凝析气藏采气配套工艺交流.ppt

凝析气藏采气配套工艺交流 2009 9 白庙气田排液采气现状 先后采用了小油管 机抽 橇装气举 柱塞气举 超声波雾化和增压气举排液采气等工艺技术 保证低压低产气井稳定生产 采用低伤害压井液进行气井作业 降低压井对地层的污染 应用射孔 气举一体化管柱 减小作业成本和对地层的污染伤害 开展了注气吞吐治理反凝析污染试验 降低反凝析液对近井地带污染 白庙气田排液采气现状 下步重点进一步完善多级气举管柱 选井试验小直径管排液工艺技术 解决气举时部分积液压回气层造成二次污染 试验闭式气举小套管气井气举管柱配套近井地带反凝析污染治理 排液采气技术 主要技术 同心管排液采气技术压裂气举一体化管柱复杂特殊结构井气举工艺 缩小管径加深管柱注重气层保护 同心管技术 在原有生产管柱的基础上 加入小直径管 并加深到目的层位 增大低产井气体流速 提高携液能力 原管柱 空心杆 低压气井采气关键 同心管排液采气技术 技术原理 低压低产气井同心管采气可依靠地层自身能量达到低水平稳定连续生产实现同心管泡排 气举 泡排 气举及洗盐等工艺措施 提高排液 洗盐效果能够实现通过套管环空 杆管环空和空心杆向井内注气或注化学药剂 并且作为气液从井底到地面的通道采用空心抽油杆代替小油管 与小直径气举阀等配合使用 可实现深层气藏闭式气举 避免气举对产层污染 同心管排液采气技术 技术特点 应用范围 同心管采气同心管泡排同心管气举同心管气举 泡排同心管深部位洗盐 悬挂器 空心杆 73mm 89mm油管 同心管排液采气技术 空心杆采气 低产 产液量小的气井 日产气量2000m3 d原油管直径为内径62mm 76mm 井况良好无出砂史 蜡 垢 注 以上是按照油田常用空心杆尺寸 内径26mm杆 接箍50mm 考虑与原油管的匹配设计的选井原则 有待根据现场试验情况修正 对于4000m3 d的井 可选择外径42mm 48mm 接箍60mm 62mm 的空心杆 原油管内径要求76mm 同心管排液采气技术 技术适用性分析 与 73mm油管匹配的空心杆采气工艺 空心杆管流压力损失与连续携液能力分析 根据空心杆管流压力损失 计算空心杆 杆管环空摩阻压力损失计算低产井连续携液能力 节点分析和携液能力确定空心杆杆径空心杆杆柱组合设计 不同尺寸空心杆摩阻损失对比图 同一管径下 摩阻损失随着气量增加逐步增加 5000m3 d以下 摩阻损失很小 超过10000m3 d 摩阻损失显著增加同一气量下 管径越大 摩阻损失越小 26mm 25 4mm杆摩阻损失较小同一气量下 22mm的杆管环空采气摩阻损失最小 不同井口压力下杆 杆管环空尺寸对最小携液气量的影响 内径62mm油管条件下 2000 3000m3 d采用 24 26mm杆生产 内径76mm油管条件下 3000 7000m3 d采用 30 37mm杆生产 节点分析和携液能力确定空心杆杆径 24mm 25mm杆协调产量相近 低产井选择内径25mm的空心杆柱 相应规格采用 36 5 5mm 与 73mm油管匹配的空心杆采气工艺 空心杆杆柱组合设计 杆 接箍 所承受的拉力为杆自身重力 采用 36 5 5mmD级空心抽油杆 按最大井深4000m计算 空心杆质量不超过18t 端部采用镦粗接头或者摩擦焊制造 抗拉强度达到40t 采用D级杆可以满足采气和排液需要 36 5 5mm空心杆 73mm油管 筛管 杆堵 与 73mm油管匹配的空心杆采气工艺 有产能 但不能稳定带液的气井 逐渐积液的减 停产井产液量小 产液类型以水为主井内流体无砂粒和不洁物 以免堵塞空心杆对于井况和流体状况良好的气井 可加大空心杆下深 提高泡排效果 空心杆泡排 同心管排液采气技术 技术适用性分析 同心管泡排工艺 泡排参数优化 加药量 建立了同心管积液量计算模型 根据井筒积液高度和积液量 注入浓度计算加注量 加药量 井筒积液量 加药浓度同心管井筒积液量 Q Q底 Q大 Q小 Q杆 泡排参数优化 空心杆下深超出原油管 建议采用杆注 可快速降低深部位液体密度 减少关井反应时间 空心杆下深在原油管内 采用杆管环空泵注 空心杆排液 加注工艺 同心管泡排工艺研究 低压低产 积液气井 日产气量4000m3 d左右适用 89mm油管 井况良好 原油管无变形压裂投产井 采用 89mm油管压裂后 不喷 产能不理想的气井 空心杆闭式气举 同心管排液采气技术 技术适用性分析 低压低产 积液气井 日产气量4000m3 d左右适用 89mm油管 井况良好 原油管无变形压裂投产井 采用 89mm油管压裂后 不喷 产能不理想的气井 空心杆闭式气举 同心管排液采气技术 技术适用性分析 井口及工具配套 同心管采气井口设计 同心管排液采气技术 空心杆特殊四通采用原井口压力级别 标准锻造 采用锥座式悬挂器 空心杆四通座于大四通之上 法兰连接 井口及工具配套 1 2 小直径气举阀 同心管排液采气技术 井口及工具配套 闭式气举专用单流阀 同心管排液采气技术 总长度 910mm联接空心抽油杆螺纹KG19 16内孔 24mm 最大宽度 68mm配置 16气举阀联接气举阀螺纹Z1 4 18HSS进气通道 8mm 空心杆气举工作筒与2 油管气举工作筒对比图 井口及工具配套 闭式气举专用单流阀 同心管排液采气技术 外形尺寸 114 3 360mm球 38mm球座通径 30mm阀体堵帽连接油管螺纹 31 2 UPTBDG打捞直径 25mm投阀座封重量 7kg 设计应用 同心管排液采气技术 文31气井空心杆排液采气工艺设计 目前井下管柱图 原始地层压力 38MPa目前地层压力 4 6MPa 估计 原油管 89mm管柱 环空固死生产方式 依靠自身能量排液油压 0 85MPa日产气量 0 19万方不含H2S CO2含量1 存在问题 目前采用 89mm油管生产 带液困难 产能低 空心杆 42 6mm D级35COMn钢下深2960m接箍 耐老化饱和丁腈密封圈密封 耐温 120oC 88 9mm油管 110mm喇叭口2795 31m 2807 8m 2987 4m 42mm小直径管 60mm喇叭口遇阻位置以上20m 人工井底3014 18m 鱼顶不详 环空水泥灰面2308 0m 完井管柱图 文31井小直径管柱设计 同心管排液采气技术 目前井下管柱图 人工井底3642m 原始地层压力 33MPa目前地层压力 29MPa原油管 73mm油管 内有柱塞 卡定器生产方式 柱塞坏 目前间歇生产油压 9MPa套压 17MPa日产气量 0 0378万方没有发现H2S等有毒气体砂面需现场落实存在问题 井底积液 低能 间开生产 卡定器2975 82m 3307 5m 3373m 砂面3396 76m 73mm油管3286m 设计应用 同心管排液采气技术 文213 2气井空心杆排液采气工艺设计 空心杆 36 6mm D级35COMn钢下深3370m接箍密封 采用耐老化饱和丁腈密封圈密封 耐温 120oC 36mm小直径管 50mm喇叭口3370m 人工井底3642m 完井管柱图 文213 2井小直径管柱设计 3307 5m 3373m 砂面3396 76m 73mm油管 93mm喇叭口3000m 同心管排液采气技术 设计应用 文69 6空心杆排液采气设计 同心管排液采气技术 目前地层压力未测估计7 9MPa生产方式 目前间歇生产 36mm小直径管 50mm喇叭口遇阻位置以上20m 人工井底3172 4m 3002 4m 3072 9m 砂面现场落实 73mm油管 93mm喇叭口2960m 空心杆 36 6mm D级35COMn钢下深3050m接箍密封 采用耐老化饱和丁腈密封圈密封 耐温 120oC 9月1日作业下入空心杆 目前正在排液 空心杆注气 小环空排液为主 压裂气举一体化管柱 技术原理 油气井压裂作业前 将气举阀按设计连接在压裂管柱上 下入油气井 压裂作业后 向套管环空注入高压天然气 气举阀开始卸载 在卸载过程中 由于气举放大了生产压差 使压裂液能够快速的返排到地面 压裂作业压力可达60MPa 气举阀可承受90MPa外压采用专用气举阀和工作筒实现 压裂 气举一体化管柱 减少一次作业过程 有效保护新投产层产能和措施增产效果 技术特点 压裂气举一体化管柱 应用范围 压裂后需快速返排的油气井 3 油管 压裂投产的气井井深4500米以下积液气井 压裂气举一体化管柱 耐高压气举阀 配套工具 压裂气举一体化管柱 焊缝光滑平整 无裂缝及气泡等缺陷 气举阀耐压 90MPa气举阀耐温 160 压裂气举工作筒 配套工具 压裂气举一体化管柱 外径 115 3mm通径 复杂特殊结构井气举工艺 技术原理 对于特殊结构井 常规的气举管柱受到很大程度局限改进加工小气举阀 内置式工作筒 外径尺寸满足井况要求 实现复杂特殊结构井气举排液采气 技术特点 应用范围 4 套管井 套变井 大斜度井 复杂特殊结构井气举工艺 配套工作筒 总长度 750mm内孔直径 42mm外径 80mm偏心距 6工作筒联接螺纹 23 8UPTBG气举阀联接螺纹 1 4 18NPT 复杂特殊结构井气举工艺 白17补孔气举管柱 生产层位S3中3 4生产井段3605 7 3671 0m套管变形3924 04m油套101 6 7 8 内径86mm 下深2094 58 4070 8m27 8 23 8 复合管柱带1 2 气举阀内置式工作筒外径80mm测试工具下入正常 目前排液恢复生产 设计应用 73mm 2000m 60mm 1740m 抓住两个规律 气井积液规律和递减规律做到两个坚持 坚持气井工作制度不能随便更换 坚持在露点压力以上稳定生产 实现三个转变 排液由井筒排液向解除近井地带的污染转变 更换举升方式由被动向主动方向转变 排液由抢救型排液转变为定期维护性排液 排液采气工艺技术思路 主要建议 采用半闭式气举排液管柱 开展解除近井地带反凝析污染 控制有效排液深度 优化排液周期 反凝析污染治理 中原油田凝析气藏的特点 气层埋藏深 含气井段长多为致密 低孔 低渗的凝析气田气藏地露压差小单井控制储量小气井出液普遍凝析气藏稳产期短 反凝析堵塞机理 反凝析堵塞机理研究 井筒附近的油气两相可动区 中间部分的油相不可动而气相可动的区域 外部的单相气区 反渗析水锁堵塞机理研究 当地层水或凝析水无法被气流携带出井筒时 将形成井底积液 开关井时 井底积液在井筒回压 储层岩石润湿性和微孔隙毛细管压力作用下 可能会向中低渗储层的微毛细管孔道产生反向渗析 形成 反渗析水锁 水锁的存在进一步堵塞了气体的渗流通道 降低气相渗透率 加剧近井地层的伤害 近井地带液相饱和度增加气相渗透率下降凝析气相态发生变化 反凝析污染和水锁效应的结果 凝析气反凝析动态 导致 气井产能急剧下降 产量下降到投产初期一半时历时时间 反凝析污染技术 国内外提高凝析气井产能的主要技术 循环注气单井注气吞吐 主要包括注干气 CO2 富气 氮气等 注互溶剂 甲醇 乙醇等 注甲醇 其他气体 氮气 CO2 干气等 水力压裂预热地层 电磁加热 循环注气主要适用于储层连通性好的 处于开发初期 反凝析污染程度低的凝析气藏 其原理是保压气驱 或混相段塞驱 开采 单井吞吐注气适用于衰竭式开采中后期 储层连通性差 反凝析严重的低渗凝析气藏 其原理是部分蒸发凝析油或把凝析油挤往地层较远处而增产 在中后期为提高凝析油采收率的方式 单井注气减小凝析气井反凝析 反渗析污染 可消除凝析气井近井地层反凝析堵塞 作用机理 靠部分蒸发和把凝析油挤往地层较远处来扩大气相渗流通道 即注入的干气与地下湿气混合后 使地层中的气体干度增加 从而可通过对凝析油的超临界抽提和多级接触近混相驱替 使部分反凝析油蒸发或通过降低油气界面张力把凝析油推向地层远处 降低近井地层的反凝析油饱和度 使地层中反凝析现象减弱 甚至消失 但干气难以有效地将反渗吸水推向地层远处 因此只用干气处理气井近井地带的效果并不理想 单井注干气吞吐 富气包括脱了凝析油后富含C3 C4及宽馏分轻烃的C1混合物 作用 可以大大的降低气体凝析油的界面张力 同时由于溶解了中间烃组分 增加了凝析油的流动性 俄罗斯的现场实验证明 用富气处理井底 可采出35 析出在近井地带的凝析油 与注富气相比 注干气只能采12 15 析出的凝析油 若注入的干气或富气再加温预热 效果会更好 注富气 CO2的相对密度为1 977 化学性质很稳定 具有较高的溶解度和流动性 作用 低渗透凝析气藏注入CO2不仅能保持地层压力 阻止反凝析 而且能增加凝析油体积 提高烃类总采收率 采出的凝析油气经地面设备分离后 再回注到储层既可节约凝析气藏开采的气源成本 又可使大气环境得到保护 CO2易溶于水且略呈酸性 可起到提高储层渗透性 解除地层堵塞的目的 但CO2的使用受资源限制 并具一定的腐蚀性 在无气源情况下实施具有一定的局限性 注二氧化碳 研究表明 注氮气提高采收率方法是较有潜力的提高采收率技术之一 作用 氮气能进入水所不能进入的低渗透层段 可将低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油 对原油产生 抽提 或 携带 作用 氮气由于有良好的可压缩性和膨张性 能量释放时具有良好的解堵 助排 驱替和气举等作用 它的这种作用有助于克服毛管力的束缚 从而降低水锁效应 带出反渗吸水 注氮气 水力压裂减轻凝析气井反凝析污染 优点 水力压裂可以增加近井地层流动压力 减少压降 明显扩大有效的流入范围 使气井能保持高的井底压力生产很长一段时间 推迟井眼附近凝析液的聚集 不足 水力压裂产生的裂缝容易闭合 而且压裂液也会通过渗析方式沿裂缝两侧的基岩面侵入地层 增加水相饱和度 堵塞基岩上的孔隙通道 产生反向吸吮的水锁效应 从而降低压裂效果 这一现象对低渗储层尤为明显 预热地层法减轻凝析气井反凝析污染 该方法适用于解除水锁伤害 是通过一种专有的井底传输油管加热工具注入气体直接加热井底近井地带目的层 该目标层的厚度一般是2m 径向深度为l 5 2m 加热该目标层 从而使其井筒附近的温度超过500 其目的是对反渗吸水进行超临界抽提 这种方法能有效地解除由于钻井及完井液的清水造成的浅层气层中次目标层的水锁伤害 注甲醇 气体段塞减轻凝析气井反凝析 反渗析污染 甲醇是一种易挥发的有毒极性液体 能与水 乙醇 乙醚和大多数其它有机溶剂混溶 在凝析液中也能溶解 因此它可以作为驱替近井地带反凝析液 水的一种双效溶剂 存在反凝析堵塞的低渗透储层经过甲醇处理后 其生产能力 采气指数都有所提高 如果注入足够的甲醇 就可通过多次混相驱油作用除去储层中的水和凝析油 甲醇的性质 作用 在注气吞吐之前先注入一定量的甲醇溶液前置段塞来解除反凝析油和反渗析水锁产生的地层堵塞 以改善注气吞吐 提高凝析气井产能的效果 预先注入的甲醇溶液前置段塞 进入毛细孔隙中能降低界面张力 改变流体相态特性 进而改善气液相的流动持性 可将近井带的凝析液 水推向地层远处 进入段塞之后再注入干气 并关井浸泡一段时问 这样干气与地下湿气混合后 使地层中的气体干度增加 使凝析油产生再蒸发而含量下降 使地层中反凝析现象再次减弱 整个驱替过程可进一步提高气桕渗透率 使气井产能得到改善 中原油田解除反凝析污染的研究 甲醇与地层水的配伍性实验 目的 注入甲醇过程中 地层水与甲醇相遇后是否出现 盐析 而堵塞地层 给地层带来不可恢复的附加污染和伤害 实验测试表明 在室温和一个大气压条件下 甲醇和中原油田凝析气藏取出的地层水以任意比例混合均未发生分相和固相沉积 此外 由于随着温度增加 地层水溶解度 溶盐能力 增加 而压力增加不会发生盐析而伤害地层 所以可以得出结论 对于中原油田凝析气藏 在地层条件下甲醇的注入不会使地层水产生盐析现象 常岩心驱替实验 目的 检验低渗