呼圖壁儲氣庫監測井完井技術及應用

韓先柱 陳明珠 徐 壯 趙 楠 董勝祥 路立君 黃歆然

（1、中國石油新疆油田分公司開發公司，新疆 克拉瑪依 834000 2、中國石油集團工程技術研究院有限公司，北京 100000 3、中國石油新疆油田分公司呼圖壁儲氣庫作業區，新疆 呼圖壁 831200）

1 地質特征

呼圖壁儲氣庫目的層為古近系紫泥泉子組二段（E1-2z2），儲層巖性主要為細砂巖和粉砂巖，孔隙類型主要以粒間孔為主，另外還發育有粒間溶孔和粒內溶孔，粒間孔含量平均76%，粒間溶孔含量平均為17.8%。呼圖壁儲氣庫于2013 年6 月投入運行，經過五個周期的注采運行，氣庫儲層連通況得到改善，隨著投運井數的逐步增加，氣井注采能力逐步提升，地層壓力穩步提升，氣庫達容率逐步增大。目前共完鉆注采井41 口，已投運注采井30 口，注氣過程中，地層壓力整體由高部位向低部位逐級擴散，壓力分布趨于均衡。

2 監測井目的

隨著國家經濟的高速發展和對能源需求的日益增長，地下儲氣庫建設在我國的油氣消費和油氣安全領域發揮重要的作用。呼圖壁儲氣庫能夠合理調節季節用氣不平衡，可緩解因各類用戶對天然氣需求量的不同和負荷變化而帶來的供氣不均衡性，能很好地滿足市場需求，不浪費天然氣；同時也作為天然氣戰略儲備，在關鍵時刻，能夠為國家提供必要的能源，維護國家的正常運轉。呼圖壁儲氣庫在注采動態分析的基礎上，調整工程部署了11 口注采水平井和1 口監測井。

監測井的部署能夠實現在調峰采氣過程中連續開展動態監測工作，掌握注采主體區域地層壓力變化，且調整工程11 口新井加密后，井間干擾更加劇烈，地層壓力變化幅度更大，現有的監測系統無法滿足儲氣庫注采運行動態監測，儲氣庫剩余調峰能力評價較為困難，給保障儲氣庫最大調峰能力發揮帶來困難。

目前已有監測井HUKJ1、HUKJ2 分別監測氣庫邊部壓力變化，注采集中區域地層壓力變化幅度達9.3MPa，調峰保供期缺乏有效監測，精細評價剩余應急調峰能力難度大，在經歷了多個注采周期后需要進一步對蓋層、隔層的物性、密封性和泥質含量等進行評價。因此，在氣庫中部增加部署1 口監測井HUKJ3。

3 監測井完井技術

3.1 調整工程監測井取心情況

儲氣庫目前僅有兩口注采井進行了系統取心，蓋層泥巖段巖心久置疏松易碎，已不能滿足巖心實驗需求，在經歷了多個注采周期后需要進一步對蓋層、隔層的物性、密封性和泥質含量等進行評價。需要對蓋層、儲層進行補充取心。呼圖壁儲氣庫調整工程部署監測井HUKJ3 作為唯一一口直井，進行取心作業。

呼圖壁儲氣庫調整工程HUKJ3 取心后，能夠更加精確地監測紫泥泉子組E1-2z21和E1-2z22層壓力、溫度等，其中E1-2z21地層監測壓力及溫度變化情況，E1-2z22地層監測壓力、溫度及氣水界面變化情況。井身結構圖如圖1。

圖1 鉆井井身結構圖

調整工程HUKJ3 井全井共取心7 筒，取心進尺36.2 米，取心收獲率100%。三開后，進入安集海河組復雜地層取心，一趟鉆取心5 米，取心收獲率100%，創單趟井段最長紀錄，創收獲率最高紀錄，成功刷新儲氣庫項目巖心歷史最優數據，見圖2。

圖2 巖心

3.2 監測井試油完井情況

HUKJ3 井經前期生產準備、施工準備，采用油管輸送射孔槍井口加壓方式射孔，射孔厚度14.00m/7 段，孔密16 孔/m，布孔相位90°，螺旋布孔方式。射孔后關井觀察72 小時，記錄油套壓變化，提出井內管柱。對入井的Φ73.0 mm×5.51mm 油管（TP-G2 扣）進行氣密封檢測，螺紋氣密封檢測壓力為35.0MPa。完井管柱封隔器以下不進行氣密封檢測。封隔器以上管柱，除井下安全閥串下提升短節與油管連接處不檢測外，全檢。

井下工具有RHA 穿越式封隔器、溫壓測試托筒、NE 井下安全閥等。完井管柱結構圖如圖3。

圖3 試油完井管柱結構圖

4 監測井的應用及效果

通過對呼圖壁儲氣庫一期工程監測井連續靜壓的觀察分析，發現西區邊部HUKJ1 井進行一個注采周期的連續靜壓測試，發現HUKJ1 井的井底靜壓變化不大，有緩慢上升的趨勢，主要原因是西區投入注采的井較少，且HUKJ1 井所在的西區物性變差，壓力傳導不明顯（圖4）。

對東區邊部HUKJ2 井進行一個注采周期的連續靜壓測試，發現HUKJ2 井的井底靜壓變化較大，在注氣期壓力快速上升，到注氣末期，由29MPa 上升到近33MPa，采氣期壓力平穩下降，由33MPa 下降到約30MPa，主要是東區投入注采的井較多，且HUKJ2 井離注采中心區域較近，壓力變化較為明顯（圖4）。

圖4 HUKJ1、HUKJ2 監測井連續靜壓曲線

北部HUKJ4 井第五周期開始有明顯壓力響應（圖5）。綜合分析，東區邊部壓力響應明顯，西區投入井點少、注采速度低，邊部壓力響應較弱，也表現出西區持續逐級動用并向外圍擴散的趨勢。

圖5 HUKJ4 監測井連續靜壓曲線

呼圖壁儲氣庫一期工程HUKJ5 井是蓋層監測井。監測蓋層頂部N1s 水層段靜壓較試水升高1.8MPa，但井口無可燃氣體顯示，第五周期連續靜壓測試保持穩定（圖6）。目前氣藏目的層及蓋層段發生的微地震事件數量少、應力變化小，且未出現集中現象，表明圈閉密封性良好，未出現漏失現象。

圖6 HUKJ5 井連續靜壓曲線

5 結論

呼圖壁儲氣庫監測井主要通過對目前氣庫的固有特性，如地下的構造形態、圈閉性、庫容氣量、工作氣量等，運用監測手段搜集歷史資料，同時也可以進行現場資料采集，獲取更加準確的溫度、壓力等數據。根據數據分析能夠有效監測儲氣庫的密封性能，監測儲氣庫的壓力、產出剖面等運行狀況。以此判斷儲氣庫的運行狀態，并指導后期儲氣庫注采井井位部署方向和檢查蓋層密封性，提高呼圖壁儲氣庫工程建設速度，降低投資成本。