川東北高溫高壓含硫氣井完井測試技術

摘 要：川東北地區蘊藏著豐富的天然氣資源，并且具有高產（天然氣無阻流量最高達100×104m3/d及以上）、高壓（50～120 MPa）、高含H2S（5%～40%）和井深（5000～7500 m）的“三高、一深”特點，試氣測試施工難度大，對試氣測試工藝技術要求高，經過多年不斷的實踐和完善，逐漸配套完善了超深、高溫、高壓、高含硫井下測試工具和地面試氣流程。本文通過介紹常用的測試技術，有助于進一步推廣和提高超深、高溫、高壓、高含硫氣井測試的一次成功率。

關鍵詞：APR測試 HP閥 OMNI閥 氣舉

中圖分類號：TE927 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0047-02

川東北油氣田以產天然氣為主，普遍具有壓力高、溫度高、H2S高、產量高等特點，給試氣測試工作帶來了巨大的挑戰。經過多年了摸索，逐步形成多項完井測試聯作技術。四川常把井深4000～6000 m的井叫做深井，而把超過井深6000 m以上的井叫做超深井。相應來講，超深井試氣就是指井深超過6000 m井的試氣。超深井具有地層壓力大，地層溫度高的特點。目前國際上把超深井試油叫做高溫高壓井測試。高溫高壓井測試（國外簡稱HTHP）指在惡劣條件下井的測試，一般規定了一定的壓力和溫度界線。比如哈里伯頓公司HTHP指：壓力70 MPa以上，溫度150 ℃以上，含H2S、CO2。而斯倫貝謝公司HTHP指：壓力105 MPa以上，溫度210 ℃以上。我國目前規定：當地層壓力大于或等于100 MPa或地層溫度大于或等于150 ℃，含H2S大于或等于3%，含CO2大于或等于3%的油氣井測試叫做高溫高壓井測試。

1 裸眼測試技術

1.1 采用帶OMNI閥（帶球閥）APR測試工藝

測試管柱結構（自上而下）：懸掛器+防硫油管+斷銷式反循環閥+防硫油管+OMNI閥（帶球閥）+RD安全循環閥+電子壓力計托筒+VR安全接頭+RD循環閥+RTTS封隔器+防硫油管+接箍。

工藝流程：管柱中的OMNI閥在下井的時候循環孔出于開啟位置，球閥關閉。當封隔器坐封后，采用CMC稠化水將OMNI閥循環孔以上井筒泥漿全部替出，然后油管正注液氮，通過套管返出液量計算油管掏空深度，之后通過操作環空壓力關閉OMNI閥循環孔，即可進行測試。

工藝特點：利用一趟管柱，實現了替漿、氣舉、測試聯合作業。

1.2 采用帶HP閥APR測試工藝

測試管柱結構（自上而下）：懸掛器+防硫油管+斷銷式反循環閥+RD安全循環閥+HP測試閥+液壓旁通+RD循環閥+RTTS安全接頭+RTTS封隔器+壓力計托筒+篩管+防硫油管+絲堵。

工藝流程：管柱中的HP閥處于關閉狀態，下鉆過程中油管內加液墊，設計合理的掏空深度，當封隔器坐封后，油管打壓打開HP測試閥，即可進行測試。

工藝特點：該工藝適宜于清水壓井測試的井，也可以進行注液氮進行吞吐排液。

1.3 采用帶OMNI閥（不帶球閥）APR測試工藝

測試管柱結構：懸掛器+防硫油管+OMNI閥（不帶球閥）+RD安全循環閥+壓力計托筒+RD循環閥+震擊器+RTTS安全接頭+ST旁通+RTTS封隔器+防硫油管+接箍。

工藝流程：OMNI閥的循環孔以開啟的狀態入井，并且球閥部分被去掉。當管柱坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI閥循環孔以上井筒內的泥漿，對于地層壓力高的井通過操作環空壓力關閉OMNI閥，即可進行測試；對于地層壓力低，排液困難的井，油管正注液氮，根據套管返出液量，計算油管掏空合理的深度，再操作環空壓力關閉OMNI循環孔，隨后測試作業。

工藝特點：利用一趟管柱，實現了替漿、氣舉、測試的聯合作業。在替漿控制好泵壓和回壓，使液柱壓力大于地層壓力，防止地層流體侵入井筒；在注液氮不能將液氮替至環空。

1.4 采用帶OMNI閥（不帶球閥）+HP閥的APR測試工藝

測試管柱結構：懸掛器+防硫油管+OMNI閥（不帶球閥）+RD安全循環閥+電子壓力計托筒+HP開關閥+RD循環閥+震擊器+RTTS安全接頭+ST旁通閥+RTTS封隔器+防硫油管+篩管+防硫油管+絲堵。

工藝流程：OMNI閥的循環孔以開啟的狀態入井，并且球閥部分被去掉，HP開關閥以關閉的狀態入井。當封隔器坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI閥循環孔以上井筒內的泥漿，關閉OMNI閥循環孔，油管加壓打開HP開關閥，即可進行測試。

工藝特點：利用一趟管柱，實現了替漿、氣舉、測試的聯合作業。管柱結構有OMNI閥（不帶球閥）+HP閥，在替泥漿的過程中，地層流體不會因為液柱壓力的下降侵入井筒，若后期排液困難可以操作OMNI閥進行氣舉排液。

2 多項APR測試聯作工藝技術

2.1 射孔測試聯作工藝

測試管柱結構：懸掛器+防硫油管+定位短節+防硫油管+定位短節+防硫油管+RD安全循環閥+防硫油管1根+LPR-N閥+壓力計托筒+液壓旁通閥+RD循環閥+RTTS安全接頭+射孔傳壓旁通+RTTS封隔器+射孔篩管+射孔旁通+防硫油管+縱向減震器+防硫油管+壓力起爆器+射孔槍+下部壓力起爆器。

工藝流程：下鉆過程中，LPR-N閥處于關閉狀態，向油管內加部分清水液墊，在油管、測試工具抗外擠強度允許的情況下盡量掏空，形成負壓，通過環空打壓，引爆射孔彈射孔和打開LPR-N測試閥，開井后誘使地層的流體進入井筒，進而噴出井口，實現誘噴的目的。通過放掉環空壓力來關閉LPR-N閥實現地下關井，測地層壓力恢復。

工藝特點：通過環空打、放壓實現LRR-N閥的開啟和關閉，試氣測試過程中不用動管柱，井口安裝采氣樹，確保了井口的安全，操作方便。

2.2 射孔酸壓測試三聯作工藝

測試管柱結構：懸掛器+防硫油管+伸縮節+防硫油管+伸縮節+防硫油管+定位短節+防硫油管+定位短節+防硫油管+OMNI閥（不帶球閥）+RD安全循環閥+壓力計托筒+液壓旁通閥+液壓震擊器+RD循環閥+RTTS安全接頭+RTTS封隔器+防硫油管+縱向減震器+防硫油管+射孔篩管+壓力起爆器+射孔槍+下部壓力起爆器。

工藝流程：OMNI閥的循環孔以開啟的狀態入井，并且球閥部分被去掉。當管柱坐封以后，上面的一組伸縮節處于拉伸狀態，下面的一組伸縮節處于壓縮狀態，油管替酸至OMNI閥上方500 m，然后操作環空壓力關閉其循環孔，環空打壓對封隔器進行驗封，保持環空壓力，油管加壓射孔，隨后進行酸化（酸壓）、排液、測試作業。求產結束后，考慮到測試工具及管柱的承受壓差，先進行地面關井，等井口壓力恢復到一定值時打開RD安全循環閥破裂盤，清水洗井脫氣后井口蹩壓地下關井測壓力恢復。測壓力恢復結束后，采用合適密度的壓井液打開RD循環閥進行堵漏壓井、解封、起出測試管柱。

工藝特點：利用一趟管柱，直接實現了射孔、酸化（酸壓）、測試三聯合作業，減少了起下工具次數和壓井次數，減小了地層污染，節約了測試時間和成本，經濟效益十分明顯。采用酸液壓井，油管加壓引爆射孔彈，并將此壓力維持一段時間，克服了射孔對地層造成的壓實污染，利用射孔彈引爆時產生的聚能將地層壓開，改善射孔井段周圍的滲流條件，從而達到改善完井效果，提高油氣井產能的目的。在具體施工中需要注意的問題是：酸液的低替量要計算準確，不能將酸液替至環空；在向地層擠酸的過程中，套管打好平衡壓力，防止套管壓力過高打開RD安全循環閥，控制封隔器承受壓差在耐壓差的80%之內，防止封隔器發生刺漏；在排酸液和求產的過程中，井筒溫度會發生變化，導致環空壓力的上升和下降，在施工作業期間要密切注意環空壓力，隨時補充和釋放壓力，使其保持在合理的范圍，要防止OMNI閥換位及打開RD循環閥。該工藝技術針對性強，管柱結構簡單適用，在川東北具有廣闊的應用前景。

2.3 酸壓測試聯作工藝

測試管柱結構：懸掛器+防硫油管+OMNI閥+安全循環閥+壓力計托筒+液壓旁通閥+液壓震擊器+循環閥+RTTS安全接頭+RTTS封隔器+防硫油管+篩管+防硫油管1柱+篩管+絲堵。

工藝流程：OMNI閥的循環孔以開啟的狀態入井，并且球閥部分被去掉。當管柱坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI閥循環孔以上井筒內的泥漿，然后油管低替酸至OMNI閥以上500 m，再操作環空壓力關閉OMNI循環孔，環空打壓對封隔器進行驗封，隨后進行酸化（酸壓）、排液、氣舉、測試作業。

工藝特點：利用一趟管柱，實現了替漿、酸化（酸壓）、氣舉、測試的聯合作業。在替漿和替酸的過程中，控制好泵壓和回壓，使液柱壓力大于地層壓力，防止地層流體侵入井筒；在酸液的低替量要計算準確，不能將酸液替至環空；在排酸液和求產的過程中，井筒溫度會發生變化，導致環空壓力的上升和下降，在施工作業期間要密切注意環空壓力，隨時補充和釋放壓力，使其保持在合理的范圍。

3 結論及建議

（1）對于川東北地區“三高、一深”特殊的地質條件，要優化測試管柱結構和施工程序。

（2）測試工具運送至井場，按照標準進行試壓合格，調試正常后方可入井。

（3）增加RTTS封隔器水力錨的有效長度和水力錨錨爪的數量，并根據相應材料試驗結果適當降低水力錨錨爪鋼材的硬度，這樣既能保證水力錨錨爪在高壓時能抓得牢套管防止管串上竄，又能保證在測試后期便于解封，防止因封隔器原因造成的卡鉆事故。

（4）在測試工具上部300 m采用外徑89 mm×壁厚9.52 mm防硫油管，防止在酸壓、排液、求產過程中產生壓力波動使下部油管發生彎曲變形。

（5）采用射孔酸壓測試三聯作工藝時，套管先打平衡壓力，然后進行油管加壓射孔，防止射孔時瞬間產生的聚能壓力使封隔器膠筒刺漏。

（6）由于OMNI閥的不同的功能狀態能夠通過對環空的反復加、泄壓操作而循環呈現，因此，除了在測試之前利用OMNI閥進行替酸作業以外，在測試期間也可以利用OMNI閥進行注液氮氣舉助排，但是要盡量減少OMNI的循環周。

（7）常規的APR測試管柱中加入了OMNI閥，可以利用一趟管柱完成射孔、測試、酸化、氣舉排液等多項功能，形成了功能齊全完井測試技術，應用范圍將得到進一步推廣使用。

（8）對于壓力系數低的井，測試期間需要進行氣舉時，在操作OMNI至循環位后，油管正注液氮掏空后，在操作關閉OMNI閥的過程，可能出現地層漏失嚴重，套管打壓時升壓緩慢，難以達到操作OMNI閥的操作，使工具失效。對于這樣的層位最好采用注液氮進行吞吐排液。

（9）盡量縮短測試時間，從測試管柱下入到起出時間控制在15天內為宜，防止時間過長測試工具失去其性能。

（10）在5-3/4″的套管內測試，連接工具間油管采用2-7/8″防硫油管及短節，在在7″或7-1/2″的套管內測試，連接工具間油管采用3-1/2″防硫油管及短節，以防萬一發生測試工具卡鉆，便于后期復雜情況處理。

參考文獻

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