采氣工藝研究所的科研人員在進行呼探1井數(shù)據(jù)分析。 本報通訊員 裘新農(nóng) 攝
????新問題引出新發(fā)現(xiàn)????常規(guī)的氣井經(jīng)過高壓到低壓節(jié)流以后，會出現(xiàn)一個溫降的過程，但是呼探1井卻出現(xiàn)溫升
????天然氣壓力高于50兆帕，壓降會出現(xiàn)溫升過程，壓力在50兆帕以下，壓降才會導致常見的溫降現(xiàn)象
????采用流體溫度變化新發(fā)現(xiàn)，進行二級節(jié)流油嘴組合優(yōu)化和產(chǎn)量、溫壓參數(shù)預(yù)測，保障節(jié)流后流體順利進站
????低效率催生新軟件
????呼探1井每天都會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)參數(shù)，通過這些數(shù)據(jù)很難直觀地看出變化
????科研人員自學編程，編寫了“采氣工程方案快速設(shè)計”軟件
????目前這套軟件已經(jīng)申請軟件著作權(quán)，并在工程院推廣使用
????呼探1井位于準噶爾盆地南緣沖斷帶霍瑪吐背斜帶呼西背斜圈閉高點，設(shè)計井深7750米，完鉆井深7601米。按照超深井的定義——完鉆井深為6000米以上的井為超深井，因此呼探1井是一口名副其實的超深井。
????在我國，深井、超深井主要集中在塔里木盆地、準噶爾盆地、四川盆地以及柴達木盆地等，而在新疆油田，呼探1井是首口超深氣井，由于深井、超深井地質(zhì)情況復雜，導致深井超深井建井周期長，工程費用高，極大地阻礙了勘探開發(fā)的步伐，增加了勘探開發(fā)的直接成本。投產(chǎn)后，井口壓力波動大、出砂、井口壓力高……面對呼探1井存在的這些問題，油田公司“工程技術(shù)參謀部”——工程技術(shù)研究院（以下簡稱“工程院”），積極謀劃，在采氣工藝研究所專門成立了南緣深層高壓氣井采氣攻關(guān)項目組，科研人員潛心研究，通過調(diào)研、技術(shù)交流及科研攻關(guān)，攻克多項采氣工藝技術(shù)難點，保障了呼探1井安全、平穩(wěn)生產(chǎn)。
????打破常規(guī)，探索新規(guī)律
????2020年12月16日，呼探1井獲得重大突破，在7367-7382米井段試獲高產(chǎn)工業(yè)油氣流，日產(chǎn)天然氣61萬立方米，日產(chǎn)原油106.3立方米。這是一個讓所有新疆油田人為之振奮的消息。在興奮之余，采氣工藝研究所的科研人員通過測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，呼探1井井底出現(xiàn)溫升現(xiàn)象，井底溫度最高達171℃。
????常規(guī)的氣井經(jīng)過高壓到低壓節(jié)流以后，會出現(xiàn)一個溫降的過程，但是呼探1井為何一反常態(tài)，出現(xiàn)溫升？
????采氣工藝研究所的科研人員查閱了大量資料，但遺憾的是，他們都沒有找到原因。既然沒有現(xiàn)成的研究成果可用，那只好使用原始方法，從呼探1井的大量參數(shù)上著手，尋找規(guī)律?？蒲腥藛T將這口井的組分參數(shù)等數(shù)據(jù)輸入高壓物性軟件，通過大量的“焦耳-湯姆遜”系數(shù)計算分析，發(fā)現(xiàn)天然氣壓力高于50兆帕，壓降會出現(xiàn)溫升過程，壓力在50兆帕以下，壓降才會導致常見的溫降現(xiàn)象。
????“在呼探1井之前，新疆油田沒有井口壓力在50兆帕以上的氣井，而且關(guān)于氣井，我們掌握的規(guī)律是常規(guī)氣井經(jīng)過高壓到低壓節(jié)流以后，會出現(xiàn)溫降。但是，呼探1井是高壓氣井，井口壓力比較大，一般為70—107兆帕，在某些方面，有它的特殊性。此次關(guān)于溫升規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，打破了我們對氣井的常規(guī)認識。”采氣工藝研究所高級主管徐小輝說。
????找到了呼探1井“不走尋常路”的原因，同時考慮到呼探1井的井口壓力與集輸壓力之間差值較大，如果采用常規(guī)的一級節(jié)流，會對下游設(shè)備造成一定影響，科研人員決定采用二級節(jié)流工藝，將壓力逐漸降低到進入地面管線的壓力標準范圍。這也是新疆油田首次在高壓氣井使用二級節(jié)流工藝。高溫高壓下流體物性及地面多級節(jié)流模型的準確性對生產(chǎn)參數(shù)預(yù)測影響較大，這要求科研人員必須能精確掌握節(jié)流嘴特性數(shù)據(jù)，在呼探1井試采期間，徐小輝憑著過硬的專業(yè)知識，利用軟件建立模型，準確地預(yù)測了產(chǎn)量、壓力、溫度等生產(chǎn)參數(shù)，為呼探1井試采生產(chǎn)制度的制定提供了理論數(shù)據(jù)支持，指導了呼探1井安全生產(chǎn)。
????自編軟件，減負又提速
????呼探1井是南緣的希望之井，科研人員每天都在跟蹤這口井的生產(chǎn)情況?，F(xiàn)場產(chǎn)量、壓力變化……每天這口井都有很多數(shù)據(jù)參數(shù)需要收集。如何通過這些數(shù)據(jù)，直觀地看出變化？徐小輝自己編寫的“采氣工程方案快速設(shè)計”軟件派上了大用場。
????“我們以前做方案設(shè)計常用一些Excel進行公式計算，因為使用的模板不同，數(shù)據(jù)及方法沒有統(tǒng)一的標準，很多原始數(shù)據(jù)都有被改動的可能性。就像傳話一樣，一句話經(jīng)過很多人口口相傳，往往最后那個人得到的信息和第一個人說的大相徑庭。而且想通過大量的數(shù)據(jù)找出某個規(guī)律，需要花費很多時間和精力進行對比，效率低，也不夠直觀?！毙煨≥x說起了自己編寫這套軟件的初衷。
????2020年2月，本科學化學專業(yè)、研究生學石油工程專業(yè)的徐小輝，開始從網(wǎng)上自學編程。學了三十多天后，他用兩周時間，搭建起了“采氣工程方案快速設(shè)計”基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺，并寫出了第一個子模塊“射孔負壓計算”。當發(fā)現(xiàn)呼探1井微量出砂后，徐小輝查找了大量文獻資料，用兩天的時間設(shè)計出“氣井臨界攜砂流量計算”子模塊，增加到“采氣工程方案快速設(shè)計”軟件中。
????截至2020年9月，這套軟件包括射孔負壓計算、氣井臨界攜液流量計算、管柱沖蝕流量計算、地應(yīng)力剖面參數(shù)計算、井下節(jié)流氣嘴設(shè)計、油管強度校核、壓裂施工井口壓力計算、管柱流動參數(shù)計算、天然氣組分參數(shù)計算這9大功能模塊，通過采用前后端分離技術(shù)，可以讓方案編制人員加快編制的速度，提高方案優(yōu)化數(shù)據(jù)的準確度。
????根據(jù)工作的實際需要，這套軟件還在不斷擴容。2021年4月1日早晨，徐小輝到辦公室后，在這套軟件中，將呼探1井的幾十萬條壓力數(shù)據(jù)進行分類整合，做成了K線圖。他說，K線圖可以幫助科研人員找到這口井每天的壓力變化規(guī)律。
????目前，這套軟件已經(jīng)申請軟件著作權(quán)，并在工程院推廣使用。
????“這套軟件將大量繁瑣的統(tǒng)計、計算工作交給計算機，讓我們科研人員有更多的精力進行問題分析，從而提高工作效率?！辈蓺夤に囇芯克蓺夤に囇芯恳皇业母吆f。
????多方考慮，尋找平衡點
????如何建立合理的生產(chǎn)制度，讓呼探1井保持高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)，科研人員一直在尋找答案。
????氣量過大，地層面臨出砂風險，而且目前呼探1井的儲層類型不清，究竟有沒有邊水和底水，都是未知數(shù)。如果有邊水和底水，產(chǎn)量過大，會造成邊水和底水的突進，導致水淹，會將氣阻隔在儲層，無法實現(xiàn)正常采氣。
????如果把這口井的氣量控制得過小，也不行。首先，這口井投資兩億多元，鉆井成本很高，如果產(chǎn)量小，投資回報率就低。其次，從技術(shù)角度來說，氣量小了，氣不能把水攜帶上來，會造成井底水淹；這口井含蠟，氣體將底層的熱能帶至井口，但是熱量在上升到井口的過程中會慢慢被消耗，如果它到達井口的溫度在結(jié)蠟點以下，井筒就會結(jié)蠟，致使井筒會越來越細，時間久了也會將井筒堵死；呼探1井是高壓井，氣井在高壓低溫的環(huán)境下，容易生成水合物，也會堵塞井筒。
????目前，為了確保生產(chǎn)安全，科研人員對呼探1井進行了采氣樹腐蝕狀況、出砂在線監(jiān)測，這也是新疆油田首次對采氣樹開展在線監(jiān)測。
????“萬事開頭難。雖然現(xiàn)在我們在高壓氣井方面缺乏經(jīng)驗，但是會盡可能從多個方面考慮，確定較為合理的生產(chǎn)制度，并通過各項技術(shù)手段、工藝措施，有效保障氣井的安全、平穩(wěn)、長期生產(chǎn)?！毙煨≥x說。