严霞霞1张海涛2刘真真1沈素真1赵健光1
（1.中原油田石油工程技术研究院，河南 濮阳 457000；2.中石化中原石油工程公司井下特种作业公司，河南 濮阳 457100）
【摘要】储气库注采井完井管柱具有强注强采、安全控制要求高的特点，其完井管柱工具主要由井下安全阀、滑套、伸缩管、封隔器、座落接头及球座接头等组成；针对枯竭油气藏型储气库，地层压力系数低，完井管柱结构设计需考虑下井过程中尽可能降低对储层的伤害。通过对国内外储气库完井管柱技术现状进行调研之后，结合枯竭油气藏储气库注采井完井管柱的功能和需求，设计不同的井下工具组合，得出六种类型的液压坐封封隔器完井管柱，其技术成熟、先进、可靠、结构设计合理。
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关键词 枯竭油气藏；储气库；完井管柱；完井工具
近年来，随着我国经济的快速发展，对天然气的需求量也持续增长，国内输气管道建设规模不断扩大，地下储气库因其储存量大、经济合理、安全系数大等优点，成为国内用于天然气调峰、存储的重点项目。目前国内利用枯竭油气藏改建成地下储气库技术基本成熟[1]，在注采井完井管柱设计方面主要考虑以下几点：一是注采气井完井管柱在需满足强注强采[2]交替变化的应力作用；二是需具备监测、修井及钢丝作业等功能；三是完井管柱需整体安全可控和保证其气密封；四是储层整体压力系数低，完井管柱在下井过程中，需尽量缩短施工周期、减少压井作业，以降低对储层的再次伤害。本文通过对国内外储气库注采井完井管柱及完井工具的调研，总结出了六类适用于枯竭气藏型储气库的液压坐封封隔器完井管柱。
1国内外储气库完井管柱技术现状
1.1国外储气库完井管柱技术现状
国外储气库注采井完井管柱设计技术比较完善，其管材方面都按照最恶劣环境选择最高级别材质，油管主要采用气密封扣。国外气密封[3]扣种类较多，技术成熟，拥有专利权主要有NEW VAM、VAM TOP、3SB、TC-Ⅱ等扣型，在满足连接强度、抗粘性能的同时具有良好的气密性。国外储气库注采管柱都配有安全阀、封隔器、滑套等井下工具，其完井工具服务公司如哈里伯顿（贝壳）、威德福、斯伦贝谢等都具有全套的、技术先进的完井配套工具，且已形成了系列化和标准化，可满足不同功能、环境的需求，在几十年的现场应用中得到完善和验证。
1.2国内储气库完井管柱设计现状
国内储气库注采完井管柱主要采用上海宝钢BGT1、BGC型特殊螺纹气密封扣，其具有气密封压力高、连接强度高、抗过扭能力高的特点，可适用于高压气井。而国内用于完井的井下工具较少，技术尚不成熟，主要采用井口工具，成本高，大大制约国内储气库建设的进一步推广。
2几种液压坐封完井管柱设计
2.1液压坐封可回收式完井管柱
该管柱自上而下结构为流动短节、井下安全阀、流动短节、循环滑套、可回收式封隔器、坐落短节、剪切球座，其管柱结构见图1。主要技术特点：（1）投产作业过程中，可一趟管柱下入，进行投球打压坐封，操作简单可靠。（2）设计有井下安全阀，可实现紧急关井。（3）需要回收管柱可直接上提解封封隔器。（4）坐落短节可实现管柱憋压、悬挂测压系统、坐封封隔器以及不起管柱更换井口。（5）可循环替液和压井。
2.2液压坐封可回收式压力监测管柱
该管柱结构自上而下结构为流动短节、井下安全阀、流动短节、测压毛细管、流动短节、循环滑套、剪切接头总成、可回收式封隔器、坐落短节、测压筒[4]、剪切球座，其管柱结构见图2。主要技术特点：（1）投产作业过程中，可一趟管柱下入，进行投球打压坐封，操作简单可靠；（2）设计有井下安全阀，可实现紧急关井；（3）可实现实时测压；（4）需要回收管柱可直接上提解封封隔器；（5）坐落短节可实现管柱憋压、悬挂测压系统、坐封封隔器以及不起管柱更换井口；（6）可循环替液和压井。
2.3液压坐封可回收式射孔联作完井管柱
该管柱结构自上而下结构为流动短节、井下安全阀、流动短节、循环滑套、剪切接头总成、可回收式封隔器、坐落短节，下部接筛管、射孔枪，其管柱结构见图3。主要技术特点：（1）一趟管柱下入，投球打压坐封，操作简单可靠；（2）管柱下入井后，安装采气树，可实现负压射孔。（3）设计有井下安全阀，可实现紧急关井。（4）需要回收管柱可直接上提解封封隔器。（5）坐落短节可实现管柱憋压、悬挂测压系统、坐封封隔器以及不起管柱更换井口。（6）可循环替液和压井。该管柱主要优点：能够实现射孔和完井管柱一趟下入，封隔器座封完成后起爆射孔枪沟通储层，入井液用量最少，可避免储层二次污染，最大程度的实现投产作业过程中低压储层保护和井控安全[5]。不足之处：射孔枪留在井内，不利于将来生产和作业。
2.4液压坐封永久式完井管柱
该管柱结构自上而下结构为流动短节、井下安全阀、流动短节、循环滑套、锁定插入密封总成、永久式封隔器（带定位密封或插入密封）、磨洗延伸筒、坐落短节、剪切球座，其管柱结构见图4。主要技术特点：（1）一趟管柱下入，投球打压坐封，操作简单可靠；（2）可实现紧急关井；（3）当需要回收管柱时，右旋管柱使密封插管与封隔器脱开，方便回收管柱；（4）坐落短节可实现管柱憋压、悬挂测压系统、坐封封隔器以及不起管柱更换井口及不压井作业；（5）可循环替液和压井。该管柱不足之处：整体管柱检修作业较复杂，需对封隔器进行磨铣才能取出；不动封隔器检修上部管柱时，存在再次插入密封不严的风险。该管柱在文96储气库注采井中已经使用。
2.5液压坐封可破坏式封隔器完井管柱
该管柱结构自上而下结构为井下安全阀、伸缩节（可选）、循环滑套、可破坏式封隔器、坐落接头、剪切球座、筛管，其管柱结构见图5。主要技术特点与液压坐封永久式完井管柱功能相同，其不同之处是：（1）起出管柱时，采用专用割刀解封封隔器，相比永久式封隔器磨铣解封更快、更简单。（2）底部可带射孔枪联坐。该管柱因可破坏式封隔器比较贵，目前使用较少。
2.6液压坐封永久式射孔联作完井管柱
该管柱结构自上而下结构为流动短节、井下安全阀、流动短节、循环滑套、插入密封总成、永久式封隔器、磨洗延伸筒、坐落短节，下部带有射孔枪，其管柱结构见图6。该管柱与液压坐封可回收式射孔联作完井管柱功能相同，不同之处为：（1）永久式封隔器需要钢丝作业工艺配套实施。（2）永久式封隔器提前坐封后，施工风险较大。如文96储气库部分压力系数差异大的注采井，在投产作业过程中，为实现在高压层井控、低压层保护的目的，采用了该管柱结构。
3结论与认识
（1）枯竭气藏型储气库地层压力一般都较低，投产过程中应以储层保护为重点，因而完井管柱可优先选择结构简单、施工周期短、井控难度小、利于储层保护的液压坐封永久式射孔联作完井管柱。
（2）目前国内储气库完井工具都采用进口工具，成本高，大大制约后续储气库建设的进一步推广；而国内完井工具技术研究善不成熟，为了配合储气库建设的发展，需加快国内完井工具的研究。
（3）为保证储气库的安全性和实时监测功能，其注采井完井管柱都带有安全阀液控管线或监测管线，在投产作业过程中，如何利用不压井作业技术[6]实现这种完井管柱的下入，是目前储气库注采工程建设科研人员需要攻克的难题。
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［责任编辑：曹明明］
