連續(xù)油管拖動噴射酸化在普光高含硫氣田的應(yīng)用

王建青

（中國石化中原油田分公司石油工程技術(shù)研究院，河南濮陽457001）

1 普光氣田概況

1.1 地質(zhì)概況

普光氣田是國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的規(guī)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(shè)工程”的主供氣源，屬超深層、高含硫、中孔、低滲透、構(gòu)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?jǐn)?shù)15.16%、CO2體積分?jǐn)?shù)8.64%［1］。

由于儲層高含H2S、CO2，氣井投產(chǎn)采用酸壓、生產(chǎn)一體化永久式管柱。隨著生產(chǎn)運行，個別井投產(chǎn)后出現(xiàn)生產(chǎn)壓差較大、產(chǎn)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(chǎn)氣剖面，研發(fā)了高抗硫小直徑旋轉(zhuǎn)噴槍，采用連續(xù)油管拖動噴射酸化，可實現(xiàn)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(jié)構(gòu)

儲層以大孔粗喉型、大孔中喉型、中孔細(xì)喉型為主，局部有裂縫發(fā)育，其中飛三段：以微孔微喉型為主，孔隙結(jié)構(gòu)較差；飛一段—飛二段：以大孔粗喉、大孔中喉型為主，孔隙結(jié)構(gòu)好；長興組：以大孔中喉型、中孔細(xì)喉型為主，孔隙結(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhì)

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

1.2 面臨的技術(shù)難題及技術(shù)對策

1.2.1 面臨的技術(shù)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(shù)對策

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

2 連續(xù)油管噴射酸化選井選層原則

2.1 選井原則

通過氣井生產(chǎn)動態(tài)分析，結(jié)合產(chǎn)氣剖面測試，優(yōu)選具有剩余可采儲量、產(chǎn)量下降快、層內(nèi)、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(jù)生產(chǎn)動態(tài)和產(chǎn)剖測試分析，應(yīng)選擇長興組、飛三段動用程度低的井。

（2）產(chǎn)剖測試結(jié)果儲層動用不均的井：根據(jù)生產(chǎn)動態(tài)和產(chǎn)剖測試分析，選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類儲層交互發(fā)育、產(chǎn)量低、產(chǎn)層動用不均的井。

（3）同一平臺生產(chǎn)壓差大的井：根據(jù)生產(chǎn)測井產(chǎn)剖結(jié)果，選擇表皮系數(shù)大，存在污染的井。

2.2 選層原則

根據(jù)生產(chǎn)測井產(chǎn)剖測試結(jié)果，優(yōu)選未動用Ⅰ、Ⅱ類層做為噴射酸化層段。

3 連續(xù)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(xù)油管，可實現(xiàn)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(chǎn)氣剖面。

3.1 連續(xù)油管的優(yōu)選

連續(xù)油管的選擇綜合考慮防卡、防腐、可作業(yè)深度及作業(yè)安全要求等因素。

3.1.1 連續(xù)油管材質(zhì)

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

3.1.2 連續(xù)油管規(guī)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(xù)油管受力分析［2］見表1。

表1 連續(xù)油管性能參數(shù)

3.2 沖洗酸配方優(yōu)化

根據(jù)連續(xù)油管室內(nèi)腐蝕實驗評價結(jié)果，結(jié)合多口井連續(xù)油管作業(yè)實際使用情況，優(yōu)化沖洗酸配方。

沖洗酸：12%HCl+2%醋酸+1.5%鐵穩(wěn)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(xù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)提高為8%（見表2）。

表2 緩蝕劑濃度實驗結(jié)果（90℃）

3.2.2 降低連續(xù)油管服役溫度

根據(jù)不同溫度下連續(xù)油管腐蝕實驗結(jié)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(xù)油管服役溫度實驗結(jié)果

續(xù)表3 連續(xù)油管服役溫度實驗結(jié)果

3.3 小直徑旋轉(zhuǎn)噴槍

設(shè)計液流驅(qū)動小直徑旋轉(zhuǎn)式噴槍［3］，材質(zhì)718合金材料，優(yōu)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(zhuǎn)噴槍結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要由上端設(shè)有管螺紋的中心管、旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)套和減阻套套裝在中心管上；噴嘴設(shè)置在旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)扭矩促使旋轉(zhuǎn)套旋轉(zhuǎn)，通過直噴噴嘴的液流形成較大射流沖洗力清洗目標(biāo)層孔眼［5］。

圖1 旋轉(zhuǎn)噴槍結(jié)構(gòu)

3.4 噴射酸化工藝設(shè)計

3.4.1 噴射酸化管串結(jié)構(gòu)

管串結(jié)構(gòu)（從上至下）：44.5 mm 連續(xù)油管+? 44.5 mm 轉(zhuǎn)換接頭+?44.5 mm 單流閥+液壓丟手+? 60 mm高抗硫旋轉(zhuǎn)式水力噴槍。

3.4.2 設(shè)計思路

（1）根據(jù)產(chǎn)剖測試結(jié)果優(yōu)選物性好、未產(chǎn)出或產(chǎn)出程度低的儲層為目的層。

（2）管串初始下放速度小于5 m/min；過井下安全閥后，下放速度不大于25 m/min；復(fù)雜井段（如造斜點、完井工具）提前50 m 下放速度控制在10 m/min以內(nèi)；下放到目的層段噴射酸化速度為1.5～2 m/min［6］。

（3）遇阻加壓直井段加壓不宜超過1 t，連續(xù)探測3 次；若中途遇阻，則上提2～3 m，采用沖洗酸沖洗。若仍遇阻不能下入，則上提連續(xù)油管沖洗。

（4）連續(xù)油管噴射酸化施工排量為0.2～0.4 m3/min。

（5）起管過程中，管串上提初始速度不大于5 m/min；直井段上提速度不大于15 m/min；復(fù)雜井段（如造斜點、完井工具、管鞋位置等）提前50 m 上提速度控制在10 m/min 以內(nèi)；起至距離井口150 m 左右，放慢上提速度，離井口50 m 將上提速度降至5 m/min。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

普光氣田P101-3井是第一口試驗井，施工時旋轉(zhuǎn)噴槍的噴射排量達0.2～0.45 m3/min，噴射酸化層段為飛仙關(guān)組5 715.1～5 863.1 m，合計59.1 m/10 n，其中Ⅰ類氣層14.9 m/3 n，Ⅱ類氣層44.2 m/7 n。

連續(xù)油管下放速度不高于25 m/min，沖洗速度為2～2.2 m/min；管柱上提初始速度不高于15 m/min；沖洗速度為1.5 m/min。

措施后在相同日產(chǎn)氣量下，油壓由10.8 MPa 升至12.3 MPa，有效降低了產(chǎn)出氣從地層流入井筒的阻力，噴射酸化效果良好，能夠滿足現(xiàn)場應(yīng)用要求。

5 結(jié)論與認(rèn)識

（1）連續(xù)油管拖動酸化工藝技術(shù)及旋轉(zhuǎn)式水力噴射工具在P101-3井的現(xiàn)場應(yīng)用，驗證了該工藝在普光氣田的可行性。

（2）緩蝕劑緩蝕效果基本滿足施工需要，保障了現(xiàn)場施工的安全可靠。

（3）隨著普光氣田的高效開發(fā)，地層壓力逐漸降低，現(xiàn)場采用連續(xù)油管拖動噴射酸化，需要增加后續(xù)誘噴工藝。