲得最大的試油（氣）產(chǎn)能。

（5）氮氣密度小，在循環(huán)過程中對井底流體壓力小，不會對地層造成壓力敏感傷害。

（6）氮氣將井筒內(nèi)液體舉升至地面后，井底會形成負(fù)壓區(qū)，誘使地層中的油氣噴發(fā)出來，達(dá)到排液誘噴的效果［2］。

3 工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

為了確保水平井能在最短時間且最少液氮消耗量的前提下盡快排液，減輕積液對儲層的傷害，獲得最大試氣產(chǎn)能，對排液的整個過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。結(jié)合已知的鉆井記錄、地層和油管參數(shù)，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益等，分別對排液方法、液氮注入排量、連續(xù)油管類型、連續(xù)油管下入深度及液氮用量等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

3.1 連續(xù)油管類型優(yōu)選

目前油田上常用的連續(xù)油管類型主要分為QT－700、QT－800、QT－1000TM三種類型，根據(jù)蘇10－30－38H井鉆井記錄的氣層最大壓力，進(jìn)行屈服強度和擠毀壓力校核，確定選用QT－700型連續(xù)油管，油管外徑38 mm，內(nèi)徑33.27 mm。

3.2 排液方法選擇

連續(xù)油管排液方法分為環(huán)空注氣連續(xù)油管排液和連續(xù)油管注氣環(huán)空排液兩種，綜合考慮采取后一種方法。該方法不僅能夠?qū)⒕矁?nèi)的液體快速順利排出，而且還可節(jié)約液氮用量［3］。

3.3 液氮注入排量的確定

一般來說，氮氣排液誘噴時注入速度的取值范圍應(yīng)該較高一些。因為采用氮氣排液誘噴時，在氣體與液體之間會存在一定滑脫現(xiàn)象，如果注入速度過低，滑脫現(xiàn)象會比較嚴(yán)重，進(jìn)而影響積液舉出的效果。因此，在現(xiàn)場施工過程中，一般應(yīng)采用注入設(shè)備的最大排量，使得井內(nèi)積液迅速而平穩(wěn)舉至地面，同時在井底形成負(fù)壓區(qū)。

根據(jù)蘇10－30－38H井鉆井記錄，水平井泥漿泵的現(xiàn)場施工最大泵壓20 MPa，氣層產(chǎn)生最大回壓點為3 345 m處。因此，施工時3 345 m處受到的壓力是關(guān)鍵值。對氣層產(chǎn)生的壓力進(jìn)行流動力學(xué)分析表明，當(dāng)井深為3 400 m、注氮泵排量0.5 m3／min時，液體舉升摩阻壓力為3.2 MPa，氣層所受的壓力37.2 MPa，小于鉆井時的泥漿循環(huán)壓力，不會對氣層造成進(jìn)一步的傷害。所以，液氮最大注入排量確定為0.5 m3／min。

3.4 連續(xù)油管的最大下深

水平段采用無固相甲酸鈉生物聚合物完井液，有利于保護(hù)氣層，因此水平段的完井液不需要排出井外。結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，在保證最高工作壓力不會對管材造成損傷的前提下，應(yīng)盡量將連續(xù)油管下至生產(chǎn)層段的中部。本次連續(xù)油管的最大下入深度為3 380 m，也即是運用液氮對3 380 m以上的液體逐級掏空進(jìn)行試氣投產(chǎn)［4］。

3.5 液氮用量

根據(jù)氣態(tài)PVT方程，結(jié)合電子圖版，計算得出本次需要注入液氮42 m3。考慮到試壓過程中井筒可能存在漏失和液面恢復(fù)的不連續(xù)性等情況，設(shè)計液氮量按計算的理論用量的1.5倍準(zhǔn)備，即為63 m3［6］。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

對蘇10－30－38H井下入連續(xù)油管進(jìn)行試壓后，初次將連續(xù)油管下入1 500 m，采用油管正注方式注入液氮，然后逐步加深連續(xù)油管的深度，逐段連續(xù)掏空井筒內(nèi)積液，共進(jìn)行了23輪次液氮排液，累積注液氮70.7 m3，累積返液191.6 m3。應(yīng)用效果見表1、圖1。由應(yīng)用效果表可以看出，連續(xù)油管液氮排液技術(shù)在蘇10－30－38H井取得了較好應(yīng)用效果，平均返排速度為2.66 m3／h（未考慮中途停泵時間），返排率達(dá)到100%，瞬時天然氣流量6 500～8 000 m3／h。

從誘噴曲線分析看到，前9輪次，液氮不斷注入，套壓并沒有明顯的上升，返出液量較少；但后期隨著累計返出液量的增加，井筒壓力降低，液氮膨脹，井筒內(nèi)的液體密度下降，套壓迅速上升，返出液量明顯增加。故液氮在深井連續(xù)多輪次舉升排液優(yōu)勢明顯。

表1 連續(xù)油管液氮排液在蘇10－30－38H的應(yīng)用效果

圖1 蘇10－30－38H井誘噴曲線

5 結(jié)論

（1）蘇里格氣田水平井排液困難的主要原因是地層能量小，滲透率低，導(dǎo)致天然氣不能及時進(jìn)入井筒，地層能量得不到有效補充。

（2）低滲氣藏水平井井筒積液多，應(yīng)用連續(xù)油管液氮排液技術(shù)具有良好的效果。

（3）連續(xù)油管液氮排液技術(shù)為低滲氣藏水平井的有效開發(fā)提供了思路。

［1］ 閩琪，榮春龍，金貴孝，等.低滲透油氣田研究與實踐（續(xù)一）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999：155－164.

［2］ 劉成.低滲透油氣藏氮氣快速排液技術(shù)及其應(yīng)用［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2003，（3）：60－62.

［3］ 王海濤.連續(xù)油管攜氮氣排液工藝?yán)碚撗芯浚跩］.石油鉆采工藝，2009，（2）：61－64.

［4］ 劉亞明，于永南.連續(xù)油管最大下入深度問題初探［J］.石油機械，2000，（1）：9－12.

［5］ 鐵忠銀，傅偉，曹學(xué)軍，等.連續(xù)油管解堵技術(shù)在川東北地區(qū)的應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2010，24（4）：110－111，114

TE834

A

1673－8217（2012）02－0102－03

2011－09－15

伍曉妮，工程師，1978年生，2003年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事采油技術(shù)研究與應(yīng)用工作。

李金華