在當(dāng)下深水氣田的應(yīng)用上有何管理措施呢?是什么原因能形成深水氣田呢?深水氣田又有什么影響及意義呢?本文主要從試驗裝置及方案和應(yīng)用技術(shù)以及現(xiàn)場應(yīng)用等方面做了詳細(xì)的介紹。本文選自：《油氣田地面工程》,《油氣田地面工程》將秉承服務(wù)于轉(zhuǎn)化科學(xué)技術(shù)為生產(chǎn)力、促進(jìn)學(xué)術(shù)交流的辦刊宗旨，進(jìn)一步降低理論門檻，面向現(xiàn)場實際，追求實用價值，提高發(fā)表能力，努力成為一份廣大技術(shù)人員都能夠看得懂、用得上的應(yīng)用類期刊，成為廣大作者發(fā)表論文的好園地。

　　摘要：首先我們要知道氣田是天然氣田的簡稱，是富含天然氣的地域。通常，有機物埋藏在1千至6千米深，溫度在65至150攝氏度，會產(chǎn)生石油，而埋藏更深、溫度更高的會產(chǎn)生天然氣。生物成因氣—指成巖作用(階段)早期，在淺層生物化學(xué)作用帶內(nèi)，沉積有機質(zhì)經(jīng)微生物的群體發(fā)酵和合成作用形成的天然氣。其中有時混有早期低溫降解形成的氣體。生物成因氣出現(xiàn)在埋藏淺、時代新和演化程度低的巖層中，以含甲烷氣為主。油型氣包括濕氣(石油伴生氣)、凝析氣和裂解氣。它們是沉積有機質(zhì)特別是腐泥型有機質(zhì)在熱降解成油過程中，與石油一起形成的，或者是在后成作用階段由有機質(zhì)和早期形成的液態(tài)石油熱裂解形成的。無機成因氣或非生物成因氣包含地球深部巖漿活動、變質(zhì)巖和宇宙空間分布的可燃?xì)怏w，以及巖石無機鹽類分解產(chǎn)生的氣體。它屬于干氣，以甲烷為主，有時含CO2、N2、He及H2S、Hg蒸汽等，甚至以它們的某一種為主，形成具有工業(yè)意義的非烴氣藏。

　　關(guān)鍵詞：深水氣田,能源管理,論文發(fā)表

　　Abstract: first, we need to know that field is short for natural gas field, is rich in natural gas. Usually, burial organic matter in the 1000-6 km deep, temperature from 65 to 150 degrees Celsius, will produce oil, and buried deeper, higher temperatures can produce gas. Biogenic gas - refers to the early diagenesis (stage), within the shallow biological chemistry with that group of sedimentary organic matter by microbial fermentation and formed by the synthesis of natural gas. Which sometimes mixed with early degradation formed gas at low temperature. Biogenic gas in shallow, low degree of new era and evolution of rock, mainly containing methane gas. Oil type gas including moisture (oil associated gas, condensate gas and pyrolysis gas. They are sedimentary organic matter especially sapropel type organic matter in the process of thermal degradation of oil, with oil, or is in the early stage into effect by the organic matter and the formation of liquid oil thermal cracking. Abiogenic gas or non biogenic gas contains deep magmatic activity, metamorphic rock and earth space distribution of combustible gas, as well as rock decomposition of inorganic gases. It belongs to the dry gas with methane is given priority to, sometimes containing CO2, N2, He and H2S, mercurial vapor, even with their one is given priority to, the formation of industrial significance of non hydrocarbon gas reservoir.

　　Key words: deep water gas field, energy management, the paper was published

　　1試驗裝置及方案

　　1.1試驗裝置試驗裝置包括模擬系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)及測量系統(tǒng)3部分。模擬系統(tǒng)高壓釜體由不銹鋼制成,容器中填入石英砂,通過頂部密封蓋加壓模擬地層應(yīng)力。容器內(nèi)壁有分流網(wǎng),填砂容器內(nèi)部放置防砂管。空氣壓縮泵提供穩(wěn)定的氣體進(jìn)入高壓釜體,由分流網(wǎng)將氣體均勻地分流成徑向流,高壓氣體先后流經(jīng)地層砂、環(huán)空(或礫石充填層)以及防砂管,最后經(jīng)排氣口排出。測量系統(tǒng)分別在注氣口、砂體內(nèi)部、環(huán)空及出口放置壓力傳感器,用于監(jiān)測各點的壓力波動情況。使用過濾器分離產(chǎn)出砂,并測量氣體流量(見圖1)。

　　1.2試驗方案及評價指標(biāo)以S1小層為例,地層砂粒度中值150~300μm,平均180μm,地層砂非均質(zhì)系數(shù)(UC)為3~5,細(xì)粉砂體積分?jǐn)?shù)6%~12%,黏土礦物體積分?jǐn)?shù)9%。根據(jù)S1小層粒度分布及泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行配砂,可以模擬儲層真實物性條件。依據(jù)深水氣田生產(chǎn)壓差設(shè)定空氣壓縮泵的供氣壓力,真實模擬地下氣體滲流過程。目前,防砂技術(shù)主要分為機械防砂、化學(xué)防砂和復(fù)合防砂3大類。機械防砂種類較多,在防砂技術(shù)領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位,但不同類型防砂管的防砂效果差別很大[9]。為了優(yōu)選出適合深水氣田的防砂管,試驗方案的設(shè)計考慮2種不同的完井方式,選擇3種防砂管進(jìn)行評價。

　　深水海域是中國未來海上油氣勘探開發(fā)的重點。深水氣田上覆巖層壓力低,巖石膠結(jié)疏松,生產(chǎn)過程中極易出砂。深水氣田儲層孔隙度、滲透率較高,單井產(chǎn)能高,較高的氣體流速導(dǎo)致防砂難度大。因此,防砂方案優(yōu)化成為深水氣田高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,國內(nèi)外對于防砂方案設(shè)計及效果評價的研究很多,但針對工程方面的評價還沒有具體的方法和設(shè)備。為此,自主研制開發(fā)了全尺寸氣井防砂模擬裝置,旨在通過室內(nèi)出砂模擬試驗優(yōu)選適用于深水氣田的完井防砂方式,確定最優(yōu)的防砂參數(shù),以指導(dǎo)深水氣田的高效安全開發(fā)。

　　2種完井方式:裸眼+篩管獨立防砂;裸眼+礫石充填防砂。3種篩管:繞絲篩管、金屬棉優(yōu)質(zhì)篩管、金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管。防砂參數(shù):篩管擋砂精度、礫石層厚度。通過出砂模擬試驗,測定出砂量、流量隨時間的變化關(guān)系,以及地層砂和防砂管內(nèi)外的壓降差。試驗評價指標(biāo)為產(chǎn)能及出砂量:出砂量根據(jù)試驗收集到的產(chǎn)出砂計算氣中含砂比,產(chǎn)能使用米采氣指數(shù)進(jìn)行對比評價,其公式為2試驗分析

　　2.1篩管獨立防砂對比試驗根據(jù)S1儲層粒度特性確定3種篩管的擋砂精度(見表1)。通過出砂模擬試驗,可以得到米采氣指數(shù)隨時間變化關(guān)系曲線(見圖2)。模擬試驗表明,使用3種篩管的出砂量分別為:金屬棉篩管13.1×10-3m3/106m3;金屬網(wǎng)布篩管18.5×10-3m3/106m3;繞絲篩管1533.3×10-3m3/106m3。綜合分析出砂量及米采氣指數(shù)曲線可以看出:試驗初期3種防砂管的產(chǎn)能下降很快并趨于穩(wěn)定,說明與油井相比,氣體流速高,導(dǎo)致氣井防砂管堵塞速率更快;試驗穩(wěn)定后,3種篩管米采氣指數(shù)差別很大,繞絲篩管最高,金屬網(wǎng)布篩管次之,金屬棉篩管最低,這與3種篩管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。金屬棉優(yōu)質(zhì)篩管是用金屬纖維立體擋砂,擋砂范圍廣,試驗穩(wěn)定后出砂量小。但砂粒進(jìn)入金屬棉篩管后不易排出,造成堵塞,對產(chǎn)能影響較大;金屬網(wǎng)布篩管作為深度過濾介質(zhì),傾向于在多層編織網(wǎng)之間截留細(xì)粉砂,這樣的設(shè)計可以有效降低篩管網(wǎng)孔的開口,但編織網(wǎng)在壓差作用下發(fā)生變形使得部分砂粒通過篩管;繞絲篩管[10]是由不銹鋼絲纏繞而成一種連續(xù)縫隙,縫隙端面是外窄內(nèi)寬的梯形結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)允許小粒徑砂通過,篩管對流體的阻擋作用弱,輕度的堵塞可被流體疏通,所以繞絲篩管產(chǎn)能最高。深水氣田單井配產(chǎn)高達(dá)200×104m3/d,金屬棉篩管產(chǎn)能過低無法達(dá)到配產(chǎn)要求。金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管和繞絲篩管產(chǎn)能高,但深水氣田對出砂量控制嚴(yán)格,2種篩管獨立防砂無法滿足海上安全生產(chǎn)要求,因此,選取金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管和繞絲篩管進(jìn)行礫石充填防砂試驗。

　　2.2礫石充填對比試驗使用Saucier礫石尺寸設(shè)計方法[11],根據(jù)S1儲層粒度特性,選取16~30目工業(yè)陶粒進(jìn)行礫石充填出砂模擬試驗。使用200,300μm金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管及200,350μm繞絲篩管共進(jìn)行4組礫石充填防砂試驗,試驗穩(wěn)定后的米采氣指數(shù)及出砂量見表2。從表2可以看出,繞絲篩管350μm產(chǎn)能最高,繞絲篩管200μm及金屬網(wǎng)布篩管300μm次之,金屬網(wǎng)布篩管200μm產(chǎn)能最低。從出砂量上看,與篩管獨立防砂相比,4組礫石充填防砂試驗的出砂量都明顯降低。其中,繞絲篩管350μm出砂量最大,金屬網(wǎng)布篩由圖3可以看出,隨著礫石層厚度增加,氣井產(chǎn)能呈線性遞增關(guān)系,出砂量呈指數(shù)遞增關(guān)系。流速過高會影響防砂的可靠性,對于深水高產(chǎn)氣井,氣體流速增加產(chǎn)生的攜砂能力明顯大于增加礫石層厚度起到的擋砂效果,根據(jù)試驗結(jié)果及配產(chǎn)要求,推薦深水氣田礫石層厚度為50.8mm。

　　3現(xiàn)場應(yīng)用

　　南海某深水氣田儲層段井眼直徑為215.9mm,根據(jù)室內(nèi)出砂模擬試驗結(jié)果,完井時下入擴(kuò)眼鉆頭進(jìn)行擴(kuò)眼,井眼擴(kuò)大到準(zhǔn)269.9mm。下入擋砂精度為200μm的準(zhǔn)139.7mm金屬網(wǎng)布優(yōu)質(zhì)篩管,使用16~30目(0.595~1.190mm)工業(yè)陶粒進(jìn)行礫石充填防砂作業(yè)。氣井生產(chǎn)時效顯著提高,取得了良好的防砂效果,成功指導(dǎo)了深水氣田的高效安全開發(fā)。4結(jié)論1)為了保證深水氣田的防砂效果,應(yīng)采用礫石充填防砂,但因此也會犧牲部分產(chǎn)能。2)對于礫石充填井,推薦使用優(yōu)質(zhì)篩管,這樣可雙重防砂;而應(yīng)盡量避免采用繞絲篩管。3)增加礫石充填厚度,有利于提高深水氣田產(chǎn)能;但為了保證防砂效果,不能一味擴(kuò)眼以求增產(chǎn),必須找到二者的平衡點。