呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)監(jiān)測(cè)井完井技術(shù)及應(yīng)用

韓先柱 陳明珠 徐 壯 趙 楠 董勝祥 路立君 黃歆然

（1、中國(guó)石油新疆油田分公司開發(fā)公司，新疆 克拉瑪依 834000 2、中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司，北京 100000 3、中國(guó)石油新疆油田分公司呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)作業(yè)區(qū)，新疆 呼圖壁 831200）

1 地質(zhì)特征

呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)目的層為古近系紫泥泉子組二段（E1-2z2），儲(chǔ)層巖性主要為細(xì)砂巖和粉砂巖，孔隙類型主要以粒間孔為主，另外還發(fā)育有粒間溶孔和粒內(nèi)溶孔，粒間孔含量平均76%，粒間溶孔含量平均為17.8%。呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)于2013 年6 月投入運(yùn)行，經(jīng)過(guò)五個(gè)周期的注采運(yùn)行，氣庫(kù)儲(chǔ)層連通況得到改善，隨著投運(yùn)井?dāng)?shù)的逐步增加，氣井注采能力逐步提升，地層壓力穩(wěn)步提升，氣庫(kù)達(dá)容率逐步增大。目前共完鉆注采井41 口，已投運(yùn)注采井30 口，注氣過(guò)程中，地層壓力整體由高部位向低部位逐級(jí)擴(kuò)散，壓力分布趨于均衡。

2 監(jiān)測(cè)井目的

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，地下儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)在我國(guó)的油氣消費(fèi)和油氣安全領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)能夠合理調(diào)節(jié)季節(jié)用氣不平衡，可緩解因各類用戶對(duì)天然氣需求量的不同和負(fù)荷變化而帶來(lái)的供氣不均衡性，能很好地滿足市場(chǎng)需求，不浪費(fèi)天然氣；同時(shí)也作為天然氣戰(zhàn)略儲(chǔ)備，在關(guān)鍵時(shí)刻，能夠?yàn)閲?guó)家提供必要的能源，維護(hù)國(guó)家的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)在注采動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)上，調(diào)整工程部署了11 口注采水平井和1 口監(jiān)測(cè)井。

監(jiān)測(cè)井的部署能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)峰采氣過(guò)程中連續(xù)開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，掌握注采主體區(qū)域地層壓力變化，且調(diào)整工程11 口新井加密后，井間干擾更加劇烈，地層壓力變化幅度更大，現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)法滿足儲(chǔ)氣庫(kù)注采運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，儲(chǔ)氣庫(kù)剩余調(diào)峰能力評(píng)價(jià)較為困難，給保障儲(chǔ)氣庫(kù)最大調(diào)峰能力發(fā)揮帶來(lái)困難。

目前已有監(jiān)測(cè)井HUKJ1、HUKJ2 分別監(jiān)測(cè)氣庫(kù)邊部壓力變化，注采集中區(qū)域地層壓力變化幅度達(dá)9.3MPa，調(diào)峰保供期缺乏有效監(jiān)測(cè)，精細(xì)評(píng)價(jià)剩余應(yīng)急調(diào)峰能力難度大，在經(jīng)歷了多個(gè)注采周期后需要進(jìn)一步對(duì)蓋層、隔層的物性、密封性和泥質(zhì)含量等進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，在氣庫(kù)中部增加部署1 口監(jiān)測(cè)井HUKJ3。

3 監(jiān)測(cè)井完井技術(shù)

3.1 調(diào)整工程監(jiān)測(cè)井取心情況

儲(chǔ)氣庫(kù)目前僅有兩口注采井進(jìn)行了系統(tǒng)取心，蓋層泥巖段巖心久置疏松易碎，已不能滿足巖心實(shí)驗(yàn)需求，在經(jīng)歷了多個(gè)注采周期后需要進(jìn)一步對(duì)蓋層、隔層的物性、密封性和泥質(zhì)含量等進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要對(duì)蓋層、儲(chǔ)層進(jìn)行補(bǔ)充取心。呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)整工程部署監(jiān)測(cè)井HUKJ3 作為唯一一口直井，進(jìn)行取心作業(yè)。

呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)調(diào)整工程HUKJ3 取心后，能夠更加精確地監(jiān)測(cè)紫泥泉子組E1-2z21和E1-2z22層壓力、溫度等，其中E1-2z21地層監(jiān)測(cè)壓力及溫度變化情況，E1-2z22地層監(jiān)測(cè)壓力、溫度及氣水界面變化情況。井身結(jié)構(gòu)圖如圖1。

圖1 鉆井井身結(jié)構(gòu)圖

調(diào)整工程HUKJ3 井全井共取心7 筒，取心進(jìn)尺36.2 米，取心收獲率100%。三開后，進(jìn)入安集海河組復(fù)雜地層取心，一趟鉆取心5 米，取心收獲率100%，創(chuàng)單趟井段最長(zhǎng)紀(jì)錄，創(chuàng)收獲率最高紀(jì)錄，成功刷新儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目巖心歷史最優(yōu)數(shù)據(jù)，見(jiàn)圖2。

圖2 巖心

3.2 監(jiān)測(cè)井試油完井情況

HUKJ3 井經(jīng)前期生產(chǎn)準(zhǔn)備、施工準(zhǔn)備，采用油管輸送射孔槍井口加壓方式射孔，射孔厚度14.00m/7 段，孔密16 孔/m，布孔相位90°，螺旋布孔方式。射孔后關(guān)井觀察72 小時(shí)，記錄油套壓變化，提出井內(nèi)管柱。對(duì)入井的Φ73.0 mm×5.51mm 油管（TP-G2 扣）進(jìn)行氣密封檢測(cè)，螺紋氣密封檢測(cè)壓力為35.0MPa。完井管柱封隔器以下不進(jìn)行氣密封檢測(cè)。封隔器以上管柱，除井下安全閥串下提升短節(jié)與油管連接處不檢測(cè)外，全檢。

井下工具有RHA 穿越式封隔器、溫壓測(cè)試托筒、NE 井下安全閥等。完井管柱結(jié)構(gòu)圖如圖3。

圖3 試油完井管柱結(jié)構(gòu)圖

4 監(jiān)測(cè)井的應(yīng)用及效果

通過(guò)對(duì)呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)一期工程監(jiān)測(cè)井連續(xù)靜壓的觀察分析，發(fā)現(xiàn)西區(qū)邊部HUKJ1 井進(jìn)行一個(gè)注采周期的連續(xù)靜壓測(cè)試，發(fā)現(xiàn)HUKJ1 井的井底靜壓變化不大，有緩慢上升的趨勢(shì)，主要原因是西區(qū)投入注采的井較少，且HUKJ1 井所在的西區(qū)物性變差，壓力傳導(dǎo)不明顯（圖4）。

對(duì)東區(qū)邊部HUKJ2 井進(jìn)行一個(gè)注采周期的連續(xù)靜壓測(cè)試，發(fā)現(xiàn)HUKJ2 井的井底靜壓變化較大，在注氣期壓力快速上升，到注氣末期，由29MPa 上升到近33MPa，采氣期壓力平穩(wěn)下降，由33MPa 下降到約30MPa，主要是東區(qū)投入注采的井較多，且HUKJ2 井離注采中心區(qū)域較近，壓力變化較為明顯（圖4）。

圖4 HUKJ1、HUKJ2 監(jiān)測(cè)井連續(xù)靜壓曲線

北部HUKJ4 井第五周期開始有明顯壓力響應(yīng)（圖5）。綜合分析，東區(qū)邊部壓力響應(yīng)明顯，西區(qū)投入井點(diǎn)少、注采速度低，邊部壓力響應(yīng)較弱，也表現(xiàn)出西區(qū)持續(xù)逐級(jí)動(dòng)用并向外圍擴(kuò)散的趨勢(shì)。

圖5 HUKJ4 監(jiān)測(cè)井連續(xù)靜壓曲線

呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)一期工程HUKJ5 井是蓋層監(jiān)測(cè)井。監(jiān)測(cè)蓋層頂部N1s 水層段靜壓較試水升高1.8MPa，但井口無(wú)可燃?xì)怏w顯示，第五周期連續(xù)靜壓測(cè)試保持穩(wěn)定（圖6）。目前氣藏目的層及蓋層段發(fā)生的微地震事件數(shù)量少、應(yīng)力變化小，且未出現(xiàn)集中現(xiàn)象，表明圈閉密封性良好，未出現(xiàn)漏失現(xiàn)象。

圖6 HUKJ5 井連續(xù)靜壓曲線

5 結(jié)論

呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)監(jiān)測(cè)井主要通過(guò)對(duì)目前氣庫(kù)的固有特性，如地下的構(gòu)造形態(tài)、圈閉性、庫(kù)容氣量、工作氣量等，運(yùn)用監(jiān)測(cè)手段搜集歷史資料，同時(shí)也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)資料采集，獲取更加準(zhǔn)確的溫度、壓力等數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)分析能夠有效監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣庫(kù)的密封性能，監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣庫(kù)的壓力、產(chǎn)出剖面等運(yùn)行狀況。以此判斷儲(chǔ)氣庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)，并指導(dǎo)后期儲(chǔ)氣庫(kù)注采井井位部署方向和檢查蓋層密封性，提高呼圖壁儲(chǔ)氣庫(kù)工程建設(shè)速度，降低投資成本。