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击破“断层”,让功勋区块再立新功—看普光气田如何保持高效稳产

中国机械工业联合会机经网  发布时间:2018-07-11 10:44:25  来源:中国石化新闻网


7月4日,普光104-3井堵水复产施工已顺利完成探水泥塞面工序,下一步将进行通井作业。这是普光分公司加强水淹停产井复产攻关、进一步夯实普光主体稳产基础而采取的又一个具体措施。

  7月4日,普光104-3井堵水复产施工已顺利完成探水泥塞面工序,下一步将进行通井作业。这是普光分公司加强水淹停产井复产攻关、进一步夯实普光主体稳产基础而采取的又一个具体措施。

  普光气田的开发始于2009年10月普光主体的投产。至今,普光主体已连续高效稳产了8年多。截至今年7月4日,普光主体累计生产井口气506.6756亿立方米,约占普光气田井口气总产量的74%。从这一占比来看,投产以来的8年,普光主体绝对是普光气田的“主力”和“功勋区块”。正因为如此,才有了“普光主体产量稳则普光气田产量稳”的说法。

  8年间,以普光主体为主要产气区的普光气田,为长江经济带沿线70多个大中型城市输送着源源不断的清洁能源,在肩负国企三大责任的同时,打造了响当当、金灿灿的“中原普光”品牌。这块含金量十足的金字招牌,让中原石油人为之骄傲,让中国石化人为之自豪,就连气田所在的四川省达州市也骄傲地宣布自己是“中国气都”。

  根据地质开发方案的规划,目前,普光主体这个老区块已胜利完成了前8年高效生产的历史任务。

  今年,油田提出,到2035年前,普光高含硫气田开发管理要保持世界一流水平。作为油田着力打造的“五大品牌”之一,“中原普光”品牌的核心要素就是保持高含硫气田开发管理一流水平。

  今年,根据集团公司和油田的整体部署,普光气田定下了高效稳产至2025年的长远目标。

  高含硫气田开发管理要保持世界一流水平,与普光气田高效稳产至2025年的长远目标、“中原普光”品牌三者之间的关系,可作如下解读:前者是“表征”,后两者是“结果”,其内涵是相通的,目标是一致的。开发管理水平保持世界一流,意味着气田持续高效稳产和擦亮“中原普光”品牌这两个“结果”一定可达成;反过来,气田持续高效稳产和“中原普光”品牌含金量不断上升,也反衬出了普光气田开发管理水平这个“表征”的“高”。

  说一千道一万,最终全部的结果只有两个字——产量。因为产量是一个气田的“生命线”,没有了产量,其他一切无从谈起。

  “一块蛋糕再大,连续8年不停地切割,终究要变小。”普光分公司采气厂普光采气区分管地质开发的副经理黄德明这样形容普光主体已探明的可采地质储量。

  “地质开发方案勾勒的普光主体高效稳产期就是8年。过了这8年,就像人上了年纪,身体机能和状况会逐渐下降,可以说,在当前没有取得新的重大地质勘探突破的情况下,现在的普光主体已经从产能巅峰期逐渐进入产能下降期。”普光分公司开发管理部主任彭鑫岭说。

  地质专家们关于普光主体“产能下降”的论断,就是普光主体实实在在的现状。

  "地质储量动用不充分“和”边底水水侵能量大“,是当前制约普光主体保持稳产的两个主要原因,也是当前普光主体产能下降的最主要根源

  连续高效稳产了8年多的普光主体,后续保持稳产能力的支撑点在哪里?

  问题摆在了眼前。

  “在可预期的未来,普光主体这个老区块依旧是普光气田开发的主力区块。我们必须想方设法减缓普光主体产能下降的速度,让这个功臣区块为整个普光气田高效稳产至2025年长远目标的实现再立新功。”油田分公司副总工程师、普光分公司经理张庆生说。

  如何千方百计挖掘出普光主体的产能潜力,让每一口生产井把该释放的产能都有效释放出来,最大限度保持普光主体高效稳产的趋势,为整个普光气田稳产至2025年长远目标的实现作出应有的贡献,是普光主体在“第二个8年”征程中的新的历史使命。

  两相对比,普光主体产能下降的现状与新的历史使命之间存在着一个无形的“断层”。这个“断层”对“高含硫气田开发管理要保持世界一流水平”的要求而言,是个现实的、巨大的挑战;对普光主体未来的稳产而言,则是极其强大的“拦路虎”。这个“断层”是普光主体当前及今后一段时期无法绕过,且必须全力攻克的“关坎”。

  “只有攻克了普光主体‘地质储量动用不充分和边底水水侵能量大’这两个难题,尽全力保证普光主体今后8年一定的生产能力,才能实现整个普光气田持续高效稳产。”普光分公司气藏工程首席专家李涛说。

  据研究,导致地质储量动用不充分的主要原因是气井生产剖面不完善。“举例说明,普光主体X井投产气层一共有260米的厚度,但由于种种客观原因的限制,目前只有其中某一段的30米在产出,其他层段气层没有产出,这就叫‘生产剖面不完善’。”普光分公司采气厂采气研究所技术专家刘爱华介绍,“生产剖面不完善导致了普光主体飞仙关组三段和长兴组储量动用不充分,就是说飞仙关组三段和长兴组储量该发挥的生产能力没有发挥出来。”

  普光主体的天然气储层分布在一个“斜坡型”的地质构造当中。斜坡的高部位有气井,低部位、边缘部位也有气井。地层当中的水,则分布于“斜坡型”地质构造的低部位和边缘部位。

  在气田开发过程中,天然气和地层水存在着不可调和的矛盾。天然气开采出去后,边底部位的地层水必然通过储层当中的高渗带推进到气藏里面,形成“边底水水侵”,造成液气比上升,影响天然产气量。因此,边底水推进的速度在相当大程度上决定了天然气的最终采出程度。水侵程度大的话,还会导致气井“水淹停产”,直接威胁着气井的“生命”。

  由于边底水侵入是不可避免的客观存在,普光主体投产这8年,也是气田开发者与边底水水侵反复“较量”的8年。随着开发实践的深入,气田的开发者发现,普光主体实际的边底水水侵能量要大于地质方案最初的预测,水体整体能量为中度偏强,较为活跃。其中,普光主体飞仙关组一、二段水体相对较大,经计算,目前水体倍数为6倍。

  也就是说,边底水水侵的能量相比预测,要强大太多。据了解,现在普光主体共有11口气井见水,其中4口气井因水淹导致停产,普光104-3井就是其中之一。

  问题还不止这些。作为老区块,随着普光主体开发时间的不断延长,气藏开发过程中逐渐出现了井筒堵、压力降、套管变形、纵向储量动用程度差异大等一系列困难和挑战。仿佛一个人由于长期劳作,身体出现了各种各样的“疑难杂症”。这些“疑难杂症”无时无刻不在制约着普光主体的高效稳产。

  “就像喉咙里有痰时,人会呼吸困难一样,井筒堵塞后气井也会出现‘不舒服’。”在谈到井筒堵塞问题对气井产能的影响时,普光分公司天然气技术管理部副主任古小红打了个形象的比喻。

  普光主体投入开发以后,由于原先钻井施工中残留的岩屑、酸压施工中残留的暂堵剂等沉积在生产井井筒当中,部分气井相继出现井筒堵塞现象。这不仅影响气井正常生产,而且让气井产能“大打折扣”。

  普光204-2H井就是其中的典型。该井投产初期日产气在30万立方米左右。因为井筒堵塞,该井于2016年5月被迫关井,一直未能复产。仅这一口井,普光气田一年就损失近1亿立方米的产能。井筒堵塞成了影响气井产能发挥的“痼疾”。

  普光主体的气藏储层埋深通常在5500米至6000米,由于地层蠕变的强力挤压,导致部分生产井出现了套管变形,给气井的平稳生产,以及整个普光主体的安全和井控管理工作带来较大威胁。

  控制住边底水侵入速度,有效解决地质储量动用不充分、井筒堵塞、套管变形和气藏整体压降速度快等诸多难题,牢牢把握高效稳产主动权

  若想志在必得,先需稳操胜券,但“胜券”在哪里?

  在冷静分析现实困难的同时,我们更要客观看待经过艰苦努力而取得的成绩。

  一看边底水水侵控制情况。普光气田的开发人员立足实际,积极开展气藏压降与边底水推进关系研究,通过加强气田动态监测,建立储层裂缝、硫沉积三维双重介质模型和动态模拟数学模型,跟踪模拟地下气藏的变化情况,逐渐摸清了普光主体水侵规律。

  根据实际生产情况,结合数值模拟成果,形成了“控、排、堵”相结合的综合治水策略,其中的核心内容就是为高、低部位气井合理配产,严控边底水侵入,成效显著。据测算,气田一亿立方米天然气水侵量已由2013年初的8.9万立方米降至目前的4.5万立方米。这延长了气井无水采气期,提高了气藏的最终采收率。

  二看地质储量动用不充分攻关的情况。油气田的开发简单讲就是建立油气从深部地层流向地面的有效通道。只有确保这个通道通畅,地下的资源才有望变成地面的产量。因此,如何完善气井生产剖面,提高气田地质储量动用程度,唤醒“沉睡”的资源,提高气井采收率,是延长整个气田稳产期的关键所在。

  受永久性生产管柱的限制,普光气田天然气储层改造手段有限,现有的工艺技术难以实施。为解决这一难题,从2015年起,普光分公司开展了提高储量动用程度调研,采取开发与工程、研究与生产相结合的模式,同多家单位进行了技术交流,于2017年最终确定了“过油管深穿透射孔技术”的可行性。

  “该技术采用抗硫化氢无枪身系统,射孔深度和强度都远优于传统方式,确保可以重建井筒与地层的通道。”普光分公司副经理张世民介绍。

  2017年,普光气田开发人员在普光202-1井、普光303-3井先后开展“过油管深穿透射孔”工艺先导试验。这两口井生产剖面改善效果明显,目前日增产天然气均超过10万立方米。这标志着气田找到了科学合理、切实可行、简单有效的改善生产剖面的工艺措施。

  经技术人员初步评定,该技术还将应用于普光301-2井等11口井,预计实施后可新增动用储量187亿立方米,每年增加新建产能近7亿立方米,为气田持续稳产提供了有力保证。

  针对横向井网控制不完善的问题,普光气田计划在普光主体部署6口调整井,将增加动用储量152亿立方米,新增产能8.91亿立方米,全部措施实施后,该区块储量动用程度将提高8.4个百分点。目前,调整井普光108-1T井已钻进3450米,普光306-1T井等后续调整井正在可行性研究中。

  三看井筒解堵的情况。普光分公司联合石油工程技术研究院开展了自主研发取样器的工作。经过为期两年的攻关,2016年9月,技术人员成功研制出满足普光气田高含硫气井井筒堵塞物取样要求的工具,并在普光203-1井成功应用。这在我国高含硫气田尚属首次。

  不仅如此,面对水平井取样难题,成功攻克了水平井取样工具贴边、难以加压、堵塞杂质难以顺利进入“样品存储腔”等难题,研制了可用于水平井取样的锥形取样器。针对以碳酸钙为主的无机堵塞物与混合了单质硫、沥青质等多种组分的有机堵塞物,并且堵塞位置也由井底转移到了近井口地带的新情况,在堵塞成因分析、建立气井堵塞模型等一系列研究基础上,技术人员最终形成了“溶堵点、扩通道、慢放喷、防冻堵”的技术复产方案。

  普光204-2H井应用该解堵新技术后,于今年3月7日成功复产,日产气量稳定在20万立方米。

  四看套管变形管控和治理的问题。普光气田根据集团公司和油田的要求,认真开展风险识别与管控,将套管严重变形等井控风险列入“十大风险”清单,并定为普光气田的“1”字号风险。为做好风险分析与评估,普光气田制订了“一井一策”管控措施。

  除此之外,普光气田还对出现套管变形的井定期进行综合分析。在工程技术管控措施制订方面,普光气田研发出油管套变监测仪器,初步实现套变井变形程度定量解释,确保了风险可控。在此基础上,加快套变井修复技术现场试验与应用,延长气井寿命,确保安全生产。加快推进套管变形监测、套变处理、加固技术研究及现场试验,并在大湾405-3井首次完成了高含硫气井安全封井。这都为普光主体套变生产井的安全管理提供了可靠的保障。

  除了上面取得的成绩,当前,普光主体还有一个最终的“撒手锏”。这是普光主体延缓产能下降、保持稳产最大的“底气”,也是最大的“胜券”。

  如果说控制边底水侵入速度,是把控气田开发的“命门”,那么控制气藏整体压降,则是抓住了气田开发的“灵魂”。经过反复论证与实践检验,投产8年多来,普光气田的开发者通过合理配置气井产量、优化生产组织运行等措施,有效控制了边底水侵入速度,气藏整体压降控制在设计范围内。也就是说,气田开发的“命门”与“灵魂”,目前都攥在普光开发者的手里。一句话:普光主体当前开发水平整体优于方案设计。

  坚定信心,找准破解”产能下降“难题的”药方“,尽全力减缓产能下降速度,有效延长稳产时间,确保普光主体这个”功勋区块“胜利完成新的历史使命

  综上所述,无论从地质开发水平上看,还是从现实工艺技术上看,普光主体都存在继续保持稳产的能力。

  成绩粲然可观,底气了然于胸。对比当前普光主体在地质开发和工艺技术方面取得的“暖心”成绩,在面对保持区块稳产的重重困难与险阻时,我们是否有能力拾起信心、有办法坚定信心?

  答案不言而喻。

  “疑事无功”与“信心满怀”的结果是截然不同的。在天大的困难面前,坚定信心,团结一致,哪怕是背水一战,很多事情注定会峰回路转。

  “天下难事,必做于易;天下大事,必做于细。”击破横亘在普光主体现状与新的历史使命之间的无形“断层”,让普光主体这个功勋区块再立新功,重担压在了普光气田人的肩头。

  如“离弦之箭”,他们已经带着高度的责任心、使命感,以时不我待、只争朝夕的昂扬锐气,投身到了保持普光主体乃至整个普光气田高效稳产的工作中。

  他们凭借千百次理论推演和无数次生产实践所积淀的知识和经验,根据潜力目标区研究结果,及时评价落实可动用储量,调整措施提高普光主体动用程度,增加储量,提高建产能力。比如,部署普光主体开发调整井和开发评价井,增加飞仙关组三段和长兴组的动用程度。其中,普光3021-4H井作为开发评价井,主要是实现普光主体南部探明未动用储量的有效动用,预计控制地质储量29亿立方米,新增无阻流量290万立方米/天。普光306-1T井作为开发调整井,主要是针对普光主体气藏长兴组的普光6礁体的动用,该井将实现动用地质储量53亿立方米,预计新增无阻流量402万立方米/天。计划开展普光304-1井等8口气井过油管深穿透射孔作业,预计措施后每口单井日增气量10万立方米以上。

  他们精细管理,千方百计减少自耗气用量。普光101集气站职工在实践中摸索出了节约自耗气的小窍门。操作岗的职工从天气、风力等因素着手,因时制宜精细控制火炬吹扫用气量:风小的时候,进气量控制在每小时20立方米即可满足生产需要;大风天气时,进气量适当调高到每小时23立方米,既不影响井站安全,又不耽误井站生产。

  2018年前5个月,该集气站每天平均消耗燃料气仅22立方米/小时,比采气管理区下达的最低耗气指标还低9立方米。一天时间,普光101集气站就可以节约燃料气216立方米。日计不足,岁计有余。把该节能工艺推广到普光主体其他14座集气站乃至全部普光气田的集气站,势必会产生“积沙可以成塔”的效果。他们建立了“地质-开发-采气”一体化工作新机制,三方位全面分析、有机整合,群策群力加大相关气井的复产攻关。地质部门分析气井剩余储量等潜力;开发部门通过建立井筒节点模型,根据生产参数提出复产措施;生产部门预判堵塞情况,将可行的复产措施与现场实际相结合,大力开展气井复产施工。不同专业的密切协同,取得了事半功倍的效果。

  普光气田人立足当前实际,秉承“特别能吃苦、特别能战斗”的传统精神,勇于直面客观存在的困难与挑战,脚踏实地,真抓真干。希望,就在前方。

  “任凭风浪起,稳坐钓鱼船”。我们只需坚定信心,在科学决策出来的道路上心往一处想、劲往一处使,把千般力量凝聚成一只铁拳,击破“断层”,尽全力延缓普光主体产能下降,就能让这个功勋老区块在新的历史征程中再立新功。

  (记者 施兴峰 通讯员 冯金燕 李卓)

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