連續油管拖動噴射酸化在普光高含硫氣田的應用

2021-05-27 08:13:40王建青

復雜油氣藏 2021年1期

王建青

（中國石化中原油田分公司石油工程技術研究院，河南濮陽457001）

1 普光氣田概況

1.1 地質概況

普光氣田是國內發現的規模最大的海相整裝氣田，是國家“十一五”重大工程之一，“川氣東送建設工程”的主供氣源，屬超深層、高含硫、中孔、低滲透、構造-巖性氣藏。

氣藏埋藏深（大于4 500 m）、儲層跨度大（最大838.8 m），鉆遇氣層厚度為151.2～419.1 m（垂厚），射孔厚度平均293.1 m，H2S體積分數15.16%、CO2體積分數8.64%［1］。

由于儲層高含H2S、CO2，氣井投產采用酸壓、生產一體化永久式管柱。隨著生產運行，個別井投產后出現生產壓差較大、產剖測試儲層動用程度低的問題，針對這種情況，在不動管柱條件下，為改善產氣剖面，研發了高抗硫小直徑旋轉噴槍，采用連續油管拖動噴射酸化，可實現任意層段定點改造，有效提高了改造精度。

1.1.1 儲集空間與孔隙結構

儲層以大孔粗喉型、大孔中喉型、中孔細喉型為主，局部有裂縫發育，其中飛三段：以微孔微喉型為主，孔隙結構較差；飛一段—飛二段：以大孔粗喉、大孔中喉型為主，孔隙結構好；長興組：以大孔中喉型、中孔細喉型為主，孔隙結構不好。

1.1.2 鉆遇儲層情況

普光氣田Ⅱ+Ⅲ類儲層占90.11%，Ⅰ類儲層占9.89%。其中：Ⅱ類儲層滲透率（1～10）×10-3μm2，Ⅲ類儲層滲透率（0.1～1）×10-3μm2，Ⅰ類儲層滲透率不低于10×10-3μm2。

儲層物性以飛一二段較好，其次長興組，最差飛三段，非均質性強，儲層孔隙度1.01%～23.05%，滲透率（0.001 3～9 664.89）×10-3μm2。

1.1.3 氣藏溫度、壓力及流體性質

壓力系數：1.00～1.18，為常壓系統。氣藏溫度：1.98～2.21℃/100m，為低溫系統。流體性質：以甲烷為主，屬于高含H2S、中含CO2的氣藏。

1.2 面臨的技術難題及技術對策

1.2.1 面臨的技術難題

普光氣田高含H2S、中含CO2，完井管柱是帶有永久式封隔器的一次性管柱，在不動管柱的條件下，難以實施潛力層針對性措施。

1.2.2 技術對策

在不動管柱條件下，研制抗硫小直徑旋轉噴槍，采用過油管連續油管拖動酸化工藝，實現潛力層針對性噴射酸化。

2 連續油管噴射酸化選井選層原則

2.1 選井原則

通過氣井生產動態分析，結合產氣剖面測試，優選具有剩余可采儲量、產量下降快、層內、層間動用程度不均的井，主要包括：

（1）相同部位，儲層動用程度低的井：根據生產動態和產剖測試分析，應選擇長興組、飛三段動用程度低的井。

（2）產剖測試結果儲層動用不均的井：根據生產動態和產剖測試分析，選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層交互發育、產量低、產層動用不均的井。

（3）同一平臺生產壓差大的井：根據生產測井產剖結果，選擇表皮系數大，存在污染的井。

2.2 選層原則

根據生產測井產剖測試結果，優選未動用Ⅰ、Ⅱ類層做為噴射酸化層段。

3 連續油管拖動噴射酸化工藝

不動管柱條件下，在泵注酸液的同時，上下拖動連續油管，可實現任意層段噴射酸化，通過酸液溶蝕、壓力擠入、沖擊波擾動三重效果改善產氣剖面。

3.1 連續油管的優選

連續油管的選擇綜合考慮防卡、防腐、可作業深度及作業安全要求等因素。

3.1.1 連續油管材質

須滿足對地層流體和作業流體的耐腐蝕性能要求。根據不同材質連續油管室內腐蝕實驗結果、前期近20口井沖洗作業實際腐蝕效果評價，以及高含硫氣井流體性質，采用QT-800、QT-900連續油管（低碳合金鋼）。

3.1.2 連續油管規格

有效使用長度滿足目的層深度工藝要求，以利于降低沖洗泵壓和提高施工排量，連續油管受力分析［2］見表1。

表1 連續油管性能參數

3.2 沖洗酸配方優化

根據連續油管室內腐蝕實驗評價結果，結合多口井連續油管作業實際使用情況，優化沖洗酸配方。

沖洗酸：12%HCl+2%醋酸+1.5%鐵穩劑+1%高效起泡劑+8%緩蝕劑。

3.2.1 增大緩蝕劑濃度

通過QT-800 連續油管腐蝕實驗分析，增加緩蝕劑濃度，能提高緩蝕效果，因此將緩蝕劑質量分數提高為8%（見表2）。

表2 緩蝕劑濃度實驗結果（90℃）

3.2.2 降低連續油管服役溫度

根據不同溫度下連續油管腐蝕實驗結果（見表3），降低溫度可有效降低腐蝕速率。施工中采用加大酸液排量等措施降低溫度。

表3 連續油管服役溫度實驗結果

續表3 連續油管服役溫度實驗結果

3.3 小直徑旋轉噴槍

設計液流驅動小直徑旋轉式噴槍［3］，材質718合金材料，優選動力噴嘴2個（40°），直徑2.5 mm；直噴噴嘴2個，直徑4 mm。

旋轉噴槍結構如圖1 所示，主要由上端設有管螺紋的中心管、旋轉套、減阻套和下接頭組成，中心管的下端與下接頭螺紋密封連接，旋轉套和減阻套套裝在中心管上；噴嘴設置在旋轉套上，包括直噴噴嘴和動力噴嘴。入井時，中心管的上端與投送管柱連接，下接頭與射孔槍串連接。工作時，由于中心管和旋轉套之間采用徑向非接觸式密封［4］，漏失量極小，所以井口泵送的液體主要從直噴噴嘴和動力噴嘴處流出，作用在動力噴嘴上的液流形成旋轉扭矩促使旋轉套旋轉，通過直噴噴嘴的液流形成較大射流沖洗力清洗目標層孔眼［5］。