海上某高產(chǎn)氣田生產(chǎn)管柱優(yōu)化研究

李艷飛　胡忠太　李三喜

摘要：海上某氣田布置15口高產(chǎn)氣井，配產(chǎn)從（50～300）×10⁴m³/d，大多數(shù)井高峰產(chǎn)氣量在25×10⁴m³/d～70×10⁴m³/d之間，中后期降到10×10⁴m³/d以下。針對(duì)所開發(fā)的高壓高產(chǎn)氣井，儲(chǔ)層溫壓高、生產(chǎn)期長、修井頻率低等特點(diǎn)，在管柱設(shè)計(jì)方面盡量簡單化，對(duì)生產(chǎn)管柱，氣舉閥、化學(xué)藥劑注入閥及循環(huán)滑套等存在泄露風(fēng)險(xiǎn)的井下工具進(jìn)行優(yōu)選。通過對(duì)高產(chǎn)氣井完井生產(chǎn)管柱優(yōu)化研究，為某海域高產(chǎn)氣田高產(chǎn)井整體開發(fā)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海上氣田 高壓高產(chǎn)氣井 完井生產(chǎn)管柱 管柱優(yōu)化設(shè)計(jì) 井下工具

一、氣井完井管柱設(shè)計(jì)存在的難點(diǎn)

海上某氣田為高壓、高產(chǎn)氣田，縱向上會(huì)遇到異常高壓氣層，油氣水分布砂體厚度薄，空間分布不連續(xù)，復(fù)雜的工況給完井生產(chǎn)管柱設(shè)計(jì)帶來了系列問題：

1.單通道完井不利于保護(hù)井筒，可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)套管破裂、腐蝕破壞及井口失效等事故；

2.若盲目下入永久式封隔器、循環(huán)滑套、化學(xué)藥劑注入閥、井下溫度壓力計(jì)等井下工具，可能導(dǎo)致環(huán)空帶壓等井筒完整性問題。

二、完井管柱設(shè)計(jì)依據(jù)

（一）儲(chǔ)層溫壓

氣田開發(fā)的G3層以上均為正常壓力系統(tǒng)，地層壓力梯度約為1.0g/cm³，G3b層地層壓力約為37MPa，氣層溫度153℃左右；G4和G5層為異常高壓系統(tǒng)，地層壓力梯度為1.24-1.25g/cm³，地層壓力約為54MPa。

（二）流體性質(zhì)

天然氣性質(zhì)良好，甲烷含量87.12%～94.45%，CO₂含量0.93%～5.36%，不含H2S，凝析油密度0.8019～0.8414g/cm³；含蠟量5.84%～8.23%，膠質(zhì)含量3.17%～5.95%；低含硫。地層水水型為NaHCO₃型，礦化度13760mg/L。

（三）單井產(chǎn)量

氣井生產(chǎn)周期為18～25年，平均為23年。第6～11年氣井產(chǎn)量相繼達(dá)到最大值，以后快速遞減。單井產(chǎn)氣量1.1×10⁴m³/d～70.2×10⁴m³/d，高峰時(shí)產(chǎn)量在47×10⁴m³/d以上。氣井單井最大產(chǎn)氣量可達(dá)300×10⁴m³/d左右（見圖1）。

將17口氣井按照產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量及水氣比劃分為5種類型，主要參數(shù)見（表1）。

三、完井管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

根據(jù)儲(chǔ)層分布、井身結(jié)構(gòu)及作業(yè)、生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)9類（見表2）：表2某高產(chǎn)氣田15口開發(fā)井井身結(jié)構(gòu)分類

各類生產(chǎn)管柱如下：

1.定向井單層采氣管柱：可用于井身結(jié)構(gòu)第1、2、4、5、6類共10口井，如圖1；

2.定向井分層采氣管柱：可用于井身結(jié)構(gòu)第3類1口井，如圖2；

3.水平井采氣管柱：可用于井身結(jié)構(gòu)第類7和8類共4口井，如圖3。

四、結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1.海上高壓高產(chǎn)氣井可采用井下安全閥帶永久式封隔器及配套的完井生產(chǎn)管柱。

2.井下工具應(yīng)根據(jù)地層壓力、流體性質(zhì)及產(chǎn)能預(yù)測等情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.管柱設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能滿足多項(xiàng)作業(yè)、坐封可靠、節(jié)約作業(yè)時(shí)間、減少起下管柱次數(shù)，利于后期修井的完井工具。

4.管柱設(shè)計(jì)在滿足安全和工程需要的前提下，高壓高產(chǎn)氣井盡量減少井下工具數(shù)量。