王秀瑤

摘要：儲(chǔ)氣庫注采井在運(yùn)行過程中是一個(gè)強(qiáng)注強(qiáng)采的過程，套管承受交變壓力和溫度變化，因而它與常規(guī)的油氣井鉆完井存在一定區(qū)別和特殊要求。儲(chǔ)氣庫注采井工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題有井型和井場(chǎng)設(shè)計(jì)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、井眼軌道設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、固井設(shè)計(jì)、測(cè)井設(shè)計(jì)六大方面。R儲(chǔ)氣庫在國內(nèi)外均屬首次，由此有井身結(jié)構(gòu)優(yōu)選方面、套管的防磨技術(shù)、鉆井提速技術(shù)、固井技術(shù)、水泥漿體系的選擇、承壓堵漏技術(shù)、完井技術(shù)、鉆井液技術(shù)、油層保護(hù)七項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，保證儲(chǔ)氣庫鉆井完井建成。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)氣庫;鉆井技術(shù);完井

儲(chǔ)氣庫的鉆井完井一直是建設(shè)中的重要技術(shù)，研究人員也對(duì)不同的儲(chǔ)氣庫的鉆井工藝和完井工藝有了一定的總結(jié)[1]。本文對(duì)儲(chǔ)氣庫鉆井完井一起研究，總結(jié)儲(chǔ)氣庫井與天然氣井的區(qū)別，儲(chǔ)氣庫注采井工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題，為儲(chǔ)氣庫鉆井完井工藝提供參考。

1 儲(chǔ)氣庫井與天然氣井的區(qū)別

1.1井型

常規(guī)油氣井的井型為直井、定向井、及叢式井及水平井。而儲(chǔ)氣庫單井是為了便于集中管理和節(jié)約土地多數(shù)為定向叢式井和叢式水平井。

1.2井身結(jié)構(gòu)

油氣井生產(chǎn)套管一般不注重注采管拄和安裝安全閥的要求，而儲(chǔ)氣庫注采井的生產(chǎn)套管的尺寸既要滿足注采管拄的要求，還要滿足安裝安全閥的要求。油氣井的技術(shù)套管下深一般只考慮地層壓力的變化，即根據(jù)地層的三壓力剖面只要能夠達(dá)到必封點(diǎn)的要求即可，而儲(chǔ)氣庫井除考慮必封點(diǎn)外，還要考慮滿足每一級(jí)的套管固井水泥漿返到地面的要求。

1.3固井

常規(guī)油氣井固井的技術(shù)套管達(dá)到要求水泥防止套管形變的功能，而生產(chǎn)套管的固井水泥面返到油氣層以上200m即可。儲(chǔ)氣庫井的每一級(jí)的套管固井水泥面均要求返到地面，為了加強(qiáng)井筒的完整性生產(chǎn)套管固井原則上不采用分級(jí)固井，若封固段長應(yīng)使用尾管懸掛再回接方式。

1.4固井質(zhì)量

固井注重于蓋層段的固井質(zhì)量，達(dá)到井筒的完整性，在注采過程中天然氣即不能沿套管外返到地面，也不能到達(dá)非儲(chǔ)氣層。達(dá)到即安全又能向非儲(chǔ)層滲透。

1.5儲(chǔ)層保護(hù)

儲(chǔ)氣庫井的儲(chǔ)層多枯竭的油氣藏，壓力系數(shù)低，在鉆井過程中存在大大壓差，保護(hù)儲(chǔ)層那度大，如果在鉆完井過程中儲(chǔ)層沒有得到保護(hù)，就會(huì)增加運(yùn)行成本，甚至達(dá)不到注采設(shè)計(jì)要求。

1.6水泥漿性能

生產(chǎn)尾管及蓋層段固井應(yīng)使用具有柔韌性的微膨脹水泥體系。水泥漿游離液控制為0，濾失量控制在50ml以內(nèi)，沉降穩(wěn)定性試驗(yàn)的水泥石柱上下密度差應(yīng)小于0.02g/cm3，水泥石氣體滲透率應(yīng)小于0.05×10-3μm2，線膨脹率0.03-1.5%。常規(guī)密度水泥石24-48小時(shí)抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于14MPa，7天抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于儲(chǔ)氣庫運(yùn)行上限壓力的1.1倍，但原則上不小于30MPa。低密度水泥石24-48小時(shí)抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于12MPa，7天抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于儲(chǔ)氣庫運(yùn)行上限壓力的1.1倍，但原則上不小于25MPa。為了滿足儲(chǔ)氣庫長期交變應(yīng)力條件下對(duì)生產(chǎn)套管強(qiáng)度的要求，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)氣庫運(yùn)行壓力按不同工況采用等安全系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)和三軸應(yīng)力校核。生產(chǎn)套管材質(zhì)應(yīng)結(jié)合油氣藏流體性質(zhì)和外來氣質(zhì)進(jìn)行選擇。技術(shù)套管作為生產(chǎn)套管時(shí)，套管壁厚的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮鉆井過程中的套管磨損因素;施工過程中應(yīng)采取防磨措施;完井后應(yīng)做套管磨損分析，評(píng)價(jià)套管可靠性。生產(chǎn)套管及上一層技術(shù)套管應(yīng)選用氣密封螺紋，套管附件機(jī)械參數(shù)、螺紋密封等性能應(yīng)與套管相匹配。

2儲(chǔ)氣庫注采井工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題

2.1井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

表層套管下深要達(dá)到封固平原組或當(dāng)?shù)仫嬘盟吹囊?，避免因天然氣的滲漏影響水源。每一級(jí)的技術(shù)套管的下深除考慮必封點(diǎn)要求外，還要兼顧每一級(jí)固水泥返到地面的要求。生產(chǎn)套管的尺寸要滿足注采管拄和安全閥安裝的要求，即要根據(jù)注采管的尺寸反推每級(jí)套管的尺寸。因?yàn)閮?chǔ)氣庫固井質(zhì)量要求高，因而在鉆井工程能夠?qū)崿F(xiàn)的的前提下盡可能的增加開次，縮短每級(jí)固井的段長。這樣有利于減少固井的難度。每開井眼尺寸要滿足水泥環(huán)不小于1英寸要求（除套管內(nèi)固井）。避免出現(xiàn)小間隙固井。為有效保護(hù)低壓油氣藏，減少儲(chǔ)層漏失傷害，降低儲(chǔ)層污染，盡可能儲(chǔ)層專打，儲(chǔ)層段鉆井采用相應(yīng)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)欠平衡或近平衡鉆井。

2.2鉆井液設(shè)計(jì)

具有高的抑制性，達(dá)到井眼擴(kuò)大率控制在15%以內(nèi)要求。具有很好的潤滑性，滿足下套管順利下入的要求。儲(chǔ)層段的鉆井液對(duì)地層污染要小或能酸洗解堵的鉆井液。鉆井液的體系抗鈣能力強(qiáng)，有利于提高固井的頂替效率。

2.3固井設(shè)計(jì)

套管扣型的選擇儲(chǔ)氣庫井眼尺寸大，技術(shù)套管最好采用偏梯扣，生產(chǎn)套管和上一級(jí)技術(shù)套管采用氣密封扣型。為了滿足儲(chǔ)氣庫長期交變應(yīng)力條件下對(duì)生產(chǎn)套管強(qiáng)度的要求，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)氣庫運(yùn)行壓力按不同工況采用等安全系數(shù)法進(jìn)行設(shè)計(jì)和三軸應(yīng)力校核。生產(chǎn)套管材質(zhì)應(yīng)結(jié)合油氣藏流體性質(zhì)和外來氣質(zhì)進(jìn)行選擇。技術(shù)套管作為生產(chǎn)套管時(shí)，套管壁厚的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮鉆井過程中的套管磨損因素、施工過程中應(yīng)采取防磨措施、完井后應(yīng)做套管磨損分析，評(píng)價(jià)套管可靠性。套管附件機(jī)械參數(shù)、螺紋密封等性能應(yīng)與套管相匹配，確保氣密螺紋的氣密性能，下套管作業(yè)應(yīng)由專業(yè)隊(duì)伍采用專用工具完成，生產(chǎn)套管應(yīng)逐根進(jìn)行螺紋氣密性檢測(cè)，螺紋密封檢測(cè)壓力為儲(chǔ)氣庫井口運(yùn)行上限壓力的1.1倍。下套管前應(yīng)做地層承壓試驗(yàn)，確保地層承壓能力滿足固井施工要求，達(dá)不到承壓條件，不進(jìn)行固井施工;進(jìn)行滿眼一、二、三滿眼撫正器通井，確保套管的順利下入;調(diào)整鉆井液性能達(dá)到固井設(shè)計(jì)的要求。注水泥施工前，應(yīng)不小于鉆進(jìn)時(shí)的最大環(huán)空返速，充分循環(huán)鉆井液，清潔井眼，振動(dòng)篩無明顯巖屑返出。撫正器的數(shù)量和位置應(yīng)根據(jù)井眼軌跡參數(shù)、井徑數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，確保套管柱居中度不低于67%。各層套管固井水泥漿均應(yīng)返至地面，應(yīng)在施工前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)樣品進(jìn)行復(fù)核實(shí)驗(yàn)。固井過程中應(yīng)取水泥和水樣品評(píng)價(jià)其性能。生產(chǎn)套管固井應(yīng)采用批混批注方式施工，水泥漿密度差小于0.02g/cm3。水泥漿的設(shè)計(jì)要按儲(chǔ)氣庫的特殊要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

儲(chǔ)氣庫注采井工程設(shè)計(jì)主要考慮因素井型和井場(chǎng)設(shè)計(jì)、井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鉆井液設(shè)計(jì)、固井設(shè)計(jì)、測(cè)井設(shè)計(jì)，技術(shù)難點(diǎn)從井身結(jié)構(gòu)優(yōu)選、套管的防磨技術(shù)、鉆井提速技術(shù)、固井技術(shù)、水泥漿體系的選擇、承壓堵漏技術(shù)、完井技術(shù)、鉆井液技術(shù)、油層保護(hù)等方面綜合評(píng)述

參考文獻(xiàn)：

[1]金根泰，李國韜.油氣藏地下儲(chǔ)氣庫鉆采工藝技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出社，2015：25-32.