[發明專利]儲氣庫注采井環空許可壓力預測方法

有效

• 申請號: 201710385967.X
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107288622B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 丁建東;馬紀翔;楊永祥;裴宗賢;榮偉;潘眾;劉靚雯;李華彥;丁熠然
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B43/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發明公開了一種儲氣庫注采井環空許可壓力預測方法，涉及儲氣庫氣井開采技術領域。該方法包括：將注采周期劃分為N個時間節點，獲取N個時間節點A環空管柱強度校核許可壓力P₂₂和封隔器承載校核許可壓力P₂₁，取P₂₁與P₂₂中較小值作為該時間節點A環空動態分析許可壓力P₂’，以N個時間節點A環空動態分析許可壓力P₂’中最小值作為注采周期內A環空動態分析許可壓力P₂；獲取A環套管頭承壓許可壓力P₁₁和管柱承內壓外擠許可壓力P₁₂，以P₁₁與P₁₂中較小值作為A環空最大許可壓力P₁；以P₁與P₂中較小值作為注采周期內A環空許可壓力P。本發明提供的預測方法充分考慮了動態因素以及油管、套管、封隔器和套管頭等對環空許可壓力造成的影響，預測更合理、更科學。

技術領域

本發明涉及儲氣庫氣井開采技術領域，特別涉及一種儲氣庫注采井環空許可壓力預測方法。

背景技術

儲氣庫是通過輸管道將上游油氣田生產的商品天然氣輸送至下游用氣城市附近，并重新注入地下空間形成的一種人工氣田或氣藏，通過儲氣庫有效克服了天然氣利用的地域屏障。通常儲氣庫通過注采井實現注入與采出過程，即同一口井注氣與采氣交替進行，具有“注采交替”的特點，在開采時，通常一個注采周期包括一次注氣操作以及一次采氣操作。一般儲氣庫注采內部為油管，且油管外側依次套接多層套管，由內至外形成A環空(油套環空)以及B、C環空(套管間環空)。在儲氣庫注采井生成時，由于環空之間(包括A環空與外層環空)可能存在天然氣或環空保護液，受生產時溫度及地層壓力影響熱脹冷縮而產生了壓力，在生產過成中發現大量注采井均存在不同程度的環空帶壓。環空帶壓不僅會導致封隔器失效及油管、套管損壞，還可能造成水泥環的損壞，影響井壁穩定性，更為嚴重地是，有可能造成注采井井筒失效，危及氣井生產和周邊居民的生命安全。同時儲氣庫注采井所具有的“交替注采”使得采氣時地層壓力下降，注氣時地層壓力恢復，地層壓力的交替變換加劇了環空帶壓的危害性。因此在生產過程中對儲氣庫注采井進行放壓處理非常必要。現有技術中在進行放壓處理時，通常現場根據生產經驗人為設定某一壓力值作為環空許可壓力，之后進行放壓。但是由于該壓力值的設定缺乏科學指導存在嚴重的不合理性：若放壓后井內壓力過低，易出現井噴危險，威脅儲氣庫氣井安全；若放壓后井內壓力依然過高，需要繼續放壓，造成頻繁放壓增加作業成本。因此對于儲氣庫注采井的環空許可壓力的科學預測尤為重要。

現有技術中，環空許可壓力的預測主要通過管柱強度靜態校核進行。例如專利文獻CN105649609A公開了一種“高壓氣井A環空工作壓力值的獲取方法和系統”，根據油管頭強度、生產套管強度、油管柱強度和封隔器工作壓差校核計算得到A環空(即油套環空，本發明中的A環空)第一、第二、第三和第四最大許可工作壓力值；并根據油管柱強度和封隔器工作壓差校核得到A環空第一、第二最小預留工作壓力值；A環空最大許可工作壓力值為各最大許可工作壓力值中的最小值，環空的最小預留工作壓力值為各最小預留工作壓力值中的最大值。該發明基于管柱強度校核、封隔器工作壓差校核，給出了許可工作壓力的最大、最小值，對現場生產具有指導作用。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：

現有技術中在進行環空許可壓力預測時，尤其是對A環空進行許可壓力預測時，未考慮儲氣庫注采井所具有的注采交替的生產特點，忽略了儲氣庫注采井的動態因素(包括生產階段及井筒壓力、溫度變化)對A環空許可壓力帶來的影響，使得所預測的環空許可壓力缺乏科學性。

發明內容

為了解決現有技術中環空許可壓力預測方法不能科學指導生產的問題，本發明實施例提供了一種儲氣庫注采井環空許可壓力預測方法，具體技術方案如下：

一種儲氣庫注采井環空許可壓力預測方法，所述方法包括：