庆深气田压裂后压井工艺思考

1、庆深气田压裂后压井工艺思考马金良摘要：当循环通道不畅，无法进行循环压井时，常用的压井方法是挤压井和置换压井 配合使用。本文针对徐家围子气田特殊压裂管柱介绍了压井设计的思路和方法并举例说明， 希望能为大家提供借鉴。主题词：压井 气井 压井液 暂堵剂压井是利用专门的井控设备和技术向井内注入具有一定性能和数量的修井液，建立压力 平衡的过程，是修井施工、试油（气）施工中最常用、最基本的作业，是油气层打开后进行 其他作业的前提。压井作业的成败，影响到该井的施工质量和效果。目前常用的循环压井法， 对于油套连通性很差的气井来说，是行不通的。本文将以庆深气田压裂管柱为例，论述不同 工况下该管柱的压井方法。一、

2、概况庆深气田，气藏埋深在30005000m之间，气层岩性以流纹岩和角砾岩为主，岩层致密， 孔隙度小。大多数井，油层套管为？ 139.7mmP110套管，完钻井深在4500m以上，井口装置射孔井段巾88. 9mm加厚油管_ *H4（*50）mm安全接头防磨接头_巾114（*46）mm水力锚巾防磨接头一 Y344-11S封色器卡点一 Y344-115封隔器卡点喷嘴（内径40mm）人工井底KQS105/78采气树。试气工艺主要由以下几个步 骤构成：通井替泥浆、试压MFE地层 测试与射孔联作一一压裂一一排液求产一一压 井、起压裂管柱一一下生产管柱一一诱喷。通常， 在射孔时油管内只有400600m柴油垫

3、，射孔 后，大多数井自然产能很低，需要经过压裂措施 改造来提高地层渗流能力，从而提高天然气自然 产能。常用压裂管柱结构为：（P 88.9mm加厚油 管+安全接头+水力锚+Y344-115封隔器+ Y344-115封隔器+喷嘴（见右图）。该管柱的优点是：封隔器座封容易，耐压强度高，有利于保护套管；缺点是施工时管柱磨阻大，若施工 后封隔器胶筒不回缩，则没有循环通道，压井困难。二、生产参数分析通过排液求产期间开关井过程中的油套压力变化情况，可大致判断出封隔器的连通状 态。油套压力变化的同步率越高，则说明油套连通性越好。通过日产量和气液比可以判断出， 关井至井口压力稳定后，井筒内大部分是气体。若压井施

4、工时排量小，压井液很容易被气化， 造成比重降低，压井不彻底，最终导致压井失败。三、压井工艺1、压井液的选择(1 )压井液种类选择：目前常用的压井液为无固相盐水液体系。该体系是由一种或多种盐水配制而成，本身不 存在固相，不会因压井液漏失堵塞产层。而且，压井液中的无机盐类使体系中的离子活性降 低，即使部分压井液进入产层也不会引起粘土膨胀。施工结束后，通过诱喷可最大限度降低 压井液在储层内的残留量。在选择盐水修井液时，除了考虑储层盐性特点外，还要考虑盐水密度，粘度，腐蚀性， 吸湿性，在井下温度和压力条件下的稳定性，及经济效益等多方面因素。(2 )压井液密度选择：压井液密度的高低对压井施工的成败起着至

5、关重要的作用：密度高了会把井压漏，低了 又压不住井。因此，确定压井液密度应以实测的稳定地层压力为基准，并按照气井控压井要 求，再增加0.070.15g/cm3的安全密度附加值。若地层测试期间未取得稳定的地层压力，则 需要在排液求产后期关井至井口压力稳定后下压力计测取地层静压。对于一些高压干气井，由于井口操作不便，考虑到井口安全等因素，也可以根据关井最 高井口压力近似计算出产层静压。具体计算公式如下： 该公式中各参数含义如下：Pi：井底静压，MPa；Pymax:关井最高井口压力，MPa；r：常温常压下天然气相对密度；L：油层中部垂深，m；T：绝对温度，(地层中部温度+测气出口温度)/2 +273

6、；Z：天然气压缩系数，一般取0.95(CO2气体除外)；2、暂堵剂的选择：经过压裂措施改造后，地层导流能力增强。依据井下作业井控实施细则选定压井液 比重压井后，有时漏失速率会很大。发生这种情况时，若不进行堵漏而直接进行起管柱作业， 井控安全风险很大，压井液使用量及经济投入都随之增大，这是生产单位所不能接受的。目前的常规暂堵剂适用温度一般小于120C，而庆深气田气层中部温度一般大于130C， 因此常规暂堵剂不能使用。压裂时使用的水溶性自破胶液体胶塞是由胍胶基液与交联剂重铬 酸钾按重量比100： (0.30.6)配制而成。该胶塞耐温性能好，成胶时间可调，破胶时间可 控，能自动破胶，是作为高温层暂堵

7、剂的理想材料。气体分子在低粘度的液体中具有很强的运移能力。要保证气体只能向地层内部运动不能 向井筒运动，这就要求井筒静液柱压力要稍高于地层压力。换句话说，就是要求压井液具有 一定的漏失率。考虑到后期的诱喷，漏失率又不能太大，一般控制在12.5m3/h比较好。3、压井方法压井过程大致分以下三个步骤：第一步：关井至井口压力稳定，确保井底压力同地层压 力一致，无压力漏斗存在。第二步：通过开关井过程中油套压力变化的同步率判断油套连通 状态。第三步：压井施工。针对不同的油套连通状态，采取的压井方法是不一样的，下面将 分别加以说明。情况一：封隔器胶筒已经回缩，油套连通性很好。对这种情况，可以采用循环压井法

8、压井。为了减少压井液用量，节约成本，一般先用清 水脱气后用压井液压井。即先用清水大排量反循环压井脱气，油管用针阀或可调油嘴控制放 喷，待油管返出液基本不含天然气后，用压井液反替出井内清水。清水脱气过程中，油管保 持多少回压要根据满井筒静水柱对井底产生的压力与地层压力的差值确定。一般情况下，油 管回压要稍大于这个差值，以确保压井过程中地层无产出，便于彻底脱气。情况二：封隔器胶筒没有回缩，油套不连通。这种井，宜采用先油管挤压井，后套管置换压井法。即先从油管大排量挤注1.31.5倍 油管容积的压井液至地层，阻止地层产出，然后套管采用“放压一一挤注压井液一一沉降压 井液一一再放压一一再挤注压井液一一再

9、沉降压井液”这个循环过程将套管内充满液体。在 套管用置换法压井过程中，油管要及时补充压井液，确保地层始终保持被压住状态。情况三：封隔器胶筒有一点儿回缩，油套连通性很差。这种情况表现在：当小排量反压井时，油套连通；提高排量后，油套反而不连通了；降 低排量后，油套又连通了。对于气井而言，压井排量过小，会使打入井内的压井液被气化， 大大降低比重，导致压井失败。遇到这种情况，大多是按油套不连通处理。情况四：封隔器上部油管发生破裂，油套连通。这种情况通过井口压力变化是看不出来的。发生这种情况的主要表现是：在大排量反循 环压井时，明明油管已经返出压井液好长时间了，但是天然气总也脱不净，且气量较大。对 于这

10、种情况，宜先用油管挤注法压住井，阻止地层产出，然后找到油管破裂点深度，根据破 裂点位置确定下步压井方法。常用于找管柱破裂点的方法是从油管打入一大段带明显颜色标记的压井液（可在压井液 中加入红墨水），同时套管控制放喷，待套管返出有标记的压井时，计量打入量。用打入量 除以油管内截面积，大致推算出油管破裂点深度。若破裂点大于井深的一半，则先从套管大 排量挤注压井液至地层（压井液用量按封隔器上下连通计算），然后关井一段时间沉降压井 液，再然后用压井液循环压井脱气彻底。若破裂点小于井深的一半，则套管控制放压的同时 采用正循环压井法脱气至出口无气。不管是以上哪种情况，只要是油管或套管有一端先把井压住了，接

11、下来第一件事就是观 察这一端的漏失或溢流情况。根据漏失或溢流情况确定是否打液体胶塞或调整压井液比重。 这些都做好后再去考虑另一端的压井问题。通常在压裂前，井筒内为清水或密度较低的压井液，若压裂后封隔器胶筒回缩不好，那 么环空仍然会存在一部分密度较低的液体，使环空液体的平均密度比油管低。若起管柱过程 中，封隔器突然失封，依据U型管原理，油管内液面高度会快速下降，直至与环空压力平衡。 那么井筒静液柱压力可能会瞬时低于地层压力，造成地层激动，发生气侵，有可能导致井喷。 因此，在起管柱前要想办法使油套比重一样，达到设计要求。常用的解决办法是在确定井被 压住且压井液漏失速率达到要求后，活动管柱，使水力锚

12、锚爪回收，利用套管接箍磨坏封隔 器胶筒，然后进行彻底循环洗井脱气，调整压井液比重，确保起下管柱安全。如果用套管接 箍不能磨坏封隔器胶筒，但能够下放管柱，也可将封隔器下到射孔层里上下活动管柱，利用 炮眼摩坏封隔器胶筒，从而实现油套连通。即使不能将胶筒磨坏，也可以借助炮眼处的连通 性实现循环洗井，调整压井液比重的目的。起下管柱过程中一定要保持边起边灌相同液性的压井液，随时监测漏失率变化。发现漏 失率突然变小时，一定要停止作业，装好旋塞阀，待分析清楚原因，确保无问题后才能继续 起下作业。井控工作关系到井的安全、作业设备安全、人员安全，是安全生产工作的重中之 重，任何人都不能掉以轻心。四、应用举例在试

13、气工作中，应用上述方法压井的例子很多，下面举几个典型的例子加以说明。例1：徐深15井地层致密，用油管输送102枪DP44HMX-3弹射孔后未测静压，直接根 据邻井经验采用密度1.35g/cm3压井液压井。压井后敞口观察5天无显示。对该层压裂改造 后，用10mm油嘴求产，日产气17000m3，日产水89m3。甲方工程技术组不听劝告，不关井恢 复压力，也不测压，要求直接用密度1.35g/cm3压井液压井。结果用密度1.35g/cm3压井液挤 压井施工后，初始漏失率7.7m3/h。观察6h后井口出现溢流并伴有天然气。之后，关井恢复 至井口压力稳定后下压力计测静压，得到地层压力系数为1.37。这一例子

14、充分说明压井前关 井恢复压力和取得准确地层压力的必要性。例2：徐深901井压裂后12mm油嘴求产，日产气300000m3，日产水10m3。求产期间油 套压变化的同步率低，判断为油套联通性不好。测得井底静压后，按井控实施细则确定了压 井液比重。压井液种类为无固相低粘度优质压井液。先用压井液进行油管挤压井作业后，测 得油管漏失速率10m3/h。从油管挤入20m3胶塞至地层后漏失率降至2.3m3/h。套管放气后， 用“挤一放”交替的方法将环空灌满压井液。上下活动管柱多次后油套连通，彻底循环洗井 脱气后顺利将压裂管柱起出。例3：徐深12井压裂后9mm油嘴求产，日产气46000m3，日产水18m3。求产期间油套压 变化的同步率高，判断为油套联通性好。当大排量反压井时，泵压上升很快，说明胶筒处连 通不好，宜先用油管挤压井法。从油管大排量挤入1.3倍油管容积的压井液，同时套管控制 放压。套压降低后，小排量反挤入1.5倍套管容积的压井液，套压上升不大，说明胶筒处又 有了一点连通性。扩散套管压力至0后，小排量反循环洗井脱气一周以上，至出口无气后， 测得漏失速率3.7m3/h。用压井液从油管顶替10m3液体胶塞至地层后，测得漏失速率1.2m3/h。 上提管柱解封封隔器后顺利将压裂管柱起出。五、几点建议1、压井前关井至井口压力稳定。2