鄭明學， 黃在福， 羅 冰， 王學杰， 劉歡樂

(1.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029；2.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

YD油田Sarvak油藏水平井氣舉完井技術(shù)

鄭明學1， 黃在福1， 羅 冰1， 王學杰1， 劉歡樂2

(1.中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029；2.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101)

為有效開發(fā)YD油田Sarvak油藏，在“一期工程”產(chǎn)能建設(shè)中，根據(jù)地層巖性、物性及流體性質(zhì)，并結(jié)合氣舉開發(fā)特征，利用PIPESIM軟件對氣舉生產(chǎn)要求的油管尺寸、氣舉氣量、氣舉閥及生產(chǎn)管柱等進行了優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出了與該油藏相匹配的氣舉、酸化和生產(chǎn)一體化完井生產(chǎn)管柱及配套的完井工具。根據(jù)“一期工程”現(xiàn)場實際完成井試油產(chǎn)量與預期產(chǎn)量的分析對比結(jié)果，從工程角度對目前Sarvak油藏水平段篩管完井管柱進行了進一步的優(yōu)化，提出在割縫篩管內(nèi)增加沖洗管，以便于循環(huán)驅(qū)替出篩管外環(huán)空中的殘留完井液，為后續(xù)酸化作業(yè)提供良好的井筒條件。通過完井技術(shù)優(yōu)化設(shè)計，為下一步高效開發(fā)Sarvak油藏提供了更為可行的技術(shù)支持。

水平井 氣舉 完井 優(yōu)化設(shè)計 Sarvak油藏 YD油田

在YD油田“一期工程”中，Sarvak油藏采用水平井開發(fā)方案。該方案中，φ177.8 m尾管坐封在入靶點處固井；水平段長900.00 m，用φ114.3 mm篩管完井。采用氣舉、酸化和生產(chǎn)一體化完井管柱，基本能夠滿足油井的酸化改造及生產(chǎn)需求[1-3]。但是，對于殘留在水平段井筒中的完井液，特別是水平段環(huán)空中的殘留完井液，無法徹底循環(huán)排出。為此，筆者針對YD油田“一期工程”中Sarvak油藏所用完井管柱存在的不足，對完井管柱進行了優(yōu)化[4-6]，以期取得更好的生產(chǎn)效果。

1 Sarvak油藏特征

Sarvak油藏為淺海塊狀碳酸鹽巖油藏，是斷坡/低梯度大陸架環(huán)境沉積的厚殼蛤生物碎屑碳酸鹽油藏。該油藏具有不均勻相，地層主要為原始指狀交錯厚殼蛤生物層中優(yōu)質(zhì)顆粒豐富的泥?；?guī)r/粒狀灰?guī)r，以及泥質(zhì)潟湖粒泥灰?guī)r/泥巖。

Sarvak油藏縱向上共分為7個小層系，即Sarvak 1—Sarvak 7，其中Sarvak 2—Sarvak 5層為含油層系。該油藏為重質(zhì)油油藏，具有原油黏度高、傾點低、含硫量高等特點。巖心和測井解釋結(jié)果表明，地層有效孔隙度為6.5%～19.0%，地層滲透率為0.5～16.0 mD；含油飽和度為50%～89%，原油密度為0.93 kg/L，20 ℃時黏度為163.26 mPa·s，地層水礦化度為389.51 mg/L，原始地層壓力為33.1～42.6 MPa，地層飽和壓力為10.2～11.8 MPa,油藏溫度為95.5～96.1 ℃。

2 氣舉完井設(shè)計

2.1 油管尺寸設(shè)計

依據(jù)開發(fā)方案，Sarvak油藏生產(chǎn)井初期利用地層原始能量自噴生產(chǎn)，當?shù)貙幽芰克p到不足以滿足經(jīng)濟自噴生產(chǎn)后，采用連續(xù)氣舉的生產(chǎn)方式提高油井單井產(chǎn)量。

選擇油管時，必須以油藏類型、油井產(chǎn)能、生產(chǎn)方式等為基礎(chǔ)，最大限度地提高連續(xù)氣舉方案中人工舉升油氣開采的效果[7]。

選擇油管時不僅要考慮經(jīng)濟性，而且要考慮能否獲得合理的生產(chǎn)壓差及油流流速。此外，選擇合理的油管直徑，還能提高油井產(chǎn)量，進而提高油田開發(fā)的經(jīng)濟效益[8-9]。

按照油井不同的生產(chǎn)工況(自噴、氣舉采油)及不同的生產(chǎn)階段(不含水生產(chǎn)期與含水生產(chǎn)期)，并考慮2.07 MPa井口回壓及油藏壓力的變化等因素進行油管的設(shè)計及評價。油管內(nèi)徑與單井產(chǎn)量之間的關(guān)系如圖1所示。由圖1可知，油管內(nèi)徑較小的時候，油井產(chǎn)量隨著油管內(nèi)徑增大而增大；當油管內(nèi)徑增大到76.0 mm時，油井產(chǎn)量即可滿足YD油田Sarvak油藏的生產(chǎn)需求；隨著油管內(nèi)徑的進一步增大，油井產(chǎn)量先小幅增大后逐漸減小。所以，對Sarvak油藏開發(fā)井而言，最優(yōu)的油管內(nèi)徑為76.0 mm。

2.2 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)Sarvak油藏地層巖性、物性穩(wěn)定的特點，結(jié)合油藏地質(zhì)開發(fā)方案，該油藏采用水平井開發(fā)，且認為割縫/沖縫等縫隙類篩管完井工藝適用于非出砂的Sarvak油藏水平井完井。割縫篩管不但可以支撐井壁、防止地層坍塌，而且水平段無固井作業(yè)，儲層不會受到水泥漿的損害；另外，割縫篩管裸眼完井成本相對較低。

YD油田“一期工程”中，Sarvak油藏的鉆井完井方案為：用φ244.5 mm技術(shù)套管封隔Pabdeh層，然后用φ215.9 mm鉆頭鉆下一開次，定向造斜，并鉆完900.00 m水平段，鉆達設(shè)計井深后完鉆；φ177.8 mm尾管下至入靶點頂部并固井；然后，將φ114.3 mm割縫篩管下入到水平段，實現(xiàn)完井。Sarvak油藏典型的井身結(jié)構(gòu)(采用篩管完井方式)如表1所示。

2.3 氣舉氣量的敏感性分析

氣舉氣量是衡量氣舉效率的重要指標之一[10]。氣舉氣量太小時，流壓梯度會下降，氣舉效率不理想，不能滿足氣舉的要求；氣舉氣量太大時，摩擦阻力會加大，流壓梯度不但不降低反而升高，這一現(xiàn)象稱為“梯度反轉(zhuǎn)”。

2.3.1 氣舉閥設(shè)計

Sarvak油藏的主力開發(fā)層系為Sarvak 2和Sarvak 4層，因此針對這2個層系，分別研究、優(yōu)化了氣舉閥的設(shè)計。

Sarvak 2層氣舉生產(chǎn)井的基本參數(shù)：生產(chǎn)層中部深度2 835.00 m，儲層壓力33.09 MPa，采液指數(shù)13.84 m3/(MPa·d)，氣液比50.4 m3/m3,含水率20%，氣舉壓力11.0 MPa,氣舉氣量15 000 m3/d,注入溫度45 ℃,井口流壓2.07 MPa。

應用PIPESIM軟件模擬，Sarvak 2層設(shè)計為5級氣舉閥，最下一級氣舉閥下深為2 165.50 m，氣舉生產(chǎn)單井產(chǎn)量為166.8 m3/d。Sarvak 2層氣舉閥設(shè)計結(jié)果如表2所示。

注:ptro為試驗臺架上的開啟壓力。

Sarvak 4層氣舉生產(chǎn)井的基本參數(shù)：生產(chǎn)層中部深度2 936.00 m，儲層壓力33.09 MPa，儲層溫度95.5 ℃，采液指數(shù)26.53 m3/(MPa·d)，氣液比50.4 m3/m3，含水率20%，氣舉壓力12.0 MPa，氣舉氣量20 000 m3/d，注入溫度45 ℃，井口流壓2.09 MPa。

應用PIPESIM軟件模擬，Sarvak 4層設(shè)計為4級氣舉閥，最下一級氣舉閥下深為2 166.8 m，氣舉生產(chǎn)單井產(chǎn)量為270.8 m3/d。Sarvak 4層氣舉閥設(shè)計結(jié)果如表3所示。

2.3.2 生產(chǎn)管柱設(shè)計

由于Sarvak油藏流體中含有硫化氫、二氧化碳等腐蝕性氣體，同時原油中含有瀝青質(zhì)，從地層中產(chǎn)出的原油進入井筒并向上運移時，隨著溫度降低，瀝青質(zhì)逐漸析出并堵塞油管通道，輕則增大清理維護工作量，重則導致油井停產(chǎn)。

為了使含腐蝕性、瀝青質(zhì)流體的油氣井能夠長期、安全地生產(chǎn)，必須考慮采用防腐完井井下工具及耐腐蝕油管。所以，對于Sarvak油藏的生產(chǎn)井，氣舉生產(chǎn)管柱比較復雜，生產(chǎn)管柱上的完井工具比較多，其主要井下完井工具包括：

1) 井下安全閥。緊急情況下關(guān)井，實現(xiàn)井控目的；停產(chǎn)時關(guān)井，保護井口安全；關(guān)閉井下安全閥，可對井口裝置維護保養(yǎng)、更換配件。

2) 氣舉閥總成。包括氣舉工作筒和氣舉閥，其主要作用是向油管內(nèi)連續(xù)注入氣舉氣，降低油管內(nèi)的靜液柱壓力，降低生產(chǎn)壓差，促使地層流體流入井筒，提高油井產(chǎn)量。

3) 循環(huán)滑套。連接在生產(chǎn)封隔器之上，打開滑套可以建立循環(huán)，實現(xiàn)替漿、壓井等作業(yè)。完井過程中滑套的主要作用是，將生產(chǎn)封隔器坐封在φ177.8 mm CRA尾管上，封隔封隔器上、下環(huán)空。打開滑套建立循環(huán)，用抑制性防腐液將油套環(huán)空中的完井液替出井筒，封隔器以上的油套環(huán)空內(nèi)充滿抑制性防腐液，不僅有利于保護生產(chǎn)套管，而且對油管外壁也能起到保護作用。

4) 化學劑注入閥。完井管柱中增加了2套化學劑注入閥，分別通過獨立的注入管線連接至地面。其中一套注入CO2、H2S防腐劑，另一套注入防止瀝青質(zhì)析出的溶解劑。

5) 伸縮短節(jié)。其主要作用是在油井生產(chǎn)過程中補償因熱脹冷縮或其他原因造成的油管柱縱向蠕動，防止生產(chǎn)封隔器意外解封。

6) 生產(chǎn)封隔器。Sarvak油藏的生產(chǎn)井使用的是可回收式生產(chǎn)封隔器，坐封在φ177.8 mm CRA尾管上，把油套環(huán)空上下分開，阻止地層腐蝕性流體進入油套環(huán)空，對油管、套管起到保護作用。另外，氣舉生產(chǎn)時，隔擋環(huán)空注氣壓力從油套環(huán)空向下傳遞，防止注氣壓力對產(chǎn)層產(chǎn)生影響。

Sarvak油藏典型的生產(chǎn)完井管柱組合(從下至上)為：油管引鞋+No-Go 坐落接頭+生產(chǎn)懸掛封隔器+伸縮短節(jié)+循環(huán)滑套+化學劑注入閥+4～5級氣舉閥總成+流動接箍+井下安全閥+流動接箍+油管懸掛器。

3 完井方案優(yōu)化及二期生產(chǎn)預測

在YD油田“一期工程”現(xiàn)場實施上述完井方案時發(fā)現(xiàn)，該方案存在以下不足：1)下入φ114.3 mm割縫篩管時，一旦遇阻，無法開泵向下沖洗(因為短路循環(huán))；2)φ114.3 mm篩管下到位后，無法從井底建立循環(huán)，驅(qū)替篩管外環(huán)空中的殘留完井液；3)長水平段酸化施工中，無法實現(xiàn)均勻酸化。

針對上述不足，提出φ114.3 mm篩管中加中心沖洗管的優(yōu)化方案，其優(yōu)點如下：

1) 下入φ114.3 mm割縫篩管時，一旦遇阻，可隨時開泵頂通,循環(huán)下沖。

2)φ114.3 mm篩管下到位后，可以通過中心管從井底建立循環(huán)，有效驅(qū)替篩管外環(huán)空中的殘留完井液。

3)借助中心管布酸酸化，徹底克服了“平推”酸化工藝無法解決的均勻酸化問題。前期酸化工藝是用連續(xù)油管在篩管內(nèi)布酸，然后將連續(xù)油管起出，再泵酸平推。該施工工藝中，擠酸時酸液是從入靶點向下運移的，如果入靶點附近地層吸收能力強，下部大段水平井段將無法有效酸化。借助中心管酸化，酸液是從井底沿著篩管外環(huán)空向上流動，而且中心管內(nèi)徑大，擠酸排量高，可以實現(xiàn)水平段全井段的均勻、有效酸化。

典型帶中心管的篩管下部完井管柱組合(從下至上)為：洗井閥+割縫篩管(內(nèi)帶中心沖洗管)+封隔式懸掛器(與篩管及中線管連接)+送入管柱。

根據(jù)Sarvak油藏之前完井常遇到的問題和施工經(jīng)驗，該油藏在“二期工程”水平井采用上述優(yōu)化方案，能夠有效提高開發(fā)效益。

4 結(jié)論與建議

1) 采用割縫篩管完井可以支撐井壁、防止因酸化改造導致的地層坍塌，是開發(fā)Sarvak油藏經(jīng)濟、有效的完井方式。

2) 氣舉生產(chǎn)不僅符合Sarvak油藏的開發(fā)要求，而且設(shè)計的氣舉完井管柱中包含化學劑注入閥，通過注入化學劑進行防腐并抑制瀝青質(zhì)析出，能保證油井長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

3) 伊朗YD油田“二期工程”Sarvak油藏水平井采用帶沖洗管的完井優(yōu)化方案，可有效解決篩管外環(huán)空殘留完井液無法驅(qū)替出的問題，為后期酸化作業(yè)創(chuàng)造了有利的條件，能夠提高Sarvak油藏的整體開發(fā)效益。

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[編輯 令文學]

Gas-Lift Horizontal Well Completion Techniques for the Sarvak Reservoir of the YD Oilfield

Zheng Mingxue1, Huang Zaifu1, Luo Bing1, Wang Xuejie1, Liu Huanle2

(1.SinopecInternationalPetroleumExploration&ProductionCorporation,Beijing, 100029,China; 2.SinopecResearchInstituteofPetroleumEngineering,Beijing, 100101,China)

In order to effectively develop the Sarvak reservoir of the YD Oilfield, PIPESIM software was used to optimize tubing size, gas volume, gas lift valve and the production string in the Phase I Production Capacity Building Plan. Analyses were made based on formation lithology, property and fluid properties, combined with the characteristics of the gas lift development.An integrated gas lift completion string comprising of gas lifting, acidizing and production and supporting completion tools were also developed. Based on the contrastinganalysis of production in well tests and the expected values for those wells in Phase I, screen completion string in horizontal section in Sarvak reservoir was further optimized froman engineering aspect. Adding flushing pipe to the slotted screen was suggested, so that the residual completion fluid in outer circular of the screen could be effectively displaced, providing a clean wellbore for subsequent acidizing treatment. This optimized technique would provide a more reliable support for efficient development of the Sarvak reservoir in the near future.

horizontal well； gas lift； well completion； optimizing design； Sarvak reservoir； YD Oilfield

2015-02-08；改回日期：2015-04-18。

鄭明學(1968—)，男，陜西戶縣人，1991年畢業(yè)于石油大學(華東)鉆井工程專業(yè)，高級工程師，長期從事鉆井完井現(xiàn)場施工與相關(guān)管理工作。

?YD油田工程技術(shù)專題?

10.11911/syztjs.201503008

TE257

A

1001-0890(2015)03-0041-04

聯(lián)系方式：+98 (21) 22225831，mxzheng@petroyada.com。