第六章 采气工程方案设计

《第六章 采气工程方案设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章 采气工程方案设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第六章 采气工程方案设计第一节 概述采气工程是一个整体系统工程，不是单项技术。采气工程成为一门科学，是通 过采气工程整体方案实现的。90 年代以来，我国的四川气田大天池构造带石炭 系气藏和新疆的吉拉克凝析油气田等，都通过采气工程方案设计的编制来做好气 藏（气田）正规开发前的技术准备。每一个新气藏的开发建设，都应该搞好采气 工程方案设计的编制，确保有一个科学、实用、高效、完整的采气工程方案。采气工程方案是指贯彻气藏工程方案并适应于气藏地质特征和储层特点、能对 气藏实施经济、高效开发的采气工程配套技术整体设计。采气工程方案与气藏工 程案、地面建设工程方案三位一体，组成的气藏开发方案的总体设计（图

2、61）， 是指导气藏科学开发的重要技术规则。图 6 1 气藏开发方案总体设计程序示意图采气工程必须通过所编制的方案设计，把各个单项工艺技术有机地组成一个整 体并有效作用于气藏，才能把气藏的储量最大的控制和动用起来，以达到高效开 发的预期目的。因此，采气工程方案设计是气藏开发总体建设方案设计的重要组 成部分和核心，是实现气藏开发总体方案和天然气生产指标的主要工程技术保 证，在提高气藏开发最终采收率和总体经济效益中占有举足轻重的地位。本章将在简要探索采气工程方案设计的特点、程序的基础上，详细介绍采气工 程方案的设计方法并给出应用气藏实例。第二节 采气工程方案设计的特点采气工程方案研究的主要对象在地

3、下。采气工程方案设计应从掌握气藏生产特 征入手，在深入调查研究和总结气藏开发在应用采气工程技术方面已取得成功经 验的基础上，通过一系列导向技术的深入研究和先导性试验，提出能确保气藏开 发指标完成的先进采气工程配套技术设计方案。因此，采气工程方案设计具有如 下明显特点：一、综合性采气工程方案设计是一项涉及学科、专业内容多的综合性研究。采气工程方案 设计不仅要研究影响各项工艺方案决策的技术因素，还要研究经济因素，及其综 合因素，需要掌握各种工艺措施的技术发展方向、适应性和应用效果。 二、特殊性由于不同储层的地质成因、岩性、物性、流体性质以及驱动方式的显著差异， 我国现今已知气藏的类型繁多，如可划分

4、气驱气藏、水驱气藏、凝析气藏、含硫 气藏、低渗气藏等等。每一类，甚至每一个气藏都有其自身的特性。因此，采气 工程方案设计虽有规可循，也决不可能是一成不变的模式。根据我国天然气地质 特点，对不同类型气藏应实行不同的方案原则，每个采气工程方案设计都应该随 着气藏类型和特征的显著差异，在基本内容上有所不同。而每个采气工程方案都 应针对不同气藏的具体类型和特征，提出相应的采气工程方案措施和配套技术决 策，以求获得气藏的高效开发。三、系统性采气工程方案设计是以气藏工程为基础、并与地面建设配套工程有着密切相关 的联系。因此采气工程方案设计的研究与优化是多目标和多因素的，它既要研究 各单项工艺技术的先进性、

5、可操作性，又要研究其配套后的整体应用效果以及对 气藏工程的适应性与对地面建设工程的要求和影响，进而寻求采气工程方案整体 效果的最优化，以确保气藏开发指标的实现。四、超前性采气工程方案设计，是在新气藏尚未正式投入开发之前进行的，带有明显的超 前性。为了确保方案设计的结果准确、可靠、并满足开发指标的要求，这就要求 必须尽可能地掌握各种信息资料，科学的预测影响气藏不同开发阶段稳产的主要 矛盾，拟定近期和中远期科学技术研究课题，超前做好科研攻关的技术准备，超 前贮备必需的技术，才能使采气工程技术进步处于主动。五、优化性采气工程方案设计的实践证明，方案的优化就是最大的节约。采气工程不仅自 身与气藏开发的

6、总体效益密切相关、是一项投入大的系统工程，而且采气工程方 案设计研究的专题也较复杂，每一专题都存在着各有利弊、相互制约、经济效益 也不尽相同的多个解决方案。需要进行多方案的全面分析、对比和评价，才能优 选出最优方案，以尽量避免决策失误，通过科学、合理的采气工程方案的实施和 采气工程技术的进步来实现气藏开发总体效益的提高。第三节 采气工程方案设计的前期工作抓好采气工程方案设计的前期工作，是搞好方案设计编制的基础。采气工程方 案设计的前期工作，主要有如下三个方面： 一、导向技术研究和先导性试验科学决策正确与否，不仅是决定采气工程方案设计成败的基本因素，而且也是 影响开发总体效益的决定性因素。有关采

7、气工程方案设计的重大技术决策，都必 须经过导向技术研究和先导性试验，只有经研究和试验证实能对气藏开发总体经 济效益起重大影响的采气工程技术才能纳入推广应用。所谓导向技术研究，就是 针对气藏特点、不同开采阶段的主要矛盾、以及工艺技术的薄弱环节，把研究的 重点放在能影响采气工艺技术发展方向的重大课题上，从宏观上加以控制和引 导，使其能按照气藏开发的演变有针对性的发展工艺技术。“八五”以来，四川 气田先后开展了“采气工程方案的经济评价”、“不同类型气藏开采工艺模式研 究”、“多产层分采工艺技术可行性研究”等导向技术研究。在进行导向技术研究 的基础上，以点带面，先突破、后推广，重点开展了“铁山 21

8、井一井两层分采”、 “高含硫气田水达标处理”、“水力射流泵排水采气”、“排水找气”“低渗透气藏 高强度深穿透改造”等先导性试验，对有针对性地超前发展和提高采气工艺技术 的配套能力、密切其与气田开发方案总体经济效益的关系，起到了先导性作用。如 M 气田低渗透气藏通过加砂压裂高强度深穿透改造先导性试验，研制了能 计算动态裂缝几何尺寸、生产剖面温度、填砂裂缝与酸蚀裂缝导流能力、氢离子 传质系数及液体综合滤失系数的计算机优化设计软件并指导 M14 井加砂压裂取 得了显著增产成效。M14井加砂压裂上机参数与计算机处理成果分别见表61 与 62 ：图 6 2M14 井加砂压裂前后产量对比曲线图孔隙度，%9

9、.5套管内径，m0.157渗透率，卩m22.3X10-4注入方式油管注入杨氏模量，MPa93100地层流体粘度，Pa*s2.3X103裂缝咼度，m22压裂液流体压缩系数，1/MPa0.03125产层有效厚度，m10.5压裂液名Ultrafio泄流半径，m500压裂液n0.262井眼半径，m0.108压裂液k,Pa*sn12射孔孔数，孔208压裂液造壁滤失系数，m/s1/20.000155孔眼直径，m0.01压裂液初滤失，m3/m2/破裂压力，MPa86压裂液降阻率，/油层中部深度，m2679.8压裂液密度，kg/m31020地层压力，MPa32.0前置液量，m350.0闭合压力，MPa61.0

10、携砂液量，m348.0地层温度， C85.0支撑剂量，t20.062mm油管长度，m/支撑剂初密度，kg/m3185075.9mm油管长度，m2655.0平均砂浓度，kg/m3416.67施工前，M14井在井底流压19.2MPa条件下气产量为0.93X104m3/d。施工设计 时进行了施工规模的计算机的优选，并根据计算的施工后缝长预测施工效果，用 温度剖面程序绘制了压裂施工过程中，井筒内和裂缝内液体温度剖面。施工中， 实际挤入地层前置液50m3、携砂液54.5m3、陶粒17.17t,施工泵压5783MPa, 排量8402520l/min,平均加砂浓度371.9kg/m3,最高压力86MPa,裂

11、缝高度22m。 从压井、低替酸液、隔离液、前置液，注前置液、注携砂液，完成了设计指标， 符合性很好,各项施工参数满足了工艺需要,达到了设计要求和预期目的。施工 后,该井自喷排液16天,排出程度54.58,未见砂子退出,经测试,在井底流 压为29.54MPa条件下，产气量为5.59X 104m3/d （图6-2）,从而为该气藏的采 气工程方案设计提供了科学决策的依据。排量（L/s）项目3033.333541.67动态缝长，m125.89128.16130.35140.91支撑缝长，m113.66116.52117.89122.73动态缝宽，m0.00410.00420.00420.0044平均支

12、撑缝宽，m0.00220.00170.00160.0014穿透百分比，22.7323.3023.5824.55增产倍数（J/J。）1.91.921.931.97二、采气工程技术现状调研为了使采气工程方案与具体设计气藏的特征相适应，并为方案编制提供必要的 基本数据和基础材料，方案编制前需要对设计气藏的试采和临近气藏开采中出现 的问题及采气工程的技术现状进行深入调查、研究。调查的重点主要有：（1）设计气藏的类型、储层性质、地质特征、流体性质与油气水分布关系；（2）设计气藏开发的主要指标、技术政策、开发过程可能出现的主要矛盾、相 应技术对策；（3）设计气藏的气井试采情况、产能大小、气井稳产趋势及其主

13、要影响因素；（4）设计气藏的采气工程现有技术水平，新工艺、新技术的应用前景和需配套 研究的重点专题；（5）国内开发同类型气藏可供借鉴的有效工艺技术。三、重点专题研究采气工程方案设计必须以科研成果作支撑，只有有了高适应性的配套工艺技 术，才有采气工程方案的高水平。针对现状调查中掌握的对气藏开发效益有重要 影响、需要大量应用的工艺技术，要搞好专题研究，并促使其尽快配套。如为了 编制好川东大天池构造带石炭系气藏的采气工程方案设计，在现状调查基础上， 针对气藏具体地质特征，重点开展了“完井套管强度计算”、“射孔工艺优化参数设计”、“气层改造优化设” 、“井下管柱受力分析”、“采气工艺方式优化设计”、

14、“生产气井压力系统（节点）分析”等六个专题的研究。所形成的专题研究报告， 是对“八五”以来，四川气田采气工程系统经验的总结和深化，不仅对搞好大天 池石炭系气藏采气工程方案设计有重要的指导作用，而且这些专题也是当前其他 类似气藏进行采气工程方案设计时常开展的基本重点研究专题。此外，为了提高采气工程方案设计的整体能力和水平，做好超前技术准备，当 前还应该围绕其技术发展方向进一步加强一下七个方面的专题研究：（1）深化对气藏特征认识，促进采气工程和气藏工程更紧密结合的“气藏描述 研究”；（2）提高排水采气工艺优化设计水平的“产水气井流入动态曲线研究”；（3）有利于气井生产系统优化决策的“多流体数学模型

15、的机理和多相流动实验 研究”；（4）立足双高，实现少井高产的“一井多层开采工艺和工具研究”；（5）提高气井增产措施有效率的“地应力场和裂缝分布规律研究”；（6）提高设计科学性的“采气工程方案设计新方法和专家系统研究”；（7）提高经济效益的“采气工艺技术经济界限研究”。第四节 采气工程方案设计的基本任务和主体工艺的分析论证 一、采气工程方案设计的基本任务 采气工程方案设计的基本任务是针对气藏的地质特征和储层性质，在对气井生 产系统节点分析和室内岩芯实验的基础上，编制气藏开发的主体工艺方案，并配 套形成生产能力，对气藏实施经济有效的开发。二、采气工程方案设计的主体工艺内容采气工程方案的主体工艺，主要包括以下内容：1、完井工程及开发全过程的气层保护技术根据气藏工程和采气工程的要求，选择新开发井的钻井方法和钻井液、完井方 法、完井液以及井身结构和套管程序；对固井质量提出技术标准、检测方法与要 求；针对储层岩性、物性和流体性质，制定完井和开发全过程保护气层、防止损 害的具体措施。2、射孔设计对于射孔完井，要采用节点分析技术优选射孔方法、射孔枪型和射孔参数，