川東北大套管氣井測試工藝技術研究

王金迪（勝利石油工程有限公司井下作業公司 山東東營257077）

川東北地區許多試氣測試井的套管外徑普遍為193.7 mm及以上的大套管內，從2007年1月到2010年2月在大套管內累計進行射孔酸壓測試三聯作26井次，其中有7井次出現油套連通造成測試失敗，有12井次出現解封困難，有2井次出現無法解封造成卡鉆事故，射孔酸壓測試三聯作測試一次成功率65.38%，解封困難率46.15%，卡鉆事故率7.69%。進行射孔測試或酸壓測試兩聯作16井次，其中有4井次出現油套連通造成測試失敗，有4井次出現解封困難，兩聯作一次成功率75%，解封困難率25%。我們針對此類測試失敗情況進行了認真深入的分析研究，找出了發生問題的原因，對測試工藝技術進行改進后測試成功率大大提高。測試工藝技術改進后從2010年2月至2010年12月川東北地區在大套管內累計進行射孔酸壓測試共12井次，施工一次成功率達到了100%。

一、大套管內進行射孔酸壓測試復雜情況原因分析

1.出現油套連通造成測試失敗的測試井一般都具有套管與油管間隙過大、且管柱未帶扶正器造成測試管柱座封后易出現大幅度彎曲的特點，油管彎曲后就容易貼壁，座封加壓時就會形成有較大的摩阻，座封時從拉力計上觀察到的加壓噸位由于受到摩阻的影響，造成實際加到封隔器上的壓力偏小，影響到了封隔器的密封。這是在大套管內測試時容易出現油套連通造成測試失敗的一個重要原因。

2.由于排液速度慢或殘酸返排率低，經常采取液氮掏空誘噴排液的方法，放噴時對掏空深度和放噴壓差缺乏有效控制。

3.原裝進口RTTS-162封隔器水力錨是按普通材質套管設計的，而川東北地區生產層位所下套管都是高防硫套管，材質硬度相對較小，這樣就會導致RTTS-162封隔器水力錨錨爪與套管的鋼材硬度差太大，再加上酸化壓裂時施工壓力非常高，很容易造成水力錨錨爪嵌入套管內無法收回，造成解封困難甚至無法解封。

4.因壓井泥漿性能本身不穩定或者因泥漿與清水、殘酸直接接觸性能發生變化而造成沉淀，這也是造成壓井后解封困難甚至卡鉆的一個重要原因。

5.放噴測試時，因生產壓差控制不合理，造成鉆井過程中漏失到地層中的泥漿和巖石碎屑在試氣測試過程中因不能及時返排到地面而造成沉淀，這也是造成壓井后解封困難甚至卡鉆的一個重要原因。

6.在工藝改進前的設計中，R D安全循環閥設計的地面開啟壓力一般都比較低，因而酸壓施工時，套管打平衡的限壓就比較低，一旦遇到破裂壓力比較高的地層，酸壓施工過程中RTTS封隔器上下的壓差就會非常大，這就很容易引起失封而造成施工失敗。

二、工藝和工具改進措施

1.工具改進措施

(1）我們對原裝進口RTTS-162封隔器的水力錨進行了改造，增加了水力錨的長度和水力錨錨爪的數量并適當降低了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，又能保證在放壓后能脫得了手便于解封。

(2）對于大套管（外徑193.7 mm和外徑193.7 mm以上的套管）內進行聯作測試時，為了保證測試成功率，我們在測試工具上方的管串中加了多個扶正器（每兩個扶正器中間有1到2柱油管）。測試管柱帶了扶正器后，測試封隔器座封加壓時封隔器上部的測試油管就不會再出現大幅度彎曲，并且管柱的重心也居中了，這樣就可以有效解決由于大套管內徑和測試油管外徑之間間隙過大座封加壓時造成的嚴重不良影響。

(3）選擇合理的測試管柱結構。使用全通徑測試工具，避免節流；底部循環閥盡量靠近封隔器并有足夠大的循環通道，縮短可能產生沉淀的長度，便于解封。

2.工藝改進措施

(1）設計合理的掏空深度和放噴壓差。

對于射孔測試兩聯作需要加清水液墊進行負壓掏空的井和射孔酸壓測試三聯作需要進行液氮氣舉負壓掏空的井，都應先根據預測壓力系數和井上的實際情況計算出合理的掏空深度，避免因壓差過大造成地層回吐物太快太多，返排不及時造成沉淀卡鉆或堵塞測試管柱。

(2）測試時為了防止放噴時地層返吐泥漿材料沉淀卡槍身、堵塞管柱，在條件允許的情況下應保留足夠長的口袋，建議口袋至少保留在50 m以上；另外考慮到儲積效應的影響，建議口袋最長不超過200 m。

(3）由于受高溫高壓影響，工具密封件性能降低，接近工具工作能力極限。施工操作時，加壓要平穩、控制好放噴壓差，避免壓力突然的變化和壓力激動，引起工具失封或擠毀。

(4）進行射孔酸壓測試三聯作時，在套管抗內壓允許的情況下，適當提高R D安全循環閥的地面開啟壓力，這樣在酸壓過程中套管打平衡的限壓就可以提高，套管打平衡壓力提高后就可以減少RTTS封隔器上下的壓差，這樣酸壓施工時測試工具的安全系數就會提高，射孔酸壓測試三聯作的成功率也會相應得到提高。

(5）下測試管柱前，預先在封隔器座封位置以下50 m、以上100-200 m井段替入高粘稠化水隔離液，避免在測試結束后用泥漿壓井時泥漿沉淀在封隔器上面造成卡鉆。

(6）設計合理的封隔器加壓座封噸位，既要保證封隔器的密封性，又不能座封加壓過重，造成解封困難。

(7）在測試前調整好壓井泥漿性能，確保泥漿在高溫、高壓下的穩定性，做好泥漿靜止沉降、切力、高溫老化等試驗，只有達到性能要求后方可使用。

(8）根據地質預測和試氣測試情況，選擇合適密度的泥漿壓井，盡快將井壓穩，盡早解封封隔器，縮短壓井時間，減少卡鉆的機率，提高施工成功率。

(9）根據地質預測和試氣測試情況來判斷是否需要用堵漏泥漿堵漏壓井，在確保井控安全的前提下盡量不用堵漏泥漿。如果必須使用，則一定要調整好堵漏泥漿的各項性能，嚴格控制堵漏材料的粒徑大小。

(10）采用泥漿壓井時，一定要避免泥漿和井內清水、殘酸直接接觸造成泥漿沉淀，中間必須打稠化水隔離墊。

(11）在保證取全取準試氣測試資料的前提下，盡量縮短測試時間，這樣可以減少測試工具出問題的機率，提高測試施工成功率。

自從我們對大套管內射孔酸壓測試進行工具及工藝的改進后，測試一次成功率提高到100%。大套管內測試工藝改進后取得了明顯的效果，為同類氣井施工提供了寶貴經驗，值得參考借鑒。

[1]楊永華，王世澤，任山，趙祚培，唐瑞江.高溫高壓高含硫超深井射孔酸化測試應用實踐.油氣井測試，2008，17（2）：70.

[2]丁殿龍，孫建設，楊懷軍。APR射孔聯作工藝在深層氣測試中的應用.油氣井測試，2008，17（1）：43.