海上某氣田不動(dòng)管柱堵水工藝的應(yīng)用

秦丙林(中石化上海海洋油氣分公司工程院，上海 200120)

0 引言

海上某氣田氣藏類型為層狀邊水和塊狀底水氣藏，氣水過渡帶發(fā)育。在開發(fā)的過程中，氣井產(chǎn)水現(xiàn)象較為普遍且較為嚴(yán)重。

針對(duì)氣井產(chǎn)水情況，某氣田開展了堵水工藝研究，并進(jìn)行了應(yīng)用。由于動(dòng)管柱大修堵水作業(yè)規(guī)模大，施工費(fèi)用高，因此主要實(shí)施不動(dòng)管柱卡堵水工藝。某氣田目前應(yīng)用的主要工藝為滑套機(jī)械堵水和連續(xù)油管擠注化學(xué)堵水。

圖1 某氣田分采管柱示意圖

1 機(jī)械堵水

1.1 關(guān)滑套和投堵塞器堵水

某氣田縱向上層間差異較大，在前期完井階段，多數(shù)井已根據(jù)分層開采需要配置了分層滑套和座落短節(jié)控制分層開采，生產(chǎn)管柱具備機(jī)械封隔條件，常見分采管柱如圖1所示。

鋼絲作業(yè)設(shè)備輕巧、費(fèi)用低廉、操作便利，主要在完井作業(yè)中完成滑套開關(guān)、堵塞器投撈等作業(yè)[1]。通過鋼絲作業(yè)關(guān)滑套或者投堵塞器封堵出水層位，作業(yè)量小，施工費(fèi)用低，是目前主要的堵水技術(shù)。

根據(jù)需要，通過鋼絲作業(yè)，可選擇性關(guān)閉上層滑套(圖1中10、12)或投堵塞器至下部坐落接頭(圖1中14)，從而完成堵水作業(yè)。

對(duì)于鋼絲作業(yè)不能成功實(shí)施的情況，可以使用連續(xù)油管攜帶滑套開關(guān)工具代替鋼絲作業(yè)。

某氣田近期成功實(shí)施了4口井關(guān)滑套和投堵塞器堵水作業(yè)，作業(yè)后產(chǎn)水量下降，油氣產(chǎn)量大幅提升，堵水作業(yè)獲得了較好的增產(chǎn)效果，作業(yè)情況如表1所示。

X2-1井投產(chǎn)后日產(chǎn)水30m3左右，生產(chǎn)過程中因平臺(tái)維修關(guān)井，關(guān)井后因井筒積液多次放噴無效，因此實(shí)施鋼絲作業(yè)投堵塞器對(duì)下層系進(jìn)行了封堵，封堵后氣舉排出積液后復(fù)產(chǎn)。復(fù)產(chǎn)后日產(chǎn)水量由作業(yè)前20m3下降至7m3，油氣產(chǎn)量小幅上升，作業(yè)后至今保持穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)。

X3-7井處于生產(chǎn)后期，油壓接近流程壓力，處于低壓低產(chǎn)狀態(tài)，作業(yè)前日產(chǎn)水15.9m3，井筒積液嚴(yán)重，面臨停噴風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)施鋼絲作業(yè)投堵下層系后，日產(chǎn)水量下降至1m3，產(chǎn)油產(chǎn)氣量均大幅上升，油壓小幅上升，至今保持穩(wěn)定自噴生產(chǎn)狀態(tài)。

X3-9井產(chǎn)水后，日產(chǎn)水量增加迅猛，最高達(dá)到120m3，嘗試采用鋼絲作業(yè)關(guān)閉生產(chǎn)滑套封堵出水層位不成功，之后采用連續(xù)油管作業(yè)，成功關(guān)閉出水層位生產(chǎn)滑套。作業(yè)后日產(chǎn)水量降至2.2m3，產(chǎn)油產(chǎn)氣量均大幅上升，獲得了良好的增產(chǎn)效果。

X4-1井實(shí)施鋼絲作業(yè)投堵下層系后，日產(chǎn)水量下降不明顯(由38.7m3降至34.2m3)，產(chǎn)油產(chǎn)氣量大幅上升，油壓小幅上升，增氣效果明顯。

表1 某氣田近期關(guān)滑套和投堵塞器堵水作業(yè)情況表

1.2 滑套封隔套堵水

由于生產(chǎn)滑套存在失靈、結(jié)垢，管柱變形、作業(yè)工具無法下入等復(fù)雜情況，導(dǎo)致生產(chǎn)滑套無法關(guān)閉或者密封不嚴(yán)，針對(duì)這種情況，某氣田應(yīng)用了滑套封隔套封堵工藝。滑套封隔套通過其上下的密封盤根配合 能將無法關(guān)閉的滑套生產(chǎn)通道屏蔽，使滑套外的井液無法進(jìn)入油管，達(dá)到關(guān)閉該層的目的[2]。

X1-9井2017年判斷上層系產(chǎn)水(停噴前日產(chǎn)水60m3，日產(chǎn)氣8萬m3，油壓接近流程壓力)，鋼絲作業(yè)關(guān)閉上層滑套，其后生產(chǎn)只產(chǎn)水，生產(chǎn)測(cè)試表明上層系仍有產(chǎn)出，滑套關(guān)閉不嚴(yán)。2018年下入封隔套封堵上層系，經(jīng)過長(zhǎng)期氣舉放噴，目前恢復(fù)生產(chǎn)，日產(chǎn)氣逐漸上升至11萬m3，日產(chǎn)水由初期的85m3下降至33m3(判斷出水為上層系倒灌至下層系，目前出水量還在下降)，堵水效果明顯。

2 化學(xué)堵水

在開發(fā)設(shè)計(jì)期間為減少鉆完井費(fèi)用，部分氣井為多層合采井，當(dāng)一層產(chǎn)水后，拖累整個(gè)氣井產(chǎn)量下降，重新完井作業(yè)費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)效益差。氣井堵水工藝技術(shù)能在不動(dòng)生產(chǎn)管柱的前提下實(shí)現(xiàn)出水層位的封堵，經(jīng)濟(jì)性好。某氣田不動(dòng)管柱化學(xué)堵水方案在不動(dòng)管柱前提下，采用連續(xù)油管注入、暫堵劑暫堵生產(chǎn)層、強(qiáng)堵劑封堵出水層。X3-2井因積液停噴，2017年實(shí)施化學(xué)堵水，封堵合采層段底部已射孔氣層段。采用1.75″連續(xù)油管向井筒底部注微膨脹水泥漿堵劑封堵射孔段。實(shí)施后經(jīng)測(cè)試實(shí)施強(qiáng)度合格，塞面高度高于設(shè)計(jì)值13m。措施后，日產(chǎn)水由230m3降至13m3，堵水效果顯著。

3 某氣田堵水工藝分析

某氣田對(duì)具備機(jī)械封隔條件的分采管柱器井，實(shí)施關(guān)滑套和投堵塞器堵水作業(yè)，減少動(dòng)管柱修井作業(yè)，堵水作業(yè)獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)生產(chǎn)滑套關(guān)閉不嚴(yán)的情況，某氣田應(yīng)用了滑套封隔套封堵工藝，彌補(bǔ)了滑套堵水的致命弱點(diǎn)。針對(duì)管柱結(jié)垢、變形等鋼絲作業(yè)難以實(shí)施的情況，使用連續(xù)油管代替鋼絲作業(yè)，提高了機(jī)械堵水作業(yè)成功率。

氣井堵水后，因前期出水可能已進(jìn)入地層，需要進(jìn)行助排作業(yè)恢復(fù)生產(chǎn)。X1-9井堵水作業(yè)后，經(jīng)長(zhǎng)期氣舉后恢復(fù)生產(chǎn)，判斷上部高壓出水層位倒灌入下部氣層。油藏?cái)?shù)值模擬估計(jì)倒灌量約7200m3左右，氣舉后該井已累產(chǎn)水5600m3，且油壓呈回升趨勢(shì)，說明倒灌量正逐漸排除，氣井得以復(fù)產(chǎn)。

某氣田化學(xué)堵水技術(shù)，優(yōu)選了注入流動(dòng)性好、固化后封堵強(qiáng)度高的微膨脹水泥漿堵劑，使用暫堵劑保護(hù)其他產(chǎn)層產(chǎn)能，在作業(yè)中保持精確的連續(xù)油管施工作業(yè)與控制技術(shù)，作業(yè)后實(shí)施連續(xù)油管氣舉誘噴復(fù)產(chǎn)，對(duì)底部?jī)?chǔ)層出水可以實(shí)施有效封堵。

但某氣田目前的化學(xué)堵水工藝現(xiàn)有技術(shù)能力，僅能通過連續(xù)油管注入化學(xué)堵劑，對(duì)底部出水層位進(jìn)行封堵，工藝適用范圍小。如何在不動(dòng)管柱的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)合采井段任意出水位置的有效封隔，需要進(jìn)一步研究氣井化學(xué)選擇性堵水技術(shù)，并結(jié)合物理堵水技術(shù)發(fā)展堵水工藝。

目前，某氣田計(jì)劃開展過膨脹封隔系統(tǒng)堵水研究，通過現(xiàn)有小尺寸生產(chǎn)管柱(2-7/8”或3-1/2”)，將過膨脹管膨脹座封于生產(chǎn)套管內(nèi)，隔離水層，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)合采井段任意出水位置的有效封隔，如圖2所示。

圖2 過膨脹封隔系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)語

某氣田通過關(guān)滑套和投堵塞器堵水作業(yè)，獲得了較好的增產(chǎn)效果。針對(duì)生產(chǎn)滑套關(guān)閉不嚴(yán)的情況，某氣田應(yīng)用了滑套封隔套封堵工藝，堵水效果明顯。某氣田化學(xué)堵水工藝通過連續(xù)油管注入化學(xué)堵劑，對(duì)底部出水層位進(jìn)行封堵，但需要進(jìn)一步研究氣井專用有效選擇性堵水劑，并結(jié)合物理堵水技術(shù)發(fā)展堵水工藝。