王月

摘要：地下儲(chǔ)氣庫(kù)開(kāi)發(fā)方式與一般氣田不同，有注氣和采氣兩種運(yùn)行方式。根據(jù)調(diào)峰保供需求儲(chǔ)氣庫(kù)注采井必須在短期內(nèi)快速地注入和采出大量天然氣[1]。在這樣大吞大吐的過(guò)程中，一年之中地下儲(chǔ)層砂體受到兩個(gè)截然相反方向的沖刷，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣庫(kù)多輪注采后，儲(chǔ)層內(nèi)膠結(jié)疏松的砂會(huì)從基巖上脫落，隨天然氣進(jìn)入井筒，排到地面。這樣不僅會(huì)傷害儲(chǔ)集層，也會(huì)對(duì)井下工具、井筒以及地面管線造成沖蝕、磨蝕，同時(shí)造成各類管線發(fā)生減薄，甚至磨穿，最終造成經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：地下儲(chǔ)氣庫(kù)? 出砂? 沖蝕? 磨蝕? 出砂監(jiān)測(cè)

引言

油氣井出砂為油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題，大量出砂或持續(xù)出砂，將會(huì)產(chǎn)生油管砂堵、設(shè)備損壞等危害，嚴(yán)重出砂還可能影響油氣井正常的生產(chǎn)，給安全生產(chǎn)帶來(lái)重大隱患，進(jìn)而縮短油氣井的壽命。儲(chǔ)氣庫(kù)注采井普遍存在大吞大吐的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)氣庫(kù)多輪注采后，儲(chǔ)層內(nèi)膠結(jié)疏松的砂會(huì)從基巖上脫落而造成注采井出砂。

開(kāi)展儲(chǔ)氣庫(kù)注采井出砂實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，能夠研制出一套持續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣庫(kù)注采井出砂系統(tǒng)，對(duì)于確定多輪注采后儲(chǔ)氣庫(kù)注采井采氣量有著重要指導(dǎo)意義。目前國(guó)內(nèi)研究了多種管道含砂檢測(cè)方法，包括：聲波檢測(cè)法、ER檢測(cè)法、X射線檢測(cè)法和聲納檢測(cè)法等。其中較成功且多數(shù)油氣田使用的出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)主要以聲波檢測(cè)法為主[2]。

1 儲(chǔ)氣庫(kù)注采井出砂危害

儲(chǔ)氣庫(kù)注采井具有短期內(nèi)注采大量天然氣的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氣庫(kù)單井日采氣量均在20×104m3以上，其年化采采出速度是普通氣藏開(kāi)發(fā)的20～30倍。隨氣體采出地面的砂粒和高速流動(dòng)的氣體一起，沖刷井筒管柱、井下工具和地面流程中的設(shè)備、管道、管件，使之加速損壞，降低安全系數(shù)，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致閥件密封不嚴(yán)，給生產(chǎn)、測(cè)試帶來(lái)危害。

2 地層出砂機(jī)理

疏松砂巖氣藏在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于地層膠結(jié)弱，儲(chǔ)層中存在弱膠結(jié)的細(xì)砂，這部分砂易于啟動(dòng)，即使是產(chǎn)量很低的情況下也能夠發(fā)生運(yùn)移。還有一種是儲(chǔ)層骨架破壞而出砂，這部分顆粒受鉆井、完井、射孔等措施的影響而造成出砂。主要原因是受外來(lái)壓力所引起的應(yīng)力、應(yīng)變，引起地層出砂。儲(chǔ)氣庫(kù)生產(chǎn)壓力周期性變化使骨架巖石受到交變載荷的作用，巖石在強(qiáng)注強(qiáng)采交變載荷作用下會(huì)出現(xiàn)損傷使其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，影響井壁與骨架巖石的穩(wěn)定性從而引起出砂。

3 出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)工作原理

出砂的過(guò)程實(shí)際是確定振動(dòng)系統(tǒng)受到隨機(jī)力的激勵(lì)而產(chǎn)生的振動(dòng)。出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)原理是感受隨天然氣一起流動(dòng)的砂粒撞擊管壁引起的振動(dòng)信號(hào)，利用氣體撞擊管壁與固體撞擊管壁的聲波頻率不同，采用過(guò)濾波電路和信號(hào)處理技術(shù)把出砂信號(hào)從噪聲中提取出來(lái);然后通過(guò)建立的出砂信號(hào)與出砂量時(shí)間的關(guān)系曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同采氣量下管道中的出砂情況。

4 出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)試驗(yàn)研究

為了模擬實(shí)時(shí)出砂情況，科技人員研制了圖1所示的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出砂的模擬系統(tǒng)。模擬了不同流速下出砂頻率的強(qiáng)弱，并確定出砂量的大小。

5 出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果

在疏松砂巖氣藏開(kāi)采過(guò)程中容易出砂，若采取完全防砂的方式進(jìn)行開(kāi)采，那么既增加了氣井成本，有降低氣藏的開(kāi)發(fā)速度。儲(chǔ)氣庫(kù)注采井更是如此，尤其是儲(chǔ)氣庫(kù)承擔(dān)著調(diào)峰保供的責(zé)任，若一味防砂。采氣量將大大降低，無(wú)法參與應(yīng)急保供。但是采用出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)后，就可以準(zhǔn)確獲得采氣量與出砂量的關(guān)系，綜合考慮，采取允許地層適量出砂的開(kāi)采方式，獲取最大經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)論

通過(guò)出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可以分析注采井出砂風(fēng)險(xiǎn)，得出注采周期對(duì)注采井出砂的影響規(guī)律。修正出砂指數(shù)公式，能夠預(yù)測(cè)注采井的出砂周期和出砂程度，有效指導(dǎo)儲(chǔ)氣庫(kù)注采井先期防砂完井方式的選擇，合理制定生產(chǎn)制度控制注采井出砂，保證儲(chǔ)氣庫(kù)穩(wěn)定運(yùn)行。中國(guó)儲(chǔ)氣庫(kù)正處于發(fā)展階段，儲(chǔ)氣庫(kù)注采井?dāng)?shù)快速增加，出砂對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)注采井影響較大，出砂監(jiān)測(cè)技術(shù)可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出砂情況，對(duì)儲(chǔ)氣庫(kù)注采井采氣量有著重要指導(dǎo)意義，發(fā)展前景較好。

參考文獻(xiàn)：

1 陳顯學(xué)，溫海波，遼河油田雙6儲(chǔ)氣庫(kù)單井采氣能力評(píng)價(jià)，新疆石油地質(zhì)，2017（038）006

2 耿瑞芳，李相方，潘新偉，油氣井出砂信號(hào)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與處理，計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2003.11

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