连续油管拖动喷射酸化在普光高含硫气田的应用

王建青

（中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳457001）

1 普光气田概况

1.1 地质概况

普光气田是国内发现的规模最大的海相整装气田，是国家“十一五”重大工程之一，“川气东送建设工程”的主供气源，属超深层、高含硫、中孔、低渗透、构造-岩性气藏。

气藏埋藏深（大于4 500 m）、储层跨度大（最大838.8 m），钻遇气层厚度为151.2～419.1 m（垂厚），射孔厚度平均293.1 m，H2S体积分数15.16%、CO2体积分数8.64%［1］。

由于储层高含H2S、CO2，气井投产采用酸压、生产一体化永久式管柱。随着生产运行，个别井投产后出现生产压差较大、产剖测试储层动用程度低的问题，针对这种情况，在不动管柱条件下，为改善产气剖面，研发了高抗硫小直径旋转喷枪，采用连续油管拖动喷射酸化，可实现任意层段定点改造，有效提高了改造精度。

1.1.1 储集空间与孔隙结构

储层以大孔粗喉型、大孔中喉型、中孔细喉型为主，局部有裂缝发育，其中飞三段：以微孔微喉型为主，孔隙结构较差；飞一段—飞二段：以大孔粗喉、大孔中喉型为主，孔隙结构好；长兴组：以大孔中喉型、中孔细喉型为主，孔隙结构不好。

1.1.2 钻遇储层情况

普光气田Ⅱ+Ⅲ类储层占90.11%，Ⅰ类储层占9.89%。其中：Ⅱ类储层渗透率（1～10）×10-3μm2，Ⅲ类储层渗透率（0.1～1）×10-3μm2，Ⅰ类储层渗透率不低于10×10-3μm2。

储层物性以飞一二段较好，其次长兴组，最差飞三段，非均质性强，储层孔隙度1.01%～23.05%，渗透率（0.001 3～9 664.89）×10-3μm2。

1.1.3 气藏温度、压力及流体性质

压力系数：1.00～1.18，为常压系统。气藏温度：1.98～2.21℃/100m，为低温系统。流体性质：以甲烷为主，属于高含H2S、中含CO2的气藏。

1.2 面临的技术难题及技术对策

1.2.1 面临的技术难题

普光气田高含H2S、中含CO2，完井管柱是带有永久式封隔器的一次性管柱，在不动管柱的条件下，难以实施潜力层针对性措施。

1.2.2 技术对策

在不动管柱条件下，研制抗硫小直径旋转喷枪，采用过油管连续油管拖动酸化工艺，实现潜力层针对性喷射酸化。

2 连续油管喷射酸化选井选层原则

2.1 选井原则

通过气井生产动态分析，结合产气剖面测试，优选具有剩余可采储量、产量下降快、层内、层间动用程度不均的井，主要包括：

（1）相同部位，储层动用程度低的井：根据生产动态和产剖测试分析，应选择长兴组、飞三段动用程度低的井。

（2）产剖测试结果储层动用不均的井：根据生产动态和产剖测试分析，选择Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类储层交互发育、产量低、产层动用不均的井。

（3）同一平台生产压差大的井：根据生产测井产剖结果，选择表皮系数大，存在污染的井。

2.2 选层原则

根据生产测井产剖测试结果，优选未动用Ⅰ、Ⅱ类层做为喷射酸化层段。

3 连续油管拖动喷射酸化工艺

不动管柱条件下，在泵注酸液的同时，上下拖动连续油管，可实现任意层段喷射酸化，通过酸液溶蚀、压力挤入、冲击波扰动三重效果改善产气剖面。

3.1 连续油管的优选

连续油管的选择综合考虑防卡、防腐、可作业深度及作业安全要求等因素。

3.1.1 连续油管材质

须满足对地层流体和作业流体的耐腐蚀性能要求。根据不同材质连续油管室内腐蚀实验结果、前期近20口井冲洗作业实际腐蚀效果评价，以及高含硫气井流体性质，采用QT-800、QT-900连续油管（低碳合金钢）。

3.1.2 连续油管规格

有效使用长度满足目的层深度工艺要求，以利于降低冲洗泵压和提高施工排量，连续油管受力分析［2］见表1。

表1 连续油管性能参数

3.2 冲洗酸配方优化

根据连续油管室内腐蚀实验评价结果，结合多口井连续油管作业实际使用情况，优化冲洗酸配方。

冲洗酸：12%HCl+2%醋酸+1.5%铁稳剂+1%高效起泡剂+8%缓蚀剂。

3.2.1 增大缓蚀剂浓度

通过QT-800 连续油管腐蚀实验分析，增加缓蚀剂浓度，能提高缓蚀效果，因此将缓蚀剂质量分数提高为8%（见表2）。

表2 缓蚀剂浓度实验结果（90℃）

3.2.2 降低连续油管服役温度

根据不同温度下连续油管腐蚀实验结果（见表3），降低温度可有效降低腐蚀速率。施工中采用加大酸液排量等措施降低温度。

表3 连续油管服役温度实验结果

续表3 连续油管服役温度实验结果

3.3 小直径旋转喷枪

设计液流驱动小直径旋转式喷枪［3］，材质718合金材料，优选动力喷嘴2个（40°），直径2.5 mm；直喷喷嘴2个，直径4 mm。

旋转喷枪结构如图1 所示，主要由上端设有管螺纹的中心管、旋转套、减阻套和下接头组成，中心管的下端与下接头螺纹密封连接，旋转套和减阻套套装在中心管上；喷嘴设置在旋转套上，包括直喷喷嘴和动力喷嘴。入井时，中心管的上端与投送管柱连接，下接头与射孔枪串连接。工作时，由于中心管和旋转套之间采用径向非接触式密封［4］，漏失量极小，所以井口泵送的液体主要从直喷喷嘴和动力喷嘴处流出，作用在动力喷嘴上的液流形成旋转扭矩促使旋转套旋转，通过直喷喷嘴的液流形成较大射流冲洗力清洗目标层孔眼［5］。

图1 旋转喷枪结构

3.4 喷射酸化工艺设计

3.4.1 喷射酸化管串结构

管串结构（从上至下）：44.5 mm 连续油管+Ø 44.5 mm 转换接头+Ø44.5 mm 单流阀+液压丢手+Ø 60 mm高抗硫旋转式水力喷枪。

3.4.2 设计思路

（1）根据产剖测试结果优选物性好、未产出或产出程度低的储层为目的层。

（2）管串初始下放速度小于5 m/min；过井下安全阀后，下放速度不大于25 m/min；复杂井段（如造斜点、完井工具）提前50 m 下放速度控制在10 m/min以内；下放到目的层段喷射酸化速度为1.5～2 m/min［6］。

（3）遇阻加压直井段加压不宜超过1 t，连续探测3 次；若中途遇阻，则上提2～3 m，采用冲洗酸冲洗。若仍遇阻不能下入，则上提连续油管冲洗。

（4）连续油管喷射酸化施工排量为0.2～0.4 m3/min。

（5）起管过程中，管串上提初始速度不大于5 m/min；直井段上提速度不大于15 m/min；复杂井段（如造斜点、完井工具、管鞋位置等）提前50 m 上提速度控制在10 m/min 以内；起至距离井口150 m 左右，放慢上提速度，离井口50 m 将上提速度降至5 m/min。

4 现场应用

普光气田P101-3井是第一口试验井，施工时旋转喷枪的喷射排量达0.2～0.45 m3/min，喷射酸化层段为飞仙关组5 715.1～5 863.1 m，合计59.1 m/10 n，其中Ⅰ类气层14.9 m/3 n，Ⅱ类气层44.2 m/7 n。

连续油管下放速度不高于25 m/min，冲洗速度为2～2.2 m/min；管柱上提初始速度不高于15 m/min；冲洗速度为1.5 m/min。

措施后在相同日产气量下，油压由10.8 MPa 升至12.3 MPa，有效降低了产出气从地层流入井筒的阻力，喷射酸化效果良好，能够满足现场应用要求。

5 结论与认识

（1）连续油管拖动酸化工艺技术及旋转式水力喷射工具在P101-3井的现场应用，验证了该工艺在普光气田的可行性。

（2）缓蚀剂缓蚀效果基本满足施工需要，保障了现场施工的安全可靠。

（3）随着普光气田的高效开发，地层压力逐渐降低，现场采用连续油管拖动喷射酸化，需要增加后续诱喷工艺。