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    淺談普光氣田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井工藝*

    2015-12-24 03:29:18劉銳熙楊萬(wàn)虎朱治理
    石油管材與儀器 2015年6期
    關(guān)鍵詞:普光試井產(chǎn)氣

    劉銳熙 楊萬(wàn)虎 朱治理 鮑 杰

    (中石化中原石油工程有限公司地球物理公司 河南 濮陽(yáng) 457001)

    0 引 言

    普光氣田是國(guó)內(nèi)最大的酸性氣田,2010 年正式投入生產(chǎn)開發(fā),由于其井口壓力高,產(chǎn)量大,且產(chǎn)出氣體高含硫化氫和二氧化碳,所以工程作業(yè)難度大,危險(xiǎn)性極高。但隨著普光氣田開發(fā)程度的不斷深入,開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井及時(shí)了解井下產(chǎn)出狀況和地層信息變得尤為迫切。

    1 普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井的難點(diǎn)分析

    普光氣田共有開發(fā)井52 口,實(shí)際實(shí)施開發(fā)井39口[1],具有單井配產(chǎn)高、井筒溫度高,井口壓力高,H2S 含量高和氣層埋藏深等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)導(dǎo)致普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井有別于常規(guī)氣井,主要表現(xiàn)為硫化氫氣體含量高,對(duì)施工安全和設(shè)備防腐要求極高;由于生產(chǎn)過程中伴有單質(zhì)硫、凝析水析出,易形成水合物,對(duì)井口動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)要求極高[2];國(guó)內(nèi)可借鑒的工藝方法和對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求極度缺乏。加之硫化氫氣體具有劇毒性和強(qiáng)腐蝕性,增大了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井在普光氣田實(shí)施的難度。

    2 井口防噴裝置介紹

    防噴裝置是測(cè)井時(shí)進(jìn)行井口密封和確保施工安全的核心裝置。中原測(cè)井使用的70 MPa 級(jí)高防硫井口密封裝置,材質(zhì)符合NACE MR0175 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),適用于井口壓力小于58 MPa 的作業(yè)井。它由三大部分組成:井口裝置、試壓撬、液壓和注脂控制撬。

    2.1 井口裝置

    井口裝置自上而下為防噴盒、刮纜器、流管、球閥、捕捉器、防噴管、防掉器、快速試壓短節(jié)、三臂電纜閥和連接法蘭等,如圖1 所示。各部件主要功能見表1。

    圖1 井口裝置示意圖

    表1 井口裝置各部件功能一覽表

    2.2 試壓撬

    試壓撬由操作面板、壓力記錄儀、儲(chǔ)液罐、試壓泵和試壓管線等五個(gè)部分組成,主要用于現(xiàn)場(chǎng)的井口裝置試壓和密封性能檢查。

    2.3 液壓和注脂控制撬

    液壓和注脂控制撬由操作面板、密封脂罐、注脂泵、儲(chǔ)能罐、液壓管線和注脂管線六個(gè)部分組成,主要用于開啟和關(guān)閉防噴盒、刮纜器、捕捉器、防掉器和三臂電纜閥等;控制注脂壓力的大小和回脂流量的大小,以保證井口電纜的密封效果。

    3 高抗硫井下儀器介紹

    施工使用的井下儀器,如圖2 所示,最大外徑43 mm,耐壓指標(biāo)100 MPa,耐溫指標(biāo)175℃,外管材質(zhì)采用特殊鈦合金,符合NACE MR0175 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。WDG 由遙傳短節(jié)、磁定位短節(jié)和自然伽馬短節(jié)組成,用于信號(hào)傳輸和深度校正;QP 石英壓力計(jì),實(shí)時(shí)記錄井筒內(nèi)壓力梯度;TEMP 井溫短節(jié),實(shí)時(shí)記錄井筒內(nèi)溫度;HYD 持水率計(jì),記錄井筒單位橫截面內(nèi)的含水量;ILS 在線流量計(jì),記錄流體流速,是全井眼流量計(jì)的補(bǔ)充;CFBM 全井眼流量計(jì),記錄流體流速,且設(shè)計(jì)有多種角度的渦輪葉片,能滿足不同井況的要求;同時(shí)配套的井下工具有滾輪扶正器、彈片扶正器、X-Y 井徑、51 mm 加重桿等。井下儀器的技術(shù)指標(biāo)見表2。測(cè)井結(jié)果顯示本儀器串能準(zhǔn)確定位油、氣、水的產(chǎn)出位置,準(zhǔn)確的計(jì)算油、氣、水的產(chǎn)量。

    圖2 下井儀器和配套工具圖

    表2 井下儀器技術(shù)指標(biāo)

    4 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井工藝

    普光氣田是國(guó)內(nèi)最大的整裝海相高含硫化氫氣田。開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井,及時(shí)了解井下產(chǎn)出動(dòng)態(tài),能為普光氣田高效開發(fā)提供措施依據(jù),對(duì)普光氣田合理開發(fā)有一定的指導(dǎo)意義。普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井需按照合理組合測(cè)試內(nèi)容、減少施工程序、確保施工安全的原則,優(yōu)化測(cè)井施工設(shè)計(jì)。

    4.1 測(cè)井施工設(shè)計(jì)

    普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井的目的是為了獲取目前的地層壓力、流壓、地層參數(shù)、單井無阻流量、井筒的產(chǎn)層分布和各小層的產(chǎn)出情況等,這些數(shù)據(jù)可為進(jìn)一步優(yōu)化氣井生產(chǎn)方案、獲得穩(wěn)定產(chǎn)氣量提重要技術(shù)數(shù)據(jù)[3]。測(cè)井施工項(xiàng)目主要包括壓力恢復(fù)試井、產(chǎn)氣剖面測(cè)井和穩(wěn)定試井等。為確保施工安全資料錄取前需要進(jìn)行通井作業(yè),因此需進(jìn)行兩次下井作業(yè)。

    第一次下井需完成通井和壓力恢復(fù)測(cè)試。儀器串由加重桿+扶正器+WDG +TEMP +QP 組成。儀器下至500 m 后氣井以正常配產(chǎn)開井,儀器下井過程中可錄取井筒流溫、流壓資料;下至遇阻后,需連續(xù)三次探底以確定遇阻深度;遇阻深度確定后將QP 起至產(chǎn)層中深,待產(chǎn)量穩(wěn)定后關(guān)井進(jìn)行壓力恢復(fù)測(cè)試;壓力恢復(fù)測(cè)試結(jié)束后上提電纜起出井下儀器,期間儀器可錄取井筒靜溫、靜壓資料。

    第二次下井需完成產(chǎn)氣剖面測(cè)井和穩(wěn)定試井。儀器串由加重桿+WDG +TEMP + QP + HYD + 扶正器+ILS+扶正器+CFBM 組成。穩(wěn)定試井要求進(jìn)行不少于3個(gè)工作制度的產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料錄取。關(guān)井狀態(tài)下儀器下井,當(dāng)儀器下至目的層段后,以4 種不同測(cè)速進(jìn)行流量?jī)x器的零流量轉(zhuǎn)子刻度,之后將儀器起至目的層段中深,并以設(shè)計(jì)的最低工作制度開井,待產(chǎn)量穩(wěn)定后以4 種不同測(cè)速錄取產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料;按設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)產(chǎn)量,錄取其余工作制度下的產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料;資料錄取完成后,上提儀器儀器至油管鞋底部以下50 m,關(guān)井等待10 min[4],繼續(xù)上提儀器直至起出井口。

    4.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

    現(xiàn)場(chǎng)施工可分為以下幾個(gè)重要步驟:

    1)開工驗(yàn)收。測(cè)井隊(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前需向甲方提供相關(guān)的作業(yè)票(證),施工人員的各種安全資格證和培訓(xùn)證,以及各種設(shè)備的檢驗(yàn)合格證,待驗(yàn)收合格后方能進(jìn)入井場(chǎng);在甲方指引下合理擺放測(cè)井裝備;組織進(jìn)行一次有針對(duì)性的應(yīng)急演練。

    2)井口連接。包括防噴裝置連接、輔助設(shè)備連接和井下儀器連接。

    3)井口裝置試壓。需進(jìn)行高壓和低壓兩種壓力級(jí)別的測(cè)試,試壓時(shí)間為25 min,壓力變化小于1 psi 為合格。

    4)資料錄取。試壓合格后,按照測(cè)井施工設(shè)計(jì)錄取壓力恢復(fù)、產(chǎn)氣剖面和穩(wěn)定試井?dāng)?shù)據(jù)。測(cè)井過程中,井口安排人員24 小時(shí)坐崗實(shí)時(shí)關(guān)注井口和防噴裝置的工作情況,出現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處置并匯報(bào)給相關(guān)部門和現(xiàn)場(chǎng)帶班領(lǐng)導(dǎo);防噴裝置注脂壓力不小于井口壓力的2 倍;當(dāng)儀器通過井下工具前50 m 需將電纜速度降低至不大于600 m/h;距離井口100 m 時(shí),速度小于600 m/h。

    5)拆卸井口防噴裝置、儀器和測(cè)井輔助設(shè)備。儀器進(jìn)入防噴管后,關(guān)閉采氣樹四號(hào)閘門,通過采氣站放噴管線泄放防噴裝置內(nèi)的殘余壓力;關(guān)閉采氣樹七號(hào)閘門,通過試壓撬泵入頂替液將防噴管內(nèi)的殘余硫化氫氣體排出;拆卸防噴裝置、井下儀器和測(cè)井輔助設(shè)備。

    6)井場(chǎng)交接。測(cè)井隊(duì)清潔施工井場(chǎng),并與采氣站做好井場(chǎng)交接。

    4.3 資料解釋

    1)壓力恢復(fù)資料解釋。通過結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù),可從壓力恢復(fù)測(cè)試資料中獲取外推地層壓力、恢復(fù)末期地層壓力、平均地層壓力、井筒儲(chǔ)集系數(shù)、地層系數(shù)、有效滲透率、表皮系數(shù)、儲(chǔ)能比和導(dǎo)壓系數(shù)等數(shù)據(jù)[5]。

    2)產(chǎn)氣剖測(cè)井資料解釋。識(shí)別井下產(chǎn)出層位置,精確計(jì)算各小層的產(chǎn)量。解釋成果見表3。

    3)穩(wěn)定試井資料解釋。利用產(chǎn)氣剖面測(cè)井資料,可獲取每個(gè)工作制度下的穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的流壓和產(chǎn)量,再對(duì)不少于三個(gè)工作制度的產(chǎn)量和流壓進(jìn)行分析,可獲取該井無阻流量,并對(duì)該井產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

    表3 X 井產(chǎn)氣剖面測(cè)井解釋成果表

    5 結(jié)論與建議

    1)采氣站點(diǎn)火放噴的泄壓方式釋放壓力過快,容易導(dǎo)致防噴裝置受損,建議放噴人員緩慢開啟放噴閘門,壓力釋放時(shí)間應(yīng)不少于30 min。

    2)防硫電纜通過密封裝置后發(fā)生松鎧的可能性極高,建議每使用3 口井應(yīng)進(jìn)行一次電纜退鎧處理,且為了充分釋放電纜扭矩,建議每次下井時(shí)儀器串頂部加裝旋轉(zhuǎn)短節(jié)。

    3)壓力恢復(fù)測(cè)試時(shí),應(yīng)安排解釋人員現(xiàn)場(chǎng)能進(jìn)行資料解釋和評(píng)價(jià),一旦測(cè)井資料達(dá)到預(yù)期的測(cè)井目的,應(yīng)及時(shí)停止測(cè)井施工,可有效提高測(cè)井時(shí)效和降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

    4)由于使用5.6 mm 電纜需要克服的井口阻力僅為8 mm 電纜的二分之一,可有效減少下井儀器串配重,縮短下井儀器串和防噴管的長(zhǎng)度,降低施工風(fēng)險(xiǎn)和難度,建議使用5.6 mm 電纜進(jìn)行施工。

    [1]馬永生,蔡勛育,郭旭升,等.普光氣田的發(fā)現(xiàn)[J]. 中國(guó)工程科學(xué),2010,11(10):16 -19.

    [2]彭鑫嶺,曾大乾,梁梅生,等. 普光高含硫化氫開發(fā)測(cè)井工藝優(yōu)選與應(yīng)用[J]. 天然氣工業(yè),2012,32(11):32 -35.

    [3]王景東,黃志明. 氣井變流量試井工藝技術(shù)[J]. 石油天然氣學(xué)院學(xué)報(bào),2006,28(1):110 -112.

    [4]Mark Shaw,Willie Murdoch,et al.Elmar 10K Pressure School[M].NOV Elmar,2003,Revision.2

    [5]劉能強(qiáng). 實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法[M]. 北京:石油工業(yè)出版社,2008.

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