番禺30-1氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)工藝優(yōu)選

李 鞏，張 帥，姜 文，張俊奇

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

番禺30-1氣田位于中國南海珠江口盆地，平均水深200 m，氣藏深度1 647.8～2 755.8 m，溫度梯度4.08 ℃/100 m，壓力系數(shù)介于1.001～1.01，均屬于正常地層壓力，井流物以甲烷為主，不含硫化氫。該氣田投產(chǎn)至今已穩(wěn)定生產(chǎn)超過十年，隨著氣田生產(chǎn)進(jìn)入中后期，目前該氣田生產(chǎn)井已出現(xiàn)地層壓力下降和含水率上升的問題，部分氣井含水率超過90%，氣藏壓力系數(shù)最低已降至0.76，氣田未來必然需要進(jìn)行修井作業(yè)。壓力虧空氣井修井過程中修井液的漏失往往會(huì)造成儲(chǔ)層污染，影響氣井的復(fù)產(chǎn)。因此，開展番禺30-1氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)工藝優(yōu)選。

1 修井儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)

修井過程中入井流體是造成儲(chǔ)層傷害的主要原因，修井液進(jìn)入地層會(huì)造成黏土礦物水化、膨脹、分散，或是與地層流體發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)形成沉淀，最終堵塞儲(chǔ)層孔道，造成儲(chǔ)層不同程度的污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用性能不佳的修井液可能會(huì)使油氣井產(chǎn)能普遍降低30%～50%[1]。修井儲(chǔ)層保護(hù)的理念是“預(yù)防為主、重在保護(hù)”，依據(jù)儲(chǔ)層特性選擇修井液類型和修井工藝，盡可能避免儲(chǔ)層傷害，修井作業(yè)常用的儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)主要涉及以下三方面。

1.1 修井液體系

修井液是修井作業(yè)實(shí)施儲(chǔ)層保護(hù)的重要載體，目前常用的儲(chǔ)層保護(hù)修井液體系可以分為暫堵型修井液體系、低傷害無固相修井液體系和低密度修井液體系三類。

（1）暫堵型修井液體系

暫堵型修井液體系是利用暫堵材料將地層暫時(shí)封堵，控制修井液漏失，減少因漏失引起的儲(chǔ)層損害，作業(yè)結(jié)束后，通過暫堵劑的破膠、降解特性、或注入專門的破膠劑將暫堵劑破膠或降解，然后排出，避免對(duì)產(chǎn)層造成傷害。

（2）低傷害無固相修井液體系

低傷害無固相修井液體系是為了防止固相侵入地層或壓井液漏失導(dǎo)致的固相損害及壓井液濾液進(jìn)入儲(chǔ)層造成的敏感性損害，主要是從助排及防水鎖等方面考慮來構(gòu)建體系[2]。

（3）低密度修井液體系

低密度修井液體系一般由氣、液兩相組成，密度低，常用的低密度修井工作流體是泡沫或氣體（N2、空氣或天然氣），但起泡的濃度和時(shí)間不易控制，目前還不十分成熟[3]。

1.2 不壓井修井

不壓井修井是指在井筒內(nèi)有壓力存在的情況下，通過油管堵塞器與不壓井作業(yè)設(shè)備配合使用，克服井筒上頂力，進(jìn)行強(qiáng)行起下鉆修井作業(yè)的一種方法，由于不會(huì)引入外來流體，大大減少了儲(chǔ)層污染。

1.3 臨時(shí)封隔儲(chǔ)層

臨時(shí)封隔儲(chǔ)層是指動(dòng)管柱修井前使用過油管膨脹橋塞臨時(shí)封隔井筒和產(chǎn)層，隔離高的工作壓差，修井作業(yè)無需壓井[4]，整個(gè)修井過程修井液不接觸地層，修井結(jié)束后再回收膨脹橋塞，大大減少了對(duì)儲(chǔ)層的傷害。該技術(shù)已在南海某氣井更換套管作業(yè)中成功應(yīng)用，修井后氣井快速恢復(fù)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)層的有效保護(hù)和修井期間的井控安全[5]。

2 番禺30-1氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)工藝

2.1 適用性分析

2.1.1 修井液體系

番禺30-1氣田地層壓力衰竭，多數(shù)氣井已屬于低壓氣井，針對(duì)修井液易漏失的特點(diǎn)，暫堵型修井液體系能夠很好地減少漏失，達(dá)到保護(hù)儲(chǔ)層的目的。南海東部油氣田完修井通常使用隱形酸油藏保護(hù)液和PRD暫堵液的組合[6]，以及更易破膠解堵的EZFLOW體系[7]。修井液漏失普遍容易形成“水鎖”傷害[8]，使用低傷害無固相修井液體系，能夠降低儲(chǔ)層污染風(fēng)險(xiǎn)。由于低密度修井液體系只適用于井深小于2 000 m的井，泡沫的穩(wěn)定周期短、現(xiàn)場配制難度大，且需配備專用的泡沫發(fā)生裝置，綜合分析，低密度修井液體系不適用于番禺30-1氣田修井作業(yè)。

2.1.2 不壓井修井技術(shù)分析

根據(jù)番禺30-1氣田完井管柱結(jié)構(gòu)（圖1），由于氣井管柱帶有井下安全閥液控管線和井下壓力計(jì)信號(hào)傳輸電纜，無法實(shí)現(xiàn)不壓井修井作業(yè)。

圖1 過油管膨脹橋塞封隔產(chǎn)層示意圖Fig. 1 Schematic of wellbore isolation of through-tubing inflatable bridge plug

2.1.3 臨時(shí)封隔儲(chǔ)層

由表1和表2所示，番禺30-1氣田生產(chǎn)管柱（圖2），內(nèi)徑3.958″，防砂盲管內(nèi)徑5.791″，膨脹橋塞可選范圍為2.13″～3.38″。

表1 井下管柱尺寸表Table 1 Size table of downhole string

表2 膨脹橋塞尺寸選擇表Table 2 Size selection table of inflatable bridge plug

圖2 番禺30-1氣田氣井生產(chǎn)管柱圖Fig. 2 Schematic of Panyu 30-1 gas field production string

模擬番禺30-1氣田一口水平井A10井中下入1.75″連續(xù)油管和3.38″膨脹橋塞，膨脹橋塞坐封位置為4 703 m（第二根盲管中部）和4 739 m（第五根盲管中部），模擬結(jié)果如圖3所示，滿足膨脹橋塞的下入和回收要求。

圖3 番禺30-1-A10井膨脹橋塞下入和回收模擬結(jié)果Fig. 3 Simulation results of through-tubing inflatable bridge plug running and retrieving in Panyu 30-1-A10

2.2 修井工藝優(yōu)選

番禺30-1氣田有11口氣井，其中9口水平井，2口定向井，水平井井深4 000～5 600 m，水平裸眼段最長達(dá)到600 m，如表3所示，儲(chǔ)層以中、高孔高滲為主，完井管柱結(jié)構(gòu)無循環(huán)通道，修井時(shí)一般采用擠注法壓井，壓井過程會(huì)有大量壓井液漏失入地層，黏土礦物會(huì)因壓井液水化膨脹而傷害地層，而且會(huì)造成后期排液困難，引起氣層減產(chǎn)[9-10]。推薦使用臨時(shí)封隔儲(chǔ)層的保護(hù)儲(chǔ)層工藝，該工藝不用起出生產(chǎn)管柱，無需壓井，修井工作液不接觸地層，最大限度減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

表3 番禺30-1氣田儲(chǔ)層物性表Table 3 Reservoir physical property table of Panyu 30-1 gas field

2.3 臨時(shí)封隔儲(chǔ)層工藝

根據(jù)番禺30-1氣井管柱（圖2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用1.75″連續(xù)油管通過生產(chǎn)油管下入2個(gè)可回收式膨脹橋塞至盲管段，如圖4所示，將下部地層和井筒封隔，修井結(jié)束后回收膨脹橋塞，連通地層和井筒，實(shí)現(xiàn)快速復(fù)產(chǎn)。

圖4 連續(xù)油管下膨脹橋塞示意圖Fig. 4 Schematic of coiled tubing deploy inflatable plug

臨時(shí)封隔氣層程序如下：

（1）連續(xù)油管通井，下入兩個(gè)可回收式膨脹橋塞至盲管段。工具串組合：連續(xù)油管接頭+變扣+注液閥+變扣+雙瓣背壓閥+液壓脫手接頭+雙驅(qū)動(dòng)循環(huán)接頭+液壓坐封脫手工具+過油管可回收膨脹橋塞；

（2）氮?dú)庾馀蛎洏蛉?、?yàn)封；

（3）連續(xù)油管脫手、油管內(nèi)壓井；

（4）起連續(xù)油管；

（5）拆采油樹，起原井生產(chǎn)管柱；

（6）下入完井生產(chǎn)管柱，安裝采氣樹；

（7）進(jìn)行連續(xù)油管氮?dú)鈿馀e清噴作業(yè)；

（8）連續(xù)油管回收膨脹橋塞。工具組合：連續(xù)油管接頭+馬達(dá)頭+機(jī)械式扶正器+液壓可釋放回收打撈筒。

3 結(jié)論

（1）針對(duì)番禺30-1氣田地層虧空、修井液易漏失的特點(diǎn)，暫堵修井液體系和低傷害無固相修井液體系適用于該氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)。

（2）番禺30-1氣田修井受完井管柱電纜和液控管線的限制，無法使用不壓井修井技術(shù)。

（3）番禺30-1氣田修井作業(yè)壓井無循環(huán)通道，儲(chǔ)層傷害風(fēng)險(xiǎn)大，使用臨時(shí)封隔氣層的儲(chǔ)層保護(hù)工藝，既能避免修井液進(jìn)入地層，減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害，又能降低氣井修井的井控風(fēng)險(xiǎn)。