高温高压含硫气井完井技术现状及发展趋势

３ 中国石化西南油气分公司工程监督 中心 ，四川 德 阳 ． 摘
要 随着勘探 开发逐步 向非常规 油气藏进 军，高温 高压含硫 气藏 完井技术得到 了极 大发展 ：在调研 国内
外含 硫 气藏 完 井及 测 试 技 术的 基 础 上 ， 结合 川渝 、塔 里木 盆地 等地 区 实 践 经 验 和 成 果 ，对 高 温 高压 含 硫 气 井 完 井 技 术 进 展 和 适 应 性 、 完 井 方 法 的 选择 和 设 计 以 及 装 备 、 工 具 、储 层 保 护 、 完 井 液 等 关键 技 术 作 了较 为 详 尽 的 论
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网 络 出版 时 间 ：２ １－ ３ １ ０ １０—６
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．
天然气技术与经济 ／ ５７
１ ）油层套管设计方法。考虑到酸性介质 ，尤其 是含 Ｈｓ ：的介质对套管的腐蚀损坏相当严重 ，美国埃
克森 美 孚公 司研 究 出 了一 种 叫作 Ｖ ｎＭｉ ｓ ｏ ｓ 的管柱设 ｅ 计方 法 ，将 三 向载 荷 联合 考 虑 ，使 套 管 柱 能更 好 地 适 应 含 酸 性 气 井 的井 下 受 载 情 况 ， 收 到 了 良好 效 果 。同 时 ，由于生 产 套 管始 终 处 于 受控 状 态 ，国外
业 一 油气 开采 中用 于含 ＨＳ ：环境 的材 料》 定 了耐硫 规 化 物腐 蚀 开 裂 的碳 钢 、低 合 金 钢 、不 锈 钢 和高 合 金
钢 的 钢 号 ，热 处 理 条 件 和 加 工 方 法 。 德 国曼 内 斯
防喷管 汇
钢 丝作 业 油 管 切 割 桥 塞 防 喷 器
进 行 了很 有 限 的实 践 ，在 装备 、工 具 、材 质 等 某些
方 面需 要 重 新设 计 和 修 改 ，以实 现 完 井测 试 工 作 的 顺 利进 行 。 ３ ）对 于井 深 为 ８５ ０ｉ、井 底 压 力 为 １ ６ＭＰ 、 ０ ｎ ８ ａ 井底 温 度为 ２ ０Ｅ、ＨＳ ６ ｃ 分压 为 ０ ４ ａ ． ８ＭＰ 的高 压含硫 ０
和难 点 ，并 以此 作 为 完井 技 术 的 出发 点 和基 点 。分 析 目前 技 术 的适 应 性 、可能 性 和操 作 性 ，以此 确 定
完井技术 的可行性 。立足于气井的整个寿命期 ，对 于影响气藏开发的安全性和经济性 ，要从完井技术 的角 度 进行 全 面 的分 析 和论 证 ，并 确定 完 井 中的主
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注 ：、 为 基 本 能 满 足 要 求 ； ＋为 只 有 有 限 的 实践 ，需 要 ／ 重 新 设 计 和修 改 ； ＃为 达到 目前 完 井技 术 的极 限 ； ×为 目前 不 能 实现 ，尚 需重 大 突破 。
第５ 卷
熊昕东 ，等 ：高温高压含硫气井完井技术现状及发展趋势
第２ 期
表 １ 典型的高温高压含硫气 井条件及相关完井技 术适应性表 气井条件
关 井 压 力 ／Ｍ ａ Ｐ 井 底 压 力 ／Ｍ ａ Ｐ 井 深 ／ｍ 井 口流 温 ／℃
将 永久式 封 隔器 投产测 试管 柱分 为 ３ 类 型 ：一是 不 种
井底温度 ／ｏ Ｃ
ＨＳ 压 ／Ｍ ａ ２分 Ｐ
ＣＯ２
１６ ９
２２ ３
２０ ４
２０ ６ ２６ ７
０． ４ ０． ０． ０． ８ ００ ０２１ ０２８ ４ ０ ０．７６ ０ ５％ １ ８％ ２１％
套管 套管连接 油管
油 管连 接
封 隔器 井下 安 全 阀
１ ２０ ８６ ７
５５ ０ ０ ７０ ０ ０ ８５ ０ ０ ０ ７ ６ ０ ０ ９ ７ ０
１ ６８ ２４ ０ ２１ ０ ２１ ８ ２３ ２
２ ）井 身结 构 。井 身结构 是 否合理 直接 关 系到完
井 工具 的Ｊ Ｎ 下 人 和完 井 工 艺 的顺 利 实施 。应尽 可 Ｊ ￣ ， 能 采用 大 一级 的井 筒 尺寸 。在英 国北 海地 区最 大 的 高 温高 压气 田 Ｅｇｎ Ｆａ ｉ气 田的开 发 中 ，使 用 了 ｌｉ 和 ｒｋｎ 大 管径 油 管 和辅 助 设备 ，满 足 了在 不 同温 度 压 力环
气 井 ， 目前完 井 及 测 试技 术 已基 本 能满 足 要 求 ，在
装 备 、工具 、材 质 等 方 面需 要 重 新设 计 及 攻关 的技
术较 少 。 ２ 对 于 井 深 为 ７０ ０～７５ ０ｍ、 井 底 压 力 为 ） ０ ０
身 结 构 复 杂 ，许 多 气 井 还 具 有 单 井 产 量 高 和 高 含 硫 、高酸 性 的特 点 ，为 完井 和 测 试作 业 带 来 很 大 困
年来 ，高 温 高压 含 硫 气井 完 井 技 术得 到 了极 大 的发
展 ，但 也 还有 许 多 技术 需 要 进 一 步攻 关 和 突破 ，因 此 ，有 必要 对 该 领 域发 展 的现状 及 趋 势进 行 研 究 和 分析。
气 井 ，已 达 到 目前 完 井技 术 的极 限 ，若 能 取 得较 大
针 对 不 同类 型 的 高温 高 压含 硫 气 井条 件 （ １ ， 表 ） 国外 目前 完 井 测 试 技 术 能 在 一定 程 度 上 满 足 要 求 ， 同时 也 还有 许 多关 键 技 术需 要 突破 ，尤 其 是 深 层 高 温 高压含硫 气井 的压 裂技术 是最关 键 的难点 。
２ １ ０１ 年
天 然 气 技 术 与 经 济
Ｎａ ｕ ａ ｓＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｏ ｏ ｔ ｒｌ Ｇａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙａ ｄ Ｅｃ ｎ ｍｙ
Ｖｏ． １ ５． Ｎ Ｏ． ２
Ａｐ ．０１１ ｒ２
第５ ・ ２ 卷 第 期
ｄ ｉ ０ ３ ６ ｊｉ ｎ ２ ９ —１３ ． ０ １ ０ ． １ ｏ：１ ． ９ ９／ ．ｓ ．０ ５ １２ ２ １ ． ２ ０ ７ ｓ
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曼 、 １本 住 友 等 国外钢 管 公 司采 用耐 蚀 合 金 （ Ｒ ３ Ｃ Ａ） 制 造 的油 管 、套 管能 满足 ＨＳ Ｏ腐蚀要 求 。 、Ｃ ： ４ ）连接 与密 封 。 国外 高含 硫气 井完 井管 柱其 连 接 多 是金 属 对 金 属密 封 。对 高含 硫气 井 ，各 国都 在 开 发 特 殊螺 纹 连 接油 套 管 ，以满 足 连 接强 度 、抗 磨 损 及气 密封 的要求 。 １ ． 高温 高压气井 完井设 计 ．２ ２
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／ 回接系统和尾管悬挂器 、
境 下考 虑 给定 的安 全 因素 ，使运 行 和 操作 方 式 最优 化 。 同时 ，为满 足 高压 气 井 抗 内压 和 外挤 强 度 ，油 层 套管 尽 可 能选 择 厚壁 套 管 ，国外 超 高 压气 井 ，油 层套 管厚为 ２ ．ｍ ５４ ｍ左 右 。 ３ ）材 质选 择 。高 温高压 含 硫气 井完 井管 材选 择
１
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带 加 药 阀和 井 下压 力 计 的生 产 管柱 ；二 是采 用 合 金
钢 防腐 油 管 和 井下 工 具 以及 毛 细管 组 成 的能 加 注溶 硫 剂 的生 产 管 柱 ；三 是可 以实 时监 测 井底 温 度 的生 产管 柱 。
文 章 编 号 ：２ ９ — １２ ２ １ ）２ ０ ５ — ５ ０ ５ １３ （０ １０ — ０ ７ ０
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２７９ Ｅ ５．
文 献标 识 码 ：Ｂ
０ 引言
高 温 高压 气 井 所 处 的工 作 环 境 与 一般 井 具 有 显 著 不 同的特 点 ，其 温 度 和 压力 很 高 ，钻 遇地 层 和 井
收 稿 日期 ：２ １ —０ —１ ００ ９ ０ 修 订 日期 ：２ １ —０ ～０ ０ １ ３ １
１ ． 高 温高压 气井 完井 方法 ．１ ２
本文系 同家科技 大 专项课题 “ 低渗油气 ｝充井关键技术”项 目 （ 丑 编号 ：２ １Ｚ ０ ０ ２ ０ ６ ０ Ｘ ５ ２ — ０ ） Ｉ 作 者 简 介 ：熊 昕尔 （９ ３ ） 博士 ，高级 ｌ 师 ，从 事 油 气 田开 发 研 究 Ｔ 作 Ｅ－ｍ ａｌ ｘ ｄｓ ＠ １ 一 １７ 一 ， 程 ｉ： ｘ ｗｐｉ ６３
高温高压含硫气 井完井技术现状及 发展趋 势
熊 昕 东 龙 刚 熊 晓东 青 炳 薛 丽 娜
德阳 ６８０ ； １０ ０ ６ ８０ ） １０ ０ （． １ 中国石化西南油气分公司工程技术研究院 ，四川
２ 中国石油西南油气 田公 司蜀南气矿 ，四川 泸州 ． Ｉ
６６பைடு நூலகம் ； ４ ０ ０
１ ）对 于井 深 为 ５５ ０ｍ、井 底 压 力 为 １ ７ＭＰ 、 ０ １ ａ
硫 气 井 ，在 目前 条 件 下 尚无 成 功 完 井 的可 能 性 ，需
要进 行重 大技 术攻关 和 突破 。 １ 国外 高温 高压含 硫气 井完 井的 主要做 法 ． ２
井底 温度 为 １６ 、ＨＳ 压为 ０ ０ ａ ９℃ 分 ． ４ＭＰ 的高压 含硫 ０
的技术 进 步 ，完 井 测试 技 术 在 近 几年 内也 能 满足 现
场要 求 。
ｌ 国外 技 术 现状
１１ 现 有 完井技术 进展 和适 应性 ．
４ ）对 于 井 深 为 ９５ ０Ｉ、井 底 压力 为 ２ ７ＭＰ 、 ０ ｎ ０ ａ 井 底 温 度 为 ２ ６℃ 、Ｈ Ｓ 压 为 ００ ６ＭＰ 的高 压含 ７ ：分 ． ａ ７
高温 高 压 气井 完 井 设 计 ，必 须 基 于气 藏 的特征
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压井设备和管线 完井液
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降压井
不压井起下作业
连 续 油 管 防砂
压裂
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体 技术 。
１ ）完井 方法 选择 。套 管射 孔 、封 隔器 完井 是 国 外 高 含 硫气 田最 常 用 的完 井方 法 ，普遍 采 用 带生 产 封 隔 器 的一 次 性 完 井管 柱 ，完井 测 试 管柱 尽 可 能采 用 测 试 与 生 产 合 一 的管 柱 ，测 试 后 可 直 接 投 入 生
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井 口／采气树 油管传输射孔
电缆传输射孔
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非 常慎 重 ，Ｇ Ｔ２９ ２ —２ ０ 《 油 天然 气 工 Ｂ／ ０７ ． １ ０７ 石
难 － － 。受 工程 条 件 的诸 多 限 制 ，这些 井 进 行 完 井 及 测试 极 具 挑 战性 ，是 勘探 开 发 的 矛盾 焦 点 之 一 。近
１２～１ ５ ａ ５ ６ 、井 底温度 为 ２ ２～２ ０Ｃ、Ｈ Ｓ ＭＰ ３ ４ｏ ：分压 为 ０ ２ ～ ．２ ａ 高压含 硫气 井 ， 目前 完井 技术 只 ． １ ００ ８ＭＰ 的 ０
述 ， 同时提 出 了非 常 规 气 藏 完 井 测 试技 术 下 一 步 的 发 展 方 向 ，认 为 井 筒 完整 性 、 智 能 完 井 、 高 含硫 气 田 完 井 、高
温 高压 复 杂 水平 井 完 井等 是 需要 重 点 攻 关和 发 展 的技 术。
关键词 高温高压
含硫气井
完井技术