海上某高产气田生产管柱优化研究

李艳飞　胡忠太　李三喜

摘要：海上某气田布置15口高产气井，配产从（50～300）×10⁴m³/d，大多数井高峰产气量在25×10⁴m³/d～70×10⁴m³/d之间，中后期降到10×10⁴m³/d以下。针对所开发的高压高产气井，储层温压高、生产期长、修井频率低等特点，在管柱设计方面尽量简单化，对生产管柱，气举阀、化学药剂注入阀及循环滑套等存在泄露风险的井下工具进行优选。通过对高产气井完井生产管柱优化研究，为某海域高产气田高产井整体开发提供依据。

关键词：海上气田 高压高产气井 完井生产管柱 管柱优化设计 井下工具

一、气井完井管柱设计存在的难点

海上某气田为高压、高产气田，纵向上会遇到异常高压气层，油气水分布砂体厚度薄，空间分布不连续，复杂的工况给完井生产管柱设计带来了系列问题：

1.单通道完井不利于保护井筒，可能会导致生产套管破裂、腐蚀破坏及井口失效等事故；

2.若盲目下入永久式封隔器、循环滑套、化学药剂注入阀、井下温度压力计等井下工具，可能导致环空带压等井筒完整性问题。

二、完井管柱设计依据

（一）储层温压

气田开发的G3层以上均为正常压力系统，地层压力梯度约为1.0g/cm³，G3b层地层压力约为37MPa，气层温度153℃左右；G4和G5层为异常高压系统，地层压力梯度为1.24-1.25g/cm³，地层压力约为54MPa。

（二）流体性质

天然气性质良好，甲烷含量87.12%～94.45%，CO₂含量0.93%～5.36%，不含H2S，凝析油密度0.8019～0.8414g/cm³；含蜡量5.84%～8.23%，胶质含量3.17%～5.95%；低含硫。地层水水型为NaHCO₃型，矿化度13760mg/L。

（三）单井产量

气井生产周期为18～25年，平均为23年。第6～11年气井产量相继达到最大值，以后快速递减。单井产气量1.1×10⁴m³/d～70.2×10⁴m³/d，高峰时产量在47×10⁴m³/d以上。气井单井最大产气量可达300×10⁴m³/d左右（见图1）。

将17口气井按照产气量、产水量及水气比划分为5种类型，主要参数见（表1）。

三、完井管柱结构设计优化

根据储层分布、井身结构及作业、生产特点，设计9类（见表2）：表2某高产气田15口开发井井身结构分类

各类生产管柱如下：

1.定向井单层采气管柱：可用于井身结构第1、2、4、5、6类共10口井，如图1；

2.定向井分层采气管柱：可用于井身结构第3类1口井，如图2；

3.水平井采气管柱：可用于井身结构第类7和8类共4口井，如图3。

四、结论及认识

1.海上高压高产气井可采用井下安全阀带永久式封隔器及配套的完井生产管柱。

2.井下工具应根據地层压力、流体性质及产能预测等情况进行优化设计。

3.管柱设计应尽可能满足多项作业、坐封可靠、节约作业时间、减少起下管柱次数，利于后期修井的完井工具。

4.管柱设计在满足安全和工程需要的前提下，高压高产气井尽量减少井下工具数量。