儲氣庫鉆井完井淺析

王秀瑤

摘要：儲氣庫注采井在運行過程中是一個強注強采的過程，套管承受交變壓力和溫度變化，因而它與常規的油氣井鉆完井存在一定區別和特殊要求。儲氣庫注采井工程設計應考慮的問題有井型和井場設計、井身結構設計、井眼軌道設計、鉆井液設計、固井設計、測井設計六大方面。R儲氣庫在國內外均屬首次，由此有井身結構優選方面、套管的防磨技術、鉆井提速技術、固井技術、水泥漿體系的選擇、承壓堵漏技術、完井技術、鉆井液技術、油層保護七項技術攻關，保證儲氣庫鉆井完井建成。

關鍵詞：儲氣庫;鉆井技術;完井

儲氣庫的鉆井完井一直是建設中的重要技術，研究人員也對不同的儲氣庫的鉆井工藝和完井工藝有了一定的總結[1]。本文對儲氣庫鉆井完井一起研究，總結儲氣庫井與天然氣井的區別，儲氣庫注采井工程設計應考慮的問題，為儲氣庫鉆井完井工藝提供參考。

1 儲氣庫井與天然氣井的區別

1.1井型

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

1.2井身結構

油氣井生產套管一般不注重注采管拄和安裝安全閥的要求，而儲氣庫注采井的生產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。油氣井的技術套管下深一般只考慮地層壓力的變化，即根據地層的三壓力剖面只要能夠達到必封點的要求即可，而儲氣庫井除考慮必封點外，還要考慮滿足每一級的套管固井水泥漿返到地面的要求。

1.3固井

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

1.4固井質量

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

1.5儲層保護

儲氣庫井的儲層多枯竭的油氣藏，壓力系數低，在鉆井過程中存在大大壓差，保護儲層那度大，如果在鉆完井過程中儲層沒有得到保護，就會增加運行成本，甚至達不到注采設計要求。

1.6水泥漿性能

生產尾管及蓋層段固井應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，沉降穩定性試驗的水泥石柱上下密度差應小于0.02g/cm3，水泥石氣體滲透率應小于0.05×10-3μm2，線膨脹率0.03-1.5%。常規密度水泥石24-48小時抗壓強度應不小于14MPa，7天抗壓強度應不小于儲氣庫運行上限壓力的1.1倍，但原則上不小于30MPa。低密度水泥石24-48小時抗壓強度應不小于12MPa，7天抗壓強度應不小于儲氣庫運行上限壓力的1.1倍，但原則上不小于25MPa。為了滿足儲氣庫長期交變應力條件下對生產套管強度的要求，應根據儲氣庫運行壓力按不同工況采用等安全系數法進行設計和三軸應力校核。生產套管材質應結合油氣藏流體性質和外來氣質進行選擇。技術套管作為生產套管時，套管壁厚的設計應考慮鉆井過程中的套管磨損因素;施工過程中應采取防磨措施;完井后應做套管磨損分析，評價套管可靠性。生產套管及上一層技術套管應選用氣密封螺紋，套管附件機械參數、螺紋密封等性能應與套管相匹配。

2儲氣庫注采井工程設計應考慮的問題

2.1井身結構設計

表層套管下深要達到封固平原組或當地飲用水源的要求，避免因天然氣的滲漏影響水源。每一級的技術套管的下深除考慮必封點要求外，還要兼顧每一級固水泥返到地面的要求。生產套管的尺寸要滿足注采管拄和安全閥安裝的要求，即要根據注采管的尺寸反推每級套管的尺寸。因為儲氣庫固井質量要求高，因而在鉆井工程能夠實現的的前提下盡可能的增加開次，縮短每級固井的段長。這樣有利于減少固井的難度。每開井眼尺寸要滿足水泥環不小于1英寸要求（除套管內固井）。避免出現小間隙固井。為有效保護低壓油氣藏，減少儲層漏失傷害，降低儲層污染，盡可能儲層專打，儲層段鉆井采用相應介質，實現欠平衡或近平衡鉆井。

2.2鉆井液設計

具有高的抑制性，達到井眼擴大率控制在15%以內要求。具有很好的潤滑性，滿足下套管順利下入的要求。儲層段的鉆井液對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，有利于提高固井的頂替效率。

2.3固井設計

套管扣型的選擇儲氣庫井眼尺寸大，技術套管最好采用偏梯扣，生產套管和上一級技術套管采用氣密封扣型。為了滿足儲氣庫長期交變應力條件下對生產套管強度的要求，應根據儲氣庫運行壓力按不同工況采用等安全系數法進行設計和三軸應力校核。生產套管材質應結合油氣藏流體性質和外來氣質進行選擇。技術套管作為生產套管時，套管壁厚的設計應考慮鉆井過程中的套管磨損因素、施工過程中應采取防磨措施、完井后應做套管磨損分析，評價套管可靠性。套管附件機械參數、螺紋密封等性能應與套管相匹配，確保氣密螺紋的氣密性能，下套管作業應由專業隊伍采用專用工具完成，生產套管應逐根進行螺紋氣密性檢測，螺紋密封檢測壓力為儲氣庫井口運行上限壓力的1.1倍。下套管前應做地層承壓試驗，確保地層承壓能力滿足固井施工要求，達不到承壓條件，不進行固井施工;進行滿眼一、二、三滿眼撫正器通井，確保套管的順利下入;調整鉆井液性能達到固井設計的要求。注水泥施工前，應不小于鉆進時的最大環空返速，充分循環鉆井液，清潔井眼，振動篩無明顯巖屑返出。撫正器的數量和位置應根據井眼軌跡參數、井徑數據設計，確保套管柱居中度不低于67%。各層套管固井水泥漿均應返至地面，應在施工前對現場樣品進行復核實驗。固井過程中應取水泥和水樣品評價其性能。生產套管固井應采用批混批注方式施工，水泥漿密度差小于0.02g/cm3。水泥漿的設計要按儲氣庫的特殊要求進行設計。

3 結論與認識

儲氣庫注采井工程設計主要考慮因素井型和井場設計、井身結構設計、鉆井液設計、固井設計、測井設計，技術難點從井身結構優選、套管的防磨技術、鉆井提速技術、固井技術、水泥漿體系的選擇、承壓堵漏技術、完井技術、鉆井液技術、油層保護等方面綜合評述

參考文獻：

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