史浩賢,謝文衛(wèi),于彥江*,鐘奕昕,史志習
(1.中國地質調查局廣州海洋地質調查局,廣東廣州510760;2.中國石油化工集團華東石油局,江蘇南京210019)
我國海域面積遼闊,海洋礦藏豐富,近些年,海洋中的油氣產量占比逐年提升。第173 個礦種天然氣水合物在我國南海海域儲量巨大,被認為是21 世紀最有可能替代石油的新型能源,2017 年和2020 年我國在南海分別實施兩輪天然氣水合物試采工程,取得了巨大的成功,為天然氣水合物產業(yè)化進程奠定了基礎[1-2]。不論是海洋油氣的開發(fā),還是天然氣水合物試采,在生產周期內均面臨生產通道滲透率降低帶來的產量下降問題。因此,快速分析堵塞原因,判定堵塞區(qū)域,并針對性選取解堵工藝,實現生產通道的滲透率恢復,可為保證井筒穩(wěn)產、實現能源的最大化開發(fā)提供支撐。
在油氣井生產測試過程中,通過油井產液、產油、動液面、地層壓力、井底壓力等數據異?;虿▌忧闆r,可較直觀地判斷地層或井筒擋砂介質是否出現堵塞[3]。但如何分析堵塞的原因并根據實際情況選擇解堵工藝,則存在較大技術困難。常規(guī)油氣或新興能源的獲取過程中,因人為施工注入井筒的物質,以及從地層分解的物質,包括氣、液、固、微生物等,通過復雜的物理、化學反應形成了各式各樣的堵塞物,這些物質在運移的過程中,因流動狀態(tài)的改變產生滯留,形成堵塞,如有機油泥堵塞、地層顆粒堆積堵塞、井內雜質堆積堵塞、“二次水合物”堵塞等。以生產井為例,將堵塞區(qū)域進行劃分,主要包括以下幾種。
在鉆井平臺或油氣生產平臺上,實施油氣測試或生產過程中,井底產出砂與油管脫落物、前期施工滯留井底的固相、液相物質等會在生產管道或地面測試流程管線中(圖1)形成化學結垢或堆積阻塞,氣井生產過程則存在“二次水合物”生成現象,造成管線堵塞,影響產氣效率。
圖1 測試流程管線Fig.1 Test process pipeline
油氣進入井筒后,一般使用電潛泵(ESP)輔助舉升,產層至井口段采用in(1 in=25.4 mm,下同)或3?2 in 等不同規(guī)格油管作為流體通道,同前文介紹原因類似,ESP 會因井筒液體內固相含量的增加而加速磨損,以致提前損壞。而油管會因結垢、油污堆積導致節(jié)流面積減小,并帶來其他井內復雜工況,最終影響產量。
常用的擋砂介質包括不同類型的篩管(圖2)及充填礫石,大粒徑地層砂無法通過擋砂介質,逐漸形成橋架并堆積,堵塞擋砂介質。不同射孔孔眼部位的礫石充填層內的滲流壓力分布不均,導致篩管過濾介質堵塞存在一定非均勻性和隨機性[4]。
圖2 不同類型擋砂篩管Fig.2 Different sand control pipes
鉆完井過程中,如洗井、壓裂、充填等可能會對近井筒地層孔隙造成傷害,降低滲透率。同時,在沉積作用下,儲層形成由顆粒骨架與孔隙填充物組成的地質結構,開采時,受負壓影響,孔隙內油、氣、游離水產生流動,并攜帶地層顆粒運移,存在堵塞地層孔隙的可能。
地層堵塞的特征是多方面的,幾乎所有的井在堵塞前都有一定的前兆[5]。目前造成油氣井堵塞的原因主要有以下幾個方面。
2.1.1 堵塞物成分
由于地層內部巖石顆粒構成復雜、各種流體成分交雜不明,在地層未打開前保持穩(wěn)定狀態(tài),一旦該區(qū)域溫度、壓力等環(huán)境參數變化后,原有狀態(tài)無法繼續(xù)維持,各種成分之間相互接觸、反應、聚集等,成為油氣井堵塞的初始成因。
2.1.2 施工作業(yè)
歷次施工作業(yè)對地層的擾動,使地層原有顆粒、流體與注入物發(fā)生反應產生堵塞物,如腐蝕、微生物繁殖、有害無機離子等,這些物質逐漸堆積并在地層孔隙或近井筒改造區(qū)域生長,無法隨著流體運移排出井筒,使地層滲透率明顯降低。
2.1.3 不合理生產制度
海上油氣井生產、測試階段,若采用不合理的生產制度以獲取短期內油氣產量,一般會增加生產參數,這會造成井內液面下降,持液率降低,其原因是地層孔隙堵塞或滲流面積減小造成流體摩阻增加,導致地層補液減少,流速減慢,更加難以攜砂與自行解堵,最終導致滲透率明顯降低。
油氣井生產測試過程中,堵塞一般存在以下特征:
(1)堵塞類型的多樣性和隨機性,由于堵塞物質種類多、堵塞區(qū)域范圍廣、堵塞誘發(fā)因素多,造成堵塞具有一定的隨機性,尤其是油嘴處堵塞、氣井中泥線上下50 m 內的“二次水合物”生成,在較短的時間即可堵塞產氣通道,造成生產測試中斷。而堵塞類型主要有結垢堵塞、細菌堵塞、乳狀液堵塞、水堵塞、儲層潤濕反轉以及微粒堵塞等[6-7]。
(2)堵塞程度的空間分布具有規(guī)律性,不論直井、水平井或者其他形式的開發(fā)井,在堵塞體隨時空演化的過程中,存在距離產出口越近,堵塞物粒徑越大,堵塞物質越多的情況。而井筒流體無法攜砂[8]時,則會形成積砂。人為作業(yè)造成的堵塞也在井筒水平段、井斜角 30°~60°[9]附近形成堆積區(qū)。受開采影響,距離井筒近的區(qū)域堵塞的可能性較大,而遠離井筒區(qū)域,地層較穩(wěn)定,孔隙不易被堵塞。
目前,石油天然氣領域應用的解堵技術種類繁多,經調研將其分為4 類,分別是物理解堵技術、化學解堵技術、生物解堵技術以及復合解堵技術。
典型的物理解堵技術有以下幾種。
3.1.1 超聲波解堵
超聲波解堵技術20 世紀70 年代在蘇聯(lián)進行首次應用,20 世紀末引入我國。主要應用于解除無機垢造成的堵塞,其原理是利用大功率超聲波發(fā)射器在堵塞結構內部引起高頻微振動,從而達到解除堵塞的目的。實驗證明在一定范圍內,篩管布孔密度越大、作用距離越近,超聲波作用時間越長,解堵效果越好[10]。
3.1.2 高壓注水解堵
該技術利用流體的高速高壓將油管內附著物清除,提高油管內壁的光滑度,減小沿程損耗。其次可沖洗篩管及近井帶,使原聚集微粒破碎分散,改善表皮系數,從而提升產能[11-12]。該技術通過鋼絲作業(yè)將油井循環(huán)滑套打開,將清水通過酸化泵從采油樹頂部擠入地層,通過大排量擠注清水的方式,使管柱和近井污染地帶得到徹底沖洗。此工藝首次成功應用于渤海油田 A01ST1 井,自 2017 年 10 月至今,共實施油井 12 井次(圖 3),累計增油量 1.08×104m3。
圖3 高壓注水解堵應用實例Fig.3 Field cases of hydrolytic unplugging with high pressure injection
國外學者利用高壓注水脈沖的方式,對由硅酸鹽及腐蝕產物造成的堵塞進行解堵,實驗表明,在45 次水力脈沖后,50%以上附著于篩管的堵塞物會被清除[13]。主力層厚度、儲層能量、含水情況、傷害程度、注水壓差等均可影響注水解堵效果。
近年來,一種體積小、設備少、無需拖動管柱、成本更低的高壓脈沖水力振蕩解堵技術被應用于渤海油田K12 井,連續(xù)液動解堵作業(yè)持續(xù)6 h,經3 d 時間日注水量穩(wěn)定在570 m3,達到該井的日配注量,效果顯著[14]。
3.1.3 電脈沖技術
電脈沖技術源于20 世紀50 年代,70 年代開始應用于油田修井作業(yè)。通過井下儀器在油層位置高壓電流脈沖放電產生液電效應來實現儲層物理解堵[15]。使用時,脈沖產生的各向同性沖擊波會以沖量或沖擊壓力的方式作用于地層,使地層產生新裂縫或微裂縫,同時振落巖石顆粒表面的粘土膠結物,解除孔喉道堵塞。井下由高壓直流電源、高聚能電容儲能器、能量控制器和能量轉換器組成,地面為電源控制柜。應用時用電纜車將井下部分送到油層位置,并與電源控制柜連接,打開開關,將高壓直流電送至電容中釋放高壓脈沖電流。2009 年,該技術在長慶油田姬塬地區(qū)實施解堵作業(yè)18 口,措施有效率88.9%[16]。
物理解堵是對堵塞物質通過振動、沖刷、負壓抽吸等作用,實現堵塞物的破碎、消除、清理,達到解除堵塞物質的目的。物理解堵技術自20 世紀中葉發(fā)展起來,經近幾十年的不斷完善,對基本物理屬性如聲、電、振動、熱、壓等充分挖掘,將其應用于油氣田的解堵中,取得了良好的應用效果。
3.2.1 JDJ-1 化學解堵劑
由有機溶劑、多種陰離子、非離子表面活性劑等組成??娠@著降低油水界面張力,有效解除入井液濾失水、膠質、瀝青質等引起的污染和堵塞。使用時,將配制好的解堵液從油管或油套環(huán)空擠入,用清水頂替到目的層段,關井4 h 后即可開井生產。1998年,在濮城油田解堵作業(yè)47 井次,油水井見效率95.5%[17]。
3.2.2 熱化學解堵劑
由KA 和KB 發(fā)熱劑組成,通過熱化學反應:2KA+KB=KC+N2↑ +Q,其 中 Q=+103.8 kJ/mol(對比反應C+O2=CO2+Q,其中Q=+392.7 kJ/mol),混合后發(fā)生反應釋放大量熱能,高溫可解除蠟、膠質等堵塞。同時大量氮氣逸出,有利于反應后的產物及熔化后的堵塞物的返排。應用時將分罐配制KA 和KB 溶液,利用泵車向油管擠入溶液,使其在油管內混合并反應,清水頂替,關井4~6 h 后排液投產。1993—1994 年,在新疆油田進行熱化學解堵施工 130 多井次,總有效率為 95%[18]。
3.2.3 NHD-G2 復合酸解堵劑
常規(guī)的酸化解堵體系處理功能非常有限,不能解決復合傷害的問題,且對疏松砂巖骨架破壞大。為此,中海油能源發(fā)展有限公司研發(fā)了NHD-G2 復合解堵體系,該體系主劑1 中包含有機硅酸和有機長鏈,硅酸根離子能緩慢溶蝕粘土和長石,且體系基本不與巖石中的二氧化硅反應(圖4),具有保護骨架功能,適合疏松砂巖儲層;有機長鏈能降解水基泥漿中的聚合物成分;主劑2 多步電離出HF,有效溶解儲層中泥質的鋁硅酸鹽成分和水基泥漿中的固體成分,從而實現解堵。利用鉆桿多點拖動酸化工藝,2013 年 8 月,該解堵劑于西江 24-3 油田 A4ST1 井成功應用,該井日產油量從200 bbl(1 bbl=159 L,下同)增加到 396 bbl,效果非常明顯[19]。
圖4 鉆井液殘渣溶解后對比Fig.4 Comparison of dissolved drilling fluid residues
國外學者研發(fā)的新型除垢劑(主要由NH4Cl、Na2SO4、KCl 組成),通過化學反應去除近井帶儲層孔隙中的堵塞物。巖心驅替表明,該除垢劑不與儲層骨架顆粒發(fā)生反應,同時對硫酸鈣垢具有明顯的溶解作用。實踐表明,應用該除垢劑后,生產指數較初始值提高5.7 倍[20]。此外,國外學者用一種新型催化轉化劑(EDTA)解決鉆完井泥漿中重晶石造成的泥餅堵塞或近井帶堵塞問題,在pH=12 的堿性環(huán)境下,將BaSO4轉變?yōu)锽aCO3,同時改變泥餅表面潤濕性。實踐表明對水基泥漿的解堵效果達到87%,油基泥漿的解堵效果達83%[21]。
化學解堵技術一般采取輸送固定配方的化學解堵劑至堵塞段,通過溶解、聚合等化學反應,破壞或消除原堵塞物質,達到疏通井筒篩管、解除地層堵塞的目的。相比于物理解堵,化學解堵技術起步稍晚,但發(fā)展迅速,將不同解堵劑組合,形成種類繁多的解堵配方,應用在有機垢、無機垢造成的堵塞中。
3.3.1 Apollo 生物酶
該生物酶由酶(Gyeenzyme280-CAI)、穩(wěn)定劑、水組成。通過改變巖石潤濕性、降低界面張力、剝離油膜、烴降解等作用,達到去除油泥等混合堵塞的目的,同時對油田管線無腐蝕,環(huán)境無污染。適用于解除有機重垢和無機垢復合堆積、粘土水化膨脹、地層顆粒運移等造成的近井帶孔隙堵塞。應用時通過技術管柱泵送至堵塞井段,生化反應結束時,化學性質和數量不發(fā)生變化,也不被破壞,重新分離后酶可以反復使用,使用時一般濃度控制在7%~11%,作業(yè)時間約 3~7 h[22]。2000 年,在橋口油田成功應用,其中橋18-24 井由停產狀態(tài)解堵后日產油8 t 以上,累計增油1867 t。2004 年,在百色油田成功應用,對不同類型油藏進行13 口井14 井次施工,有效率為85.7%,產出投入比 11.74[23-24]。
3.3.2 SUN 生物酶
SUN 生物酶主要由:蛋白質-復合酶(NOYEES)、復合生物活性物(BIO-A)、生物活性物(BIO-P)等組成。原理是利用活性物質激活催化反應,促進物理化學作用快速進行,從而將油垢從堵塞處剝離、降解、稀釋。并釋放稀釋油,同其他分散油快速聚并,形成連續(xù)的稀釋油墻、油流帶而通過孔喉?;钚晕餁埩粼趲r石表面形成覆膜,可穩(wěn)定巖石,使巖石表面變?yōu)樗疂櫇?,阻止再次結垢。應用時按設計用量配制溶液,接好設備、憋泵、停井、放套氣、關閉生產閘門、開注入管線閘門、連續(xù)注入解堵液、替入液,關閉注入管線閘門,停井等候反應1~3 d,開抽生產。2003 年7 月勝利油田埕北4A-G4 井,經套管注入8% 的SUN 生物酶解堵劑清水溶液40 m3,關井 3 d 后恢復生產,生產 474 d 后,累計產液15992 t,累計產油 11597 t[25]。
在SUN 生物酶基礎上,調整原有組分含量,研發(fā)出SUN-B2 生物酶。該酶在江蘇油田韋8-21 井應用后,產液量由5.1 t/d 升至7.4 t/d,產油量由2.4 t/d 升至 3.8 t/d[26]。
3.3.3 AP 生物酶
AP 生物酶是一種運用基因工程、細胞工程、酶工程等現代生物工程技術制成的一種以蛋白質為基質的非活性制劑,能使儲層中原有附著在巖石上的原油迅速分離達到增產的目的。其可釋放巖石顆粒表面碳氫化合物并改變巖石潤濕性。渤海P 油田為復雜小斷塊稠油油田,開采中有機質析出造成近井區(qū)域堵塞。2019 年初,該井現場實施生物酶解堵作業(yè)(圖5),施工后關井浸泡120 h 后開井生產。解堵前日產液18 m3,日產油7 m3。解堵后日產液增至3倍,產油增至 2 倍,解堵效果良好[27]。
圖5 P1 井生物酶解堵施工曲線Fig.5 Construction curve of bio-enzyme unplugging of Well P1
生物解堵技術起源于20 世紀50 年代的蘇聯(lián)和美國,最早由美國阿波羅分離技術公司研發(fā)[28],70年代早期引入我國,并逐漸發(fā)展起來。生物解堵技術一般將不同類型生物酶作為解堵介質,生物酶作為一類具有催化活性和特殊空間構象的生物大分子,能夠快速將碳氫化合物從固體表面剝離,并將高分子聚合物的骨架斷裂,降低為低分子量聚合物,破壞緊貼在泥餅中的聚合物長鏈,從而快速清除泥餅,達到消除堵塞的目的。油氣行業(yè)常用的酶體系為多糖類聚合物糖苷鍵特異性水解酶[29]。
目前應用最廣、類型最多的即復合解堵,常見復合解堵技術有以下幾種。
小燒杯、錐形瓶、容量瓶、漏斗、量筒、濾紙、剪刀、試管、試管架、移液管等;1~4 kW微波干燥機 上海隆譽微波設備有限公司;DZ-400/2ES真空包裝機 華聯(lián)機械集團股份有限公司;YX-280A手提式壓力蒸汽滅菌鍋 上海頤鵬集成設備有限公司;AUY220 電子天平 梅特勒-托利多國際有限公司;TA.XT plus食品物性測定儀 超技儀器技術有限公司;BCD-196KF冰箱 青島海爾股份有限公司;C21-ST2106電磁爐 廣東美的生活電器股份有限公司;KA-6189抽真空腌味機 深圳瑞豐電器公司。
3.4.1 振動+化學解堵技術
該技術將振源產生的振動波與化學增產措施相結合,對特殊復雜油氣田開發(fā)中的堵塞進行解堵。在勝利油田孤東采油廠,首次利用新型大功率井下雙重可振動裝備XAPJ-2 對9 口稠油油藏注氣井進行復合解堵。結果表明,注氣井降壓效果較好,注氣壓力平均下降20 MPa,3 口井解堵后的注氣壓力均降到 15 MPa 以下[30]。
近些年,振動負壓+酸化解堵工藝興起,工藝管柱見圖6,使用時,將振動器對準需要處理的不同油層部位進行分層振動處理,采用酸液處理無機垢,高壓振動處理有機及顆粒類堵塞物質。振動酸化完成后,投球進行強負壓作業(yè),處理油層堵塞的同時也可及時返排脫落的垢片、殘渣,杜絕酸化污染,適用于結垢嚴重酸液注入困難的井。2016—2017 年吉林油田英臺采油廠開展振動負壓酸化5 口井,有效率80%,有效期12 個月以上,平均單井增油100 t以上[31-32]。
圖6 振動酸化負壓復合工藝管柱Fig.6 Vibration acidification negative pressure composite process string
3.4.2 高壓旋轉射流+化學劑解堵技術
高壓水旋轉射流技術是中國石油大學研制的一種物理解堵技術,HB 化學劑是華北油田針對二連低滲透砂巖油藏的地質和開發(fā)特征,研制開發(fā)的一種化學解堵技術。該技術原理:(1)射流具有強烈的壓力震蕩和沖蝕巖石效果,震動頻率達幾千至上萬赫茲,壓力脈動幅度達24%~27%;(2)射流的空化作用能產生比射流沖擊壓力高8.6~100 倍的瞬時空化沖擊壓力和高達上千度的瞬時高溫;(3)伴生頻率達上千赫茲的高頻空化噪聲(超聲波);(4)HB 復合解堵劑中含有機溶劑、清垢劑和多種表面活性劑,可有效地解除蠟、膠質瀝青沉積物、酸溶鹽、粘土顆粒等復合垢物對井周地層污染和堵塞[33]。這4 種綜合作用,一方面使地層堵塞物松動脫落隨液體排除,同時使巖石裂縫延伸擴大并產生新的微細裂縫網;另一方面可降低原油粘度,改善原油流動性,從而解除油層污染和堵塞,提高油井產量和水井注水量。應用時,解堵裝置用油管送至井下射孔段,地面水泥車打壓,化學解堵劑通過油管、單液閥和過濾器后進入旋轉射流發(fā)生器,產生多股徑向高壓水射流(圖7),其中兩傾斜的側向射流產生旋轉力矩。地面拖動管柱,使射流裝置在射孔段上下移動,產生脈沖壓力。聯(lián)合解堵工藝技術在二連油田A3-47 井進行解堵試驗,取得了累計增液3336 m3、增油783 t 的解堵效果[34-35]。
圖7 井下施工管柱示意Fig.7 Schematic diagram of the downhole construction string
3.4.3 水力沖擊壓裂+強負壓解堵技術
該技術通過水擊現象使油層井段產生顯著高于油層破裂壓力的高壓,在油層產生多條微裂縫,從而實現提高油層導流能力的目的。并對油層產生強烈的負壓抽吸,使油層近井地帶的堵塞物被抽出油層。該技術適用于以機械雜質堵塞為主、地層壓力較高的油井。施工時,用水泥車打壓,壓力上升到爆破壓力時爆破片被打開,產生水擊現象(圖8),從油管打壓,將強負壓解堵裝置坐封,以作業(yè)機為動力,整體提放管柱,產生負壓抽吸,最終達到增產增效的目的[36]。2013 年在雙北 26-44 井應用,平均日產液達到 14.7 t/d,產油 3.2 t/d,累計增油 726.7 t,日增油3 t/d。
圖8 水力沖擊壓裂及強負壓解堵管柱結構示意Fig.8 Structure of the hydraulic fracturing and strong negative pressure unplugging string
復合解堵將物理、化學、生物解堵技術高效結合,通過不同的解堵機理對同一堵塞物質的解除,實現單一解堵技術無法達到的解堵效果。復合解堵以物理復合、化學復合、物理+化學復合為主,是未來解堵工藝發(fā)展的主要方向。
此外,現場應用較多的解堵技術,如物理解堵中的:井下電脈沖、負壓、水力振動、高壓水射流、水力壓裂、高能氣體壓裂、聲波、連續(xù)油管沖砂等技術?;瘜W解堵中:CEA、GD-951、CY-3、JD 多相、熱酸助排和多氫酸酸化、SNT-05 新型高效原油破乳劑、自生微乳酸等技術。生物解堵中還有:ZJ-UB 生物酸、酶博士Dr.Nzyme300 系列、BE-1 生物酶等技術。復合解堵中如:沖擊波+酸化、振動+負壓酸化、酸堿復合、暫堵+多氫酸+負壓返排酸化、CO2+添加劑及銨鹽+亞硝酸鹽+有機溶劑等[37-50],實現對不同堵塞類型的高效解堵。目前解堵工藝在國內“三桶油”及其他各油田已廣泛應用。
不難看出,解堵技術融合了聲學、電學、振動、高分子和生物工程等學科,呈現多類型、多學科耦合的發(fā)展趨勢。
為推動海域天然氣水合物產業(yè)化開發(fā),尋找適應南海天然氣水合物儲層特性,同時具備環(huán)境友好型的解堵工藝,是未來需要重點研究的內容之一。
南海天然氣水合物儲層淺軟未固結,降壓開采手段導致地層微蠕動變形,造成地層出砂[51],日本首次天然氣水合物試采即因出砂較多提前關井[52]。目前,針對泥質粉砂儲層的原位固砂-控砂技術尚不成熟,應用效果也未可知。而大規(guī)模的排砂生產不利于ESP、除砂器、分離器等設備的長期穩(wěn)定運行。篩管和充填礫石一定程度上解決出砂和擋砂問題,但隨著天然氣水合物開采周期延長,不同入井物質會在近井筒發(fā)生架橋、堆積,形成以泥、砂等無機物為主,另含少量微生物、油泥的結構型堵塞。同時,長期開采造成天然氣水合物分解區(qū)溫度降低,極易在井筒周圍形成二次水合物,造成冰堵。堵塞形式包括粗組分分選橋架、局部砂團和整體砂橋[53]。
為延長天然氣水合物開采周期,提高采收率,在天然氣水合物井開發(fā)一段時期后,需采取適當的解堵措施對近井筒帶的產氣通道進行疏通,以恢復油管、篩管、礫石層或者近井帶地層孔隙的滲透率,降低沿程摩阻。筆者將解堵技術的特點進行歸類,評價其應用于海域天然氣水合物開發(fā)的可能性,見表1。
從表1 可以看出,物理法雖適用于解除無機物造成堵塞,但不適用于成分較復雜、類型較多的堵塞。而化學法、生物法雖然對微生物、油泥等堵塞具有較好解堵效果,但可能造成的二次堵塞和環(huán)境風險不可忽視。中國和日本天然氣水合物試采均采用復雜孔喉類的預充填篩管或膨脹篩管,一定程度上加劇了堵塞的不利影響,因而僅靠單一的解堵工藝無法最優(yōu)地解決天然氣水合物開采時的堵塞問題。尋求多解堵技術復合,有效恢復滲透率的同時減少井內復雜情況的發(fā)生,將是未來天然氣水合物開采提高穩(wěn)產周期的重點。
表1 不同解堵工藝特點及應用于天然氣水合物開發(fā)的前景Table 1 Features of different plugging removal processes and prospects of their application in natural gas hydrate development
(1)多成分、多類型的堵塞機理研究匱乏。由于人為注入、地層組分、微生物等物質之間在一定溫壓作用下發(fā)生復雜的物理、生化反應,造成井筒自下而上不同區(qū)域、不同種類的堵塞,影響測試生產。應結合環(huán)境要素開展堵塞物在時間、溫度、壓力等參數耦合下的模擬測試研究,揭示不同類型堵塞機理。
(2)堵塞類型難以準確判定,無法實現對癥下藥。油氣生產過程,難免出現各種類型的堵塞,但在井內監(jiān)控措施有限的情況下,只能通過零碎信息判斷堵塞類型,進而選取解堵措施,存在較大的隨機性與偶然性,易耽誤生產,增加成本。因此應結合流動保障技術,建立成熟的堵塞響應機制,對堵塞區(qū)域、堵塞類型、堵塞程度進行量化與提前預警,做到因堵尋解,對癥下藥。
(3)單一類型的解堵措施發(fā)展受限,需尋求復合解堵技術的發(fā)展。新型能源的興起,面臨更加復雜的油氣流動保障需求,單一解堵技術無法解決現場復雜情況,應突破傳統(tǒng)思路,將不同解堵方式有機結合,適應現場需求。解決海域天然氣水合物開發(fā)中的解堵問題。