大张坨气藏改建地下储气库配套技术研究.pdf

第三届石油天然气管道安全国际会议论文集
北京2009.9
大张坨气藏改建地下储气库配套技术研究
阳小平2何学良2陈俊2
(1.中国石油大学(北京)石油天然气工程学院2.中石油北京天然气管道有限公司储气库处,
北京100101)
摘要针对地下储气库不同于常规油气田开发的特点,集中研究了储气库建设过程中钻井工
艺技术、试油完井技术、防腐工艺、储层保护技术、过油管电缆射孔技术等5个方面的配套技
术。文中对地下储气库注采井布井方式、井眼轨迹、固井方式、油套管的选择、配套工具进行
了界定,同时,对储气库井特有的防腐方法、储层保护技术和过油管射孔技术及取得的效果进
行了归纳总结。以上总结的成果在后续储气库现场实施中发挥了良好的作用,证实了以上技术
的可行性。
关键词大张坨储气库配套技术可行性
ABSTRACT According to the research of domestic and oversea underground gas storages, we
study and analysis the problems about the construction and operation of DT underground gas storage.
After that we issue 5 technical plan about the engineering of the underground gas storage built by
oil-gas reservoir. We also show some study fruits which supply a gap of the construction of
underground gas storage built by sandstone oil-gas reservoir. These engineering technique give
engineering support to the construction of the sandstone and low pressure oil-gas reservoir.
Keyword Dazhangtuo Rebuild Underground Gas Storage Matching Technique
引言
天然气是优质、高效、洁净无污染的绿色能源,已得以广泛应用,但我国天然气分布极不
平衡,主要集中在西部。为促进我国天然气工业和西部大开发,从根本上改善北京市大气环境
质量,缓解北京以及华北地区天然气供应紧张的局面,我国于2001年6月建成投产第一座大型
的具有季节调峰功能的天然气地下储气库一一大张蛇地下储气库,形成了注气320×10/d、采
气1000X10d的调峰能力
地下储气库注采井在一个注采周期内承受13-3IMPa之间交变载荷的作用,且老井较多。
这对钻井、固井以及防碰设计提出了更高的要求,沿用国内油田己有的钻井和完井技术很难达
到“百年储气库”的要求。为了给今后储气库的建设提供借鉴,作者从钻井、完井、储层保护
等方面对我国第一座储气库的建设经验进行了总结,并应用于后续储气库的建设过程中。
2改建地下储气库配套技术研究
2.1钻并工艺技术
2.1.1布井技术
大张坨气改建地下储气库配套技术成果获中国石油天然气集团公司技术创新二等奖,中国石油天然气般价有限公司技术创新二
等奖。
作者简介:阳小平,197年9月生,硕士,工程师:2000年年毕业于中国石油大学(北京)油气田开发工程专业,从事地下储气率
建设和管理工作。地址:(100101)北京市朝阳区大屯路9号。电话:(010)8484239,1371787160。 E-mail:9wxpl977の163com
为了实施井口集中生产管理,满足频繁操作的要求,减少土地以及建设投资,通过综合对
比分析,大张坨地下储气库注采井采用井口集中部署的方式,在构造的最佳位置上选井场钻丛
式定向井,将各井的水平位移控制在1000m以内,井斜角在15°~30°,12口新钻注采井集中
在A、B两个井场,每个井组6口井,井口间距30m。
2.1.2井眼轨迹
考虑到三段制井眼能够提高钻井速度,井眼轨迹容易控制,出现键槽卡钴的机率小,因此
大张坨地下储气库注采井采用三段制的井身剖面。井眼造斜点的选择应保证井斜角控制在
20°~25,这样既有利于井眼的控制,保证井身质量,又有利于快速钻进,防止储层污染,也
利于保证固井质量。为防止井眼狗腿度过大给下部的钻进、测井、下套管等工作带来困难,将
井眼的造斜率控制在1.8°~2.49/30m。
2.1.3井身结构
在储气库注采井长期的注采生产过程中井眼周期性地承受交变应力的作用。考虑到大张坨
断块建库时储层压力系数为0.75,因此设计二开井身结构并附加导管,以保证储气库井的安全
生产和提高井眼使用寿命。为了保证二开时井眼不跨塌,将表层套管向下延伸至700~1000m
另外开钻前在井口下入50m的导管用来建立循环,防止钻井液将井口冲毁
2.1.4油层套管的确定
①尺寸的确定。根据计算结果,综合考虑地质产能、地面工程要求、气库调峰需求,以
及注采井完井作业、后期管理的安全方便,最终确定大张坨地下储气库油管尺寸为312"(其冲
蚀和卸载流速基本能满足的安全产量为60x10mld),与之配套,选择で生产套管有利于增加
天然气的流通面积,提高产量,满足调峰要求。经过抗拉强度计算、防腐、生产工况等综合考
虑,确定选用外径Φ17,8mm、壁厚9.19mm、P110材质的套管。
②螺纹的确定
注采并在一个注采周期内受交变应力的频繁作用,一方面为防止套管螺纹失效,造成“脱
扣”和“跳扣"事故的发生,另一方面为防止套管外窜气,保障注采井周边安全,设计套管连接选
用特殊螺纹一一新日铁公司的NSCC特殊螺纹。
2.1.5固井设计
由于储气库井长期处于注气、采气的工况条件下,套管需要长期承受由于温度和井内压力
变化所造成的交变应力,为防止套管变形,同时为防止套管与管外水层接触发生典化学腐蚀,
将各层套管固井水泥均返至地面,实现套管全程固井,以提高套管使用寿命和安全性。为避免
油层套管一次固井产生的液柱压力压裂储层或上部水层,采用了二级固井的方法
为了保证目的层的固井质量,一级固井的水泥浆密度要求不得低于1.85g/cm3。根据压力
计算,得出分级箍的安放深度应为1665m左右,二级固井的水泥浆密度应低于1.60g/cm。
通过2007年对15口井固井质量的检测分析,证实经过7年运行,注采井固井质量无变化。
这些技术成功应用于大港地下储气库群共65口注采井中,取得了井身质量合格率、一级
固井质量优质率、二级固井质量合格率、生产套管一次性试压合格率、定向井中靶率均为100
%的成绩。
2.2试油完井技术