深层凝析气井完井工艺技术优化应用

康涛 田昆龙

摘要：对于深层凝析气井而言，在选择完井工艺时，首要考虑的是工艺是否能够有效地防止腐蚀介质对其造成的影响。为了确保完井环境的安全和可靠性，所选用的完井工艺必须满足井下作业、射孔以及自喷期产量的严格要求。同时还应该注意到，由于凝析气藏受储层物性的限制，使得完井施工存在很大的难度，因此在选择完井工艺时必须根据实际情况来决定。随着凝析气藏进入不同的发展阶段，对完井工艺进行不同程度的优化已成为必要之举，以更好地满足凝析气藏开发的需求。目前，我国已经有许多关于深层凝析气井完井工艺优化方面的研究，但是这些研究主要集中于浅层气藏，而对于深层气田则鲜有涉及。在此背景下，本文探讨了深层凝析气井完井工艺技术的优化应用，旨在为现实生活中的完井工艺在深层凝析气井中的应用提供有益的参考和指导。

关键词：深层凝析气井；完井工艺；技术优化

前言

凝析气井是一种特殊的天然气井，其产气过程中伴随着气体凝析现象，使得气体中的液态成分在地层中凝结形成液态凝析物。深层凝析气井是指位于地下较深部位，产出的凝析液较多的凝析气井。深层凝析气井的开发与生产面临着一系列的技术挑战和工程问题。深层凝析气井的完井工艺技术是实现井口气液分离、凝析液回收和产气稳定生产的重要环节。完善的完井工艺技术可以提高凝析气井的产能、延长井底液体回排周期、减少凝析液产生的影响，从而实现经济高效的凝析气井生产。然而，由于深层凝析气井的特殊性和复杂性，完井工艺技术的优化和应用面临着一系列挑战。深层凝析气井的高压高温条件、复杂的井底流体特性、液态凝析物的变化等因素使得完井工艺技术的选择和优化具有一定的复杂性和难度。

考虑到深层凝析气的独特性质，对于这类井的开采，在选择完井工艺时必须充分考虑腐蚀介质对气井的影响，以确保气井能够安全地进行采气，同时满足气井所需的采气工艺、射孔、自喷采量和井下作业等要求。此外，随着深层凝析气藏进入不同阶段，需要对所使用的完井工艺技术进行相应的改造，以更好地适应凝析气藏的需求。本文主要研究的就是对于深层凝析气气藏开发中，为了确保其生产的安全性和高效性，在进行完井时采用什么样的完井技术是最合理的方法。深层凝析气井作为一种气井，虽然并不属于非常特殊的类型，但其所蕴含的巨大价值却吸引了众多学者的关注，他们正致力于寻求更优秀的方法来优化深层凝析气井的完井工艺技术。因此，本文旨在探讨深层凝析气井完井工艺技术的优化方案。

2 完井工艺

2.1 定义

一旦完成一口井的钻探，我们的主要任务就是在井的底部建立一个油气层渠道，该渠道可以与油气井井筒合理连接，这被称为完井。为了能够保证石油开采过程中对油井的顺利生产，我们必须要做好相应的油田的钻井完井作业，而完井的关键就在于确定好油气井井筒与油气井井筒之间是否具有连通关系。在井底建立油气井井筒和油气层井筒之间的联通渠道，虽然存在不同的构成方式，但却是一种独特的完井方式。对于一个油田而言，如果想要获得良好的勘探效果的话，就必须要有相应的完善的石油生产方案和采油工艺，这样才能够使整个油田得以高效的开发和利用。通过广泛的实验和实践，人们已经认识到，只有根据油气藏的类型和特征选择最适合的完井方式，并考虑开发开采的技术要求，才能更加高效地开发油气田，延长油气井的使用寿命，从而实现提高采收率和整体油气田开发经济效益的目标。因此，我们必须要明确不同油气藏类型对完井方式的特殊要求，并且结合油藏自身条件来合理确定各种完井方式以及所使用的工艺参数。在面对不同类型的油气藏时，人们通常会先深入了解油气藏的特征和性质，然后再根据实际情况选择最适合的完井方案。

2.2 内容

完井所包含的要素涵盖了多个方面:

（1）在自然界中，存在一种岩石集合，它具有一定的储集空间，可以让其中的液体在一定的压力差条件下流动，这种岩石被称为储集岩。所谓储集层，指的是由大量的储集岩所组成的地质构造。

（2）在井、套管、射孔、排液以及下生产管柱的操作中，进行水泥注入以固定其位置；

（3）确保井底结构的完整性，以实现产层和井眼之间的无缝衔接；

从安装井口和井底等环节开始，直至其达到可实现投产的位置。

2.3 方法及选择

（1）完井工艺的选择必须符合一系列严格的条件

在选择完井工艺方法时，必须考虑多个因素，其中包括但不限于以下几个要素:

1.油、井、气层的连通条件应当达到最优状态，以最小化对油气层的损害；

2.尽可能扩大油、井筒和气层之间的渗流面积，同时最小化油气入井阻力，是必要的；

3 深沉凝析气井完井工艺及存在问题

雅克-大老坝等凝析气田的气井深达5200米，预采压力高达58兆帕，流量惊人（井口5米/秒），CO2分压高达0.7兆帕，同时具有极强的腐蚀性。在这些特殊条件下，完井技术对提高气藏采收率有重要意义。完井技术的优化和应用经历了三个不同的发展阶段，其中第一阶段采用的是轻管柱完井技术；采用带有隔离器的普通材料，实现油管完井的技术；采用复合完井技术，包括特殊材料油管和井下完井工具等，通过环空注入保护液的方式，实现完井。

3.1 采用光管柱、未使用任何井下工具

根据有关资料及信息研究可发现，由于受多种因素影响，深沉凝析气井使用管柱多为光管柱，并没有使用其他的任何井下工具，没有其他任何井下工具的协助，井下的常年特殊的温度和高压以及流速等因素的影响，因此也就造成井下工具中油管与套管直接接触时，由于腐蚀介质对其造成严重腐蚀，鉴于井口套承受着巨大压力，因此一旦发生事故的话将需要压井作业，在此作业过程中还可能受到其他各种因素的影响，而这些因素隐患极有可能引发井口失控事故。

3.2 油管加井下工具材质选择不当

鉴于深沉凝析气井的独特性质，尽管其流体形态与其他井相似，但保罗井筒、地质条件以及外边界等因素均与之一致，因此在定义深沉凝析气井时，常使用拟压力来描述其凝析气。根据目前我国的研究来看，对于深沉凝析气井而言，一般都会将地层中含有一定比例的水视为正常的状态，因为这类天然气属于典型的液体。作为一种高度复杂的气体体系，凝析气与普通气体存在显著差异，前者仅有临界点，而油气两相也仅有泡点，然而与之相比，凝析气还存在露点。凝析气是指在低于临界状态下的气体。只有当凝析气处于高出露点时，其所受压力和温度才能被视为纯气体，而在临界点和露点之间所形成的半封闭面积，则可被视为气液两相的总和。如果把凝析气看作一个简单的混合物的话，那么它就会具有一定的可压缩性，因此我们就不能像普通气体那样对其进行处理。无论凝析气的复杂程度如何，其质量始终保持不变，也就是说，质量的流量是恒定的。在生产过程中，为了能够保证凝析气的正常输送，通常会将其注入到地面的井口处，然后再由工作人员来对其进相应的处理工作，以确保其顺利的进入到地层之中。

由于凝析气的独特性质，对于添加井下工具的材料也提出了特殊的要求。然而，经过调查发现，许多凝析气井所采用的完井工艺都使用了普通材质的油管，并添加了井下伸缩节、安全阀、封隔器和滑套，同时还在封隔器中添加了油套环空。由于这些因素，使得整个井下工具在工作的过程中会受到一定程度的影响和损害。由于普通材质的油管本身的抗腐蚀能力一般，仅有八个月，而且很多井下缺乏自动平衡的专职人员，因此在装置关闭后，必须上水泥车上打平衡压，才能正式开启系统，这使得操作变得更加复杂。此外，由于滑套存在的泥垢问题，这也可能导致在进行井下作业时无法打开，从而影响工具的正常使用。

3.3 选用的特殊材质油管工具功效下降

完井管柱为13Cr110foxb皮带扣90.1及73.0油管及井下伸缩节，安全阀及封隔器下方为13cr110套管并在封隔器上方套管加装环空保护器。通过采用井柱技术，成功地解决了井柱腐蚀的难题。通过简便的井下安全阀自平衡操作，确保了气井的安全和正常生产，同时有效地延长了气井免维护期，达到了49个月的效果。

然而，随着凝结水气田的枯竭，所形成的压力逐渐降低，同时边缘和底部的水也在持续流动。由于高压天然气进入低压气藏而导致了气井堵塞，使注水效率降低。在90.1毫米和73.0毫米的管结构中，井下流体积累问题凸显，由于封隔器的存在，流体排水和气体回收技术的应用受到了严重的限制，因此只能采用挤压注入方法来处理严重的污染和水库死亡问题。另外，由于地层伤害造成的腐蚀是影响气藏寿命最重要的因素之一。另一方面，随着生产和压力的逐渐降低，流量和CO2的部分压力也随之减少，从而导致其腐蚀性的降低。这些因素使得套管腐蚀加剧。随着进入中后期阶段，气井对策的工作周期缩短，导致完井字符串的耐蚀性能下降，从而对13Cr110管的经济效益造成了不利影响。通过对现场使用情况进行分析研究，确定采用高压注水工艺。在考虑到具体的生产阶段的情况下，我们对井下工具、管径和材料进行了进一步的优化，以提高生产效率和质量。

 

4 深沉凝析气井完井工艺技术优化

4.1 取消封隔器论证

（1）分析雅克拉—大涝坝腐蚀的根本原因，揭示其主要成因:

雅克拉气田本身CO2含量较高，在1.27%～3.55%范围内，平均1.76%，有些地区尤其可达6.63%，其中不含或含极微量H2S；大涝坝气田CO2,含量介于0.15%～0.67%之间，均值在0.53%之间，气田基本没有H2S含量，因此可以理解为雅克拉-大涝坝腐蚀主要是由于CO2,含量较高，CO2,为酸性气体，与其它气体相互作用可产生腐蚀性，特别是雅克拉气田CO2,浓度较高。

由于当地层中的CO2与水发生反应，形成碳酸，从而导致CO2具有腐蚀性。CO2的腐蚀特性受到多种因素的影响，包括但不限于分压、流速、温度以及CI-等因素，其中分压是对CO2腐蚀影响最为显著的因素。

当前已有大量研究显示，若油气流特别是气井气流中CO2分压能保持在0.2MPAa以下，则可断定气体不具腐蚀性，因此可采用普通碳钢油管材料，但若分压为0.02～0.21MPa，则可确定油气可能具有腐蚀性，分压超过0.02MPa即可确定油气具有腐蚀性。

（2）实施套管的防腐措施

气井封隔器的主要作用在于将封隔油管环分离开来，从而有效避免套管因接触到具有腐蚀性的介质和承受高压的情况而受到损害，同时也能够提供必要的保护措施。

（3）撤销隔离装置的使用条件

由于大涝坝凝析气中CO2含量较低，导致井底压力和产气量不断下降，因此稳定和增加油田产品已成为当务之急。由于原油中含有较多的二氧化碳气体，而这些气体又会对油套管造成一定程度上的破坏作用，从而使得油井无法正常生产。因此，必须确保油套管的通畅性，同时添加化学防腐剂以避免工具遭受腐蚀的侵害。

4.2 优化小油管管径

目前在凝析气井中，使用的气井工具所携带的气体量已达其临界值以下，这导致井筒出现了液体积聚的现象，从而影响了气井的正常运转，最终导致了停止喷射。所以为了能够更好的保证天然气的开采质量，就必须要对其进行改造和优化。为了更有效地解决此问题，可采用缩小液体直径的策略，以降低其临界携带液体的量，从而更好地解决该难题。

4.3 优化油管材质

在气井的生产过程中，由于CO2含量所处的分压水平较高，导致气田具有较强的腐蚀性，为了更好地应对这一问题，可以通过优化油管的材质来实现。油管材质选择的好坏直接关系到整个气井产能发挥的程度以及气井寿命的长短。在进行油管材料的选择时，13Cr材质的油管是一种有效的解决井下管柱腐蚀问题的选择，同时也能够延长气井的免修期。如果我们要想让气井能够长期稳定运行的话，那么就必须保证油管的质量，而且要尽量选择强度较高的材质进行制作，这样才会有良好的效果。然而，随着气井生产进入后期，随着地层气压的逐渐降低，对于油管材质的要求也逐渐降低，因此在确保安全的前提下，使用普通材质的油管也是可行的。

5 结论

对于深层凝析气井而言，在选择完井工艺时，首要考虑的是工艺是否能够有效地防止腐蚀介质对其造成的影响。为了确保完井环境的安全和可靠性，所选用的完井工艺必须满足井下作业、射孔以及自喷期产量的严格要求。在沉凝析气井完井工艺中，存在着使用光管柱、未使用任何井下工具、选择不当的油管加井下工具材质以及选用的特殊材质油管工具功效下降等问题；另外沉采气井完井液的腐蚀性强、携砂能力弱也是需要重点解决的问题。对于深沉凝析气井完井工艺技术的优化，可以采用取消封隔器、优化小油管管径以及优化油管材质等措施。

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