储气库钻井完井浅析

王秀瑶

摘要：储气库注采井在运行过程中是一个强注强采的过程，套管承受交变压力和温度变化，因而它与常规的油气井钻完井存在一定区别和特殊要求。储气库注采井工程设计应考虑的问题有井型和井场设计、井身结构设计、井眼轨道设计、钻井液设计、固井设计、测井设计六大方面。R储气库在国内外均属首次，由此有井身结构优选方面、套管的防磨技术、钻井提速技术、固井技术、水泥浆体系的选择、承压堵漏技术、完井技术、钻井液技术、油层保护七项技术攻关，保证储气库钻井完井建成。

关键词：储气库;钻井技术;完井

储气库的钻井完井一直是建设中的重要技术，研究人员也对不同的储气库的钻井工艺和完井工艺有了一定的总结[1]。本文对储气库钻井完井一起研究，总结储气库井与天然气井的区别，储气库注采井工程设计应考虑的问题，为储气库钻井完井工艺提供参考。

1 储气库井与天然气井的区别

1.1井型

常规油气井的井型为直井、定向井、及丛式井及水平井。而储气库单井是为了便于集中管理和节约土地多数为定向丛式井和丛式水平井。

1.2井身结构

油气井生产套管一般不注重注采管拄和安装安全阀的要求，而储气库注采井的生产套管的尺寸既要满足注采管拄的要求，还要满足安装安全阀的要求。油气井的技術套管下深一般只考虑地层压力的变化，即根据地层的三压力剖面只要能够达到必封点的要求即可，而储气库井除考虑必封点外，还要考虑满足每一级的套管固井水泥浆返到地面的要求。

1.3固井

常规油气井固井的技术套管达到要求水泥防止套管形变的功能，而生产套管的固井水泥面返到油气层以上200m即可。储气库井的每一级的套管固井水泥面均要求返到地面，为了加强井筒的完整性生产套管固井原则上不采用分级固井，若封固段长应使用尾管悬挂再回接方式。

1.4固井质量

固井注重于盖层段的固井质量，达到井筒的完整性，在注采过程中天然气即不能沿套管外返到地面，也不能到达非储气层。达到即安全又能向非储层渗透。

1.5储层保护

储气库井的储层多枯竭的油气藏，压力系数低，在钻井过程中存在大大压差，保护储层那度大，如果在钻完井过程中储层没有得到保护，就会增加运行成本，甚至达不到注采设计要求。

1.6水泥浆性能

生产尾管及盖层段固井应使用具有柔韧性的微膨胀水泥体系。水泥浆游离液控制为0，滤失量控制在50ml以内，沉降稳定性试验的水泥石柱上下密度差应小于0.02g/cm3，水泥石气体渗透率应小于0.05×10-3μm2，线膨胀率0.03-1.5%。常规密度水泥石24-48小时抗压强度应不小于14MPa，7天抗压强度应不小于储气库运行上限压力的1.1倍，但原则上不小于30MPa。低密度水泥石24-48小时抗压强度应不小于12MPa，7天抗压强度应不小于储气库运行上限压力的1.1倍，但原则上不小于25MPa。为了满足储气库长期交变应力条件下对生产套管强度的要求，应根据储气库运行压力按不同工况采用等安全系数法进行设计和三轴应力校核。生产套管材质应结合油气藏流体性质和外来气质进行选择。技术套管作为生产套管时，套管壁厚的设计应考虑钻井过程中的套管磨损因素;施工过程中应采取防磨措施;完井后应做套管磨损分析，评价套管可靠性。生产套管及上一层技术套管应选用气密封螺纹，套管附件机械参数、螺纹密封等性能应与套管相匹配。

2储气库注采井工程设计应考虑的问题

2.1井身结构设计

表层套管下深要达到封固平原组或当地饮用水源的要求，避免因天然气的渗漏影响水源。每一级的技术套管的下深除考虑必封点要求外，还要兼顾每一级固水泥返到地面的要求。生产套管的尺寸要满足注采管拄和安全阀安装的要求，即要根据注采管的尺寸反推每级套管的尺寸。因为储气库固井质量要求高，因而在钻井工程能够实现的的前提下尽可能的增加开次，缩短每级固井的段长。这样有利于减少固井的难度。每开井眼尺寸要满足水泥环不小于1英寸要求（除套管内固井）。避免出现小间隙固井。为有效保护低压油气藏，减少储层漏失伤害，降低储层污染，尽可能储层专打，储层段钻井采用相应介质，实现欠平衡或近平衡钻井。

2.2钻井液设计

具有高的抑制性，达到井眼扩大率控制在15%以内要求。具有很好的润滑性，满足下套管顺利下入的要求。储层段的钻井液对地层污染要小或能酸洗解堵的钻井液。钻井液的体系抗钙能力强，有利于提高固井的顶替效率。

2.3固井设计

套管扣型的选择储气库井眼尺寸大，技术套管最好采用偏梯扣，生产套管和上一级技术套管采用气密封扣型。为了满足储气库长期交变应力条件下对生产套管强度的要求，应根据储气库运行压力按不同工况采用等安全系数法进行设计和三轴应力校核。生产套管材质应结合油气藏流体性质和外来气质进行选择。技术套管作为生产套管时，套管壁厚的设计应考虑钻井过程中的套管磨损因素、施工过程中应采取防磨措施、完井后应做套管磨损分析，评价套管可靠性。套管附件机械参数、螺纹密封等性能应与套管相匹配，确保气密螺纹的气密性能，下套管作业应由专业队伍采用专用工具完成，生产套管应逐根进行螺纹气密性检测，螺纹密封检测压力为储气库井口运行上限压力的1.1倍。下套管前应做地层承压试验，确保地层承压能力满足固井施工要求，达不到承压条件，不进行固井施工;进行满眼一、二、三满眼抚正器通井，确保套管的顺利下入;调整钻井液性能达到固井设计的要求。注水泥施工前，应不小于钻进时的最大环空返速，充分循环钻井液，清洁井眼，振动筛无明显岩屑返出。抚正器的数量和位置应根据井眼轨迹参数、井径数据设计，确保套管柱居中度不低于67%。各层套管固井水泥浆均应返至地面，应在施工前对现场样品进行复核实验。固井过程中应取水泥和水样品评价其性能。生产套管固井应采用批混批注方式施工，水泥浆密度差小于0.02g/cm3。水泥浆的设计要按储气库的特殊要求进行设计。

3 结论与认识

储气库注采井工程设计主要考虑因素井型和井场设计、井身结构设计、钻井液设计、固井设计、测井设计，技术难点从井身结构优选、套管的防磨技术、钻井提速技术、固井技术、水泥浆体系的选择、承压堵漏技术、完井技术、钻井液技术、油层保护等方面综合评述

参考文献：

[1]金根泰，李国韬.油气藏地下储气库钻采工艺技术[M].北京：石油工业出社，2015：25-32.