智能完井技術(shù)在印尼得到了廣泛的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，它能在油藏開發(fā)中，充分利用覆氣頂?shù)?ldquo;自由能量”，特別是在含水量較高的油氣藏。此前，該地區(qū)海上油氣田都是采用從平臺(tái)外提供天然氣的常規(guī)氣舉完井法。作為一項(xiàng)智能完井技術(shù)，“自動(dòng)氣舉”(AGL)概念的引入，摒棄了常規(guī)氣舉的相關(guān)井下設(shè)備，也節(jié)約了資金。
自動(dòng)氣舉優(yōu)化采油
KE-38油田位于東爪哇盆地，距印尼馬都拉島北部海岸約30公里(圖1)。該區(qū)塊平均水深約190英尺。油柱厚度60~300英尺，平均氣頂及下覆水層厚度500英尺。油水接觸面的實(shí)際垂深為4,500~5,000英尺。
含油區(qū)域邊緣孔隙度為18~26%，滲透率20~100md。該油藏為正常壓力范圍，生產(chǎn)率5~20bbl/(psi-D)。最大井底壓力和溫度分別為 2,200psi、195°F。原油中含有微量蠟質(zhì)為35°API(原油密度)(API：是美國(guó)常用的表達(dá)原油密度的單位。本文中提及的35°API約為 0.85g/cm3。)。由于儲(chǔ)層流體已接近飽和，該井在生產(chǎn)初期就出現(xiàn)了自噴。但是，其出油管線壓力較高(約為900psi)，需要在作業(yè)初期采用人工舉升來(lái)實(shí)現(xiàn)自噴，從而保持一定的氣液比，優(yōu)化采油率。
常規(guī)氣舉完井中，氣舉閥工作筒有預(yù)設(shè)深度限制，最大角度應(yīng)小于60°。然而，自動(dòng)氣舉則可以把井下層間控制閥(ICV)設(shè)在井筒最深處來(lái)優(yōu)化采油，還能通過(guò)它來(lái)設(shè)置任意軌跡角。自動(dòng)氣舉完井法的原理是不采用機(jī)械外力來(lái)改變某一地層的流動(dòng)特性。
自動(dòng)氣舉智能
完井法優(yōu)勢(shì)明顯
自動(dòng)氣舉是利用氣頂或氣層附近的能量，從油藏中舉升流體，從而淘汰地表的人工舉升設(shè)備。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于它能節(jié)約一大部分成本，降低作業(yè)資金，而且減少(甚至是避免)修井。雖然這不是一個(gè)新觀點(diǎn)，但是，要找到合適的井位還是很困難的。自動(dòng)氣舉完井法一旦投入使用，它的優(yōu)點(diǎn)就能顯現(xiàn)出來(lái)。
常規(guī)氣舉完井是在地表通過(guò)環(huán)空注氣。在自動(dòng)氣舉中，來(lái)自氣頂?shù)奶烊粴庵苯舆M(jìn)入套管，減輕液柱的靜液壓力，從而提高單井產(chǎn)量。井下層間控制閥與氣頂相隔，安裝在兩個(gè)封隔器之間，起到遠(yuǎn)程液控注氣的作用。它能夠在地表根據(jù)井眼動(dòng)態(tài)條件來(lái)控制氣體流量。油氣比(GOR)變化、油藏壓力、含水量或者其它參數(shù)的變化都要求在可控的范圍之內(nèi)。層間控制閥就是針對(duì)油氣藏自身?xiàng)l件變化以及變化較大的壓力和溫度而設(shè)計(jì)的。要想成功實(shí)現(xiàn)有效的自動(dòng)氣舉，需參照以下的井眼條件參數(shù)和特征：
氣體壓力——氣藏壓力必須大于油管流體靜液壓力。層間控制閥進(jìn)氣有一個(gè)單獨(dú)的進(jìn)氣深度。
采氣量——油氣藏的采氣量必須達(dá)到或超過(guò)舉升要求。
天然氣儲(chǔ)量——油氣藏中，天然氣儲(chǔ)量必須足夠大到井眼在舉升過(guò)程中，壓力充足，確保采氣量。
Kujung氣頂?shù)膶娱g
控制閥控制氣舉
Kujung氣頂中，層間控制閥被用來(lái)控制氣舉，從而將較低儲(chǔ)層中的石油舉升出來(lái)。如圖2所示，它有11個(gè)方位，并采用直徑為1/4-in的控制線將地表與井下工具直接連通，實(shí)現(xiàn)液壓操作。當(dāng)最小控制線壓差達(dá)到250psi時(shí)，節(jié)流器的金屬或金屬接觸型封結(jié)就會(huì)打開，這就能防止由意外引起流體摩擦。節(jié)流器一旦打開，就會(huì)對(duì)“開放”的管線施壓，使層間控制閥到達(dá)理想位置;再通過(guò)對(duì)“關(guān)閉”管線施壓，使之回復(fù)閉合狀態(tài)。
當(dāng)氣層中的舉升氣體通過(guò)層間控制閥控制孔沿軸向流動(dòng)，并與采出的油混合時(shí)，油層中的流體會(huì)通過(guò)閥體沿軸向向上流動(dòng)。通過(guò)移動(dòng)接箍，會(huì)有額外的控制孔顯露出來(lái)，從而提高舉升氣體的流動(dòng)性和容量。
自動(dòng)氣舉敏感性
自動(dòng)氣舉的設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)考慮到井眼周期的不確定因素。主要考慮的參數(shù)包括：采氣指數(shù)、氣藏壓力、氣層流體組成、油層生產(chǎn)指數(shù)、油藏壓力以及油層流體組成(含水率和油氣比)。在選擇候選井時(shí)可采用節(jié)點(diǎn)分析法，并充分考慮以上多種主要參數(shù)。針對(duì)不同的壓力衰減值和生產(chǎn)遞減值，可以重復(fù)使用節(jié)點(diǎn)分析法。
KE-38油田自動(dòng)氣舉
應(yīng)用效果與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
KE-38中流體管線壓力高達(dá)900psi,且采用濃度為9%的鹽水完井液，無(wú)法在采油初期實(shí)現(xiàn)自噴。因此，要在作業(yè)初期采用連續(xù)油管和氮?dú)馀e升來(lái)實(shí)現(xiàn)卸載套管和開始采油。安裝或拆卸設(shè)備并進(jìn)行氮?dú)馀e升至少需要2天時(shí)間。
淘汰壓縮機(jī)和海底管線能節(jié)約20,000,000美元，而在天然氣井中采用氣舉資源代替壓縮機(jī)能將該井的成本控制在約10,000,000美元。
額外增加的產(chǎn)油量為200BOPD(每日石油桶數(shù))，這個(gè)數(shù)字比用常規(guī)氣舉法高出約10%，因?yàn)閷娱g控制閥的安裝位置更深且不受安裝角度限制。在安裝了出油管線的氣舉系統(tǒng)中，層間控制閥自動(dòng)氣舉與其它在油田中使用的人工舉升系統(tǒng)相比，其運(yùn)行成本最少。
層間控制閥自動(dòng)氣舉系統(tǒng)能夠優(yōu)化氣頂或油氣藏中的采油效率。采用該種氣舉系統(tǒng)后，可以不使用其它人工舉升系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)如下：
一是層間控制閥的安裝位置最深，且不受井筒角度的影響。
二是可以從地表調(diào)節(jié)層間控制閥的接管口徑，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化采油量。
三是層間控制閥自動(dòng)氣舉系統(tǒng)淘汰了壓縮機(jī)和海底管線，使投資成本最小化。
四是常規(guī)氣舉方法需要進(jìn)行打撈作業(yè)，而且在打撈作業(yè)期間要關(guān)井;而層間控制閥自動(dòng)氣舉系統(tǒng)則只需要調(diào)節(jié)接管口徑就能避免修井作業(yè)。減少修井作業(yè)還能提高安全性。
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