徐深1区块气井增产措施优选和关键技术研究

论文摘要

本论文围绕徐深1区块气田开采过程中存在的问题,根据气田地质特征和不同开发阶段气井状况,深入开展了气井增产措施优选和关键技术研究,这对徐深1区块气田开发具有重要理论意义和实用价值。1确定了徐深1区块作业过程中存在的主要储层伤害问题:（1）水敏、盐敏和储层含水饱和度低于束缚水饱和度时的水锁伤害;（2）碱敏、水速敏、压力敏感性和束缚水饱和度下的水侵伤害;（3）作业液中固相对微裂缝的堵塞伤害;（4）高pH值的钙、镁等高价离子溶液引起的无机沉淀伤害。据此,提出了徐深1区块保护储层的九项实用措施,为徐深1区块增产措施优选和采用合理开发技术提供了依据。2提出了徐深1区块气井完井方式为射孔完井方式。确定了油管和套管尺寸,提出了具体的射孔参数与工艺,形成并确定了生产套管水泥返高。3提出了适用于徐深1区块气井压裂的压裂液体系配方并评价了相关性能。重点指出选择金岭集团改性胍胶和北京矿院改性胍胶作为徐深1区块气井高温压裂液增稠剂;根据深气层施工需要,提出应采用羟丙基改性胍胶;压裂液体系采用复配交联剂,采用CNN-01、CNN-02交联控制剂,使压裂液具有较好的缓速交联性能。4通过对20022005年火山岩储层压裂数据与实际施工效果对比分析,提出了火山岩测试压裂分析诊断特征参数,给出了诊断指标及其结论。根据工程风险评估及邻井相对应层位施工效果分析,优化并提出了火山岩储层压裂施工参数;通过分析以往大庆其他压后排液资料,提出3种压后排液求产方法。经卫深5井和肇深11井应用证明效果好;提出在压裂施工中采取追加破胶剂、压裂后强制闭合快速返排工艺,可以应用压裂-排液-试气一体化管柱和深气层分层压裂管柱。5通过徐深6井,徐深1-1井实测并结合历史拟合提出了适用于徐深1区块的地层热传导系数K为61.1923 kJ/（ h.m.K）。据此,优选出了在开发配产气量条件下井口压力、温度计算方法。预测了目前至20年后井口压力与温度;研究了井口压力、温度的影响因素。6优选了气井停喷压力计算方法。对徐深1区块气井停喷压力计算和预测表明:（1）水气比增加,气井井筒压力损失增加;（2）选用大尺寸油管,井筒压力损失下降,但携载流量大幅增加;对于产能较低的气井,选用大尺寸油管反而造成气井过早停喷;（3）井口回压增大,停喷压力增大;（4）气井见水,停喷压力剧增;（5）气油管管径越大,停喷压力越高;提出了能够充分利用地层能量、降低气井停喷压力、尽量延长自喷期的技术措施;计算了气井废弃压力,认为影响废弃压力因素主要是气藏埋深、产能、含水率、最小井口回压、采气油管尺寸及排水采气技术水平等。7分析了Turner临界流速、临界产量公式适用条件,优选出了适用于大庆气田的气井持续排液计算方法;徐深1区块气井在增压开采时,水气比为07m3/104m3,2 3/8"油管满足单井产量1.311.53×104m3/d井筒携液要求;不增压开采时,水气比为07m3/104m3,2 3/8"油管满足单井产量3.083.50×104m3/d的井筒携液要求。高强度小油管满足徐深1区块气井排水采气的要求。8研究了自喷转人工排水采气举升问题,进行了排水采气技术比较分析,指出了各种技术的特点和适用性,提出优选泡沫排水采气技术及相关配套措施作为大庆徐深1区块气井采气可用技术。9研究了天然气水合物形成条件及影响因素;应用徐深1区块气田数据,经计算和分析后揭示:（1）气井储层压力高,井筒压力高,水合物形成可能性大;（2）储层温度高,井筒压力高,水合物形成的可能性小;（3）产量增大、井口压力降低、井口温度高,水合物形成的可能性小。（4）一定的产气量,存在一个最优的油管直径,此时形成水合物的可能性小;（5）井越深,温降幅度越大,井口附近形成水合物可能性越大;经计算和井口节流后温度预测,提出徐深1区块气井需要在节流前采取预防水合物形成的四条措施。10优选了井筒中防止水合物形成措施。提出了化学剂抑制法防止井筒水合物形成设计方案,提出了气井井口防止水合物形成措施。针对不同气井井况、不同化学剂种类,确定了化学剂加入量。本论文成果对其它类似气田排液采气具有借鉴和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.1.1 本文涉及的气田概况
• 1.1.2 采气工程概述
• 1.2 采气技术研究进展
• 1.2.1 排水采气技术
• 1.2.2 气田压裂酸化技术
• 1.3 气田水合物的形成及预防研究进展
• 1.3.1 水合物的形成机理研究
• 1.3.2 预防形成水合物措施研究
• 1.3.3 水合物堵塞的解堵措施
• 1.4 本文的主要研究工作
• 第二章 徐深1 区块储层保护技术研究
• 2.1 储层保护相关资料研究与分析
• 2.1.1 储层井段与层位统计
• 2.1.2 岩石矿物组成分析
• 2.1.3 物性与孔喉大小研究
• 2.1.4 温度与压力测定
• 2.1.5 储层流体性质分析
• 2.1.6 气层含水饱和度
• 2.1.7 现场测试结果与分析
• 2.2 储层敏感性研究
• 2.2.1 水敏性
• 2.2.2 盐敏性
• 2.2.3 酸敏性
• 2.2.4 碱敏性
• 2.2.5 模拟地层水流速敏感性
• 2.2.6 气体流速敏感性
• 2.2.7 气层压力敏感性
• 2.2.8 水侵伤害
• 2.3 徐深1 区块主要储层伤害问题与保护储层实用措施
• 2.3.1 徐深1 区块主要储层伤害问题
• 2.3.2 徐深1 区块保护储层实用措施
• 第三章 徐深1 区块气井完井技术研究
• 3.1 设计原则
• 3.2 完井方式研究
• 3.2.1 选择完井方式考虑的主要因素
• 3.2.2 完井方式选择及分析
• 3.3 生产油管尺寸优选
• 3.3.1 压力损失研究
• 3.3.2 冲蚀流量研究
• 3.3.3 卸载流量研究
• 3.3.4 生产油管尺寸优选
• 3.4 生产套管尺寸的选择
• 3.4.1 选择生产套管尺寸的原则
• 3.4.2 与生产油管匹配的生产套尺寸
• 3.4.3 适合压裂改造和施工的生产套管尺寸
• 3.4.4 生产套管尺寸研究优选
• 3.5 射孔参数及工艺研究
• 3.5.1 射孔参数对产率比的影响
• 3.5.2 射孔参数选择
• 3.5.3 射孔工艺
• 3.6 生产安全系统选择
• 3.6.1 安全阀
• 3.6.2 井下封隔器
• 3.6.3 气密闭丝扣
• 3.6.4 生产套管水泥返高及井底口袋
• 3.6.5 防腐
• 3.7 井下油管柱研究
• 3.7.1 主体油管柱结构
• 3.7.2 对井下工具的技术要求
• 3.8 采气井口装置选择
• 3.8.1 压力等级
• 2 腐蚀材质'>3.8.2 抗CO₂腐蚀材质
• 3.9 本章小结
• 第四章 徐深1 区块压裂措施研究
• 4.1 徐深1 区块压裂改造的必要性
• 4.2 压裂改造方案设计原则
• 4.3 压裂液体系研究
• 4.3.1 压裂液性能要求
• 4.3.2 压裂液材料筛选
• 4.3.3 压裂液配方体系评价
• 4.3.4 压裂液综合性能
• 4.4 支撑剂优选
• 4.5 压裂管柱
• 4.5.1 压裂、排液、试气一体化管柱
• 4.5.2 深气层分层压裂管柱
• 4.6 施工参数研究
• 4.6.1 裂缝参数预测优化及风险评估
• 4.6.2 工程参数优化
• 4.6.3 产量预测及改造规模优化
• 4.7 压裂后排液生产工艺研究
• 4.8 本章小结
• 第五章 徐深1 区块采气工艺技术研究
• 5.1 开发配产气量下井口压力、温度预测
• 5.1.1 计算方法及模型优选
• 5.1.2 井口压力、温度影响因素研究
• 20 年井口压力、温度预测'>5.1.3 开发配产气量下初期²0 年井口压力、温度预测
• 5.2 停喷压力计算
• 5.2.1 停喷压力计算方法优选
• 5.2.2 气井含水对停喷压力的影响
• 5.2.3 气井停喷压力预测
• 5.2.4 气井废弃压力计算及分析
• 5.3 排水采气技术优选
• 5.3.1 生产管柱尺寸及优化排水采气适用条件研究
• 5.3.2 自喷转人工排水采气举升的问题研究
• 5.3.3 综合排水采气工艺技术优选
• 5.4 本章小结
• 第六章 徐深1 区块气井水合物形成预测和抑制技术研究
• 6.1 井筒水合物形成条件分析
• 6.1.1 水合物形成的条件
• 6.1.2 影响气井水合物形成因素
• 6.1.3 气井井筒水合物形成规律
• 6.2 徐深1 区块气井井筒形成水合物可能性预测
• 6.2.1 天然气水合物形成预测方法筛选
• 6.2.2 井筒形成水合物可能性分析
• 6.3 井口节流后温度预测及水合物形成预测
• 6.4 水合物抑制措施
• 6.4.1 预防水合物的形成
• 6.4.2 井筒抑制水合物形成的措施
• 6.4.3 井口防止水合物措施
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间完成的科研工作及发表的学术论文
• 详细摘要