深層氣水平井連續油管輸送測壓工藝及測試效果評價

朱立江

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司　黑龍江　大慶　163153)

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深層氣水平井連續油管輸送測壓工藝及測試效果評價

朱立江

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司黑龍江大慶163153)

摘要：通過連續油管輸送存儲式電子壓力計進行壓力-溫度測試，了解水平段壓力梯度情況，為氣田合理開發提供依據。敘述了應用連續油管進行水平井測試的技術關鍵、工具配套及取得的認識，驗證了工藝的可行性和增加測量時間的必要性。

關鍵詞：連續油管；存儲式儀器；測試工藝；測試曲線分析

0引言

近些年，大慶油田不斷探索新技術，開鉆300多口水平井。水平井成為大慶油田二次開發的重要措施之一,在油氣田開發調整中越來越受到重視。但受水平井測試工藝技術落后的制約,開發動態分析資料欠缺,動態分析手段不全,導致增產措施選擇及實施無依據,影響開發效果[1]。

同樣氣井水平井壓力資料對油氣田開發起到至關重要作用，根據不同區塊地質條件及丼況選擇氣井定點測試掌握開發情況及氣層信息。常規的油氣井資料錄取是在垂直井筒或斜度不大于45°井筒內完成的，測試方法利用鋼絲吊測，采用存儲式測試儀器下入預定的深度完成作業。當井斜大于45°時重力不能正常引導，必須使用萬向節、滾輪、加重桿等一些特殊方法、工藝。當井斜超過60°時，可以采取井下牽引器輸送方法。使用牽引器需與測井電纜連接，在其下端連接測井儀器，垂直井段靠儀器自然重力下放，儀器遇阻以后，通過測井電纜供電來控制牽引器開始工作，由牽引器提供動力將儀器推送到水平目的段，靠測井電纜上提儀器進行測井。其缺點是：輸送動力較小、對井筒技術條件要求較高(套管內徑規則、井筒內無雜物等)、只能進行上測或點測、施工風險較大。測試儀器下入井段越深，所測數據量越大。

連續油管輸送測井彌補了常規鋼絲繩及電纜測井的這一缺陷，利用連續油管攜帶測壓儀器，可把井下工具推送到大斜度及水平井段的較深位置進行測試，其優點是：具備儀器輸送動力較大、成功率高、深度控制方便、可以過油管作業。

1連續油管傳輸技術簡介

連續油管(Coiled tubing)是用低碳合金鋼制作的管材，有很好的撓性，又稱撓性油管，一盤連續油管長幾千米。可以代替常規油管進行很多作業，連續油管作業設備具有帶壓作業、連續起下的特點，作業周期快，成本低。該技術能夠有效地保護油氣層，有利于油氣層的及時發現，能夠提高油氣井的產量。連續油管作業機是連續油管輸送技術的核心設備，包括動力系統、控制系統、井控系統、注入頭和連續油管卷筒等5大部分。連續油管注入頭主要作用是提供推、拉起連續油管和載重。注入頭由兩臺同步的可反向旋轉液壓馬達驅動鏈條，以帶動夾塊夾住連續油管上下移動，并可以通過更換夾持塊以適應不同尺寸的連續油管[2]。連續油管測井又稱為撓性管測井，可用于大斜度井和水平井測井技術[3]。井口采用一套液壓注入系統提供動力，將連續油管輸送入井，把儀器送達目的井段，并由連續油管上提或下放帶動儀器完成測井。圖1所示為連續油管測井系統示意圖，圖2所示為連續油管測試井口裝置。

圖1　連續油管測井系統示意圖

2連續油管傳輸測試工藝的實現

為了達到深層氣水平井測試方案設計要求，根據徐深X-平X井下工具情況，選用是2 in(50.8 mm)連續油管，加工設計必要連接短節及壓力計護筒。

2.1連續油管與下井儀器配接

為把連續油管配接井下儀器，而且耐壓指標及抗拉力要達到施工要求，制作連續油管內環壓密封短節如圖3所示，一邊內環壓帶有高溫密封盤根配接2 in連續油管，一邊通過絲扣配接高精度壓力計儀器護筒。儀器護筒底部帶有圓錐度倒角，避免儀器受到直接沖擊損壞儀器。

圖2　連續油管測試井口裝置

圖3　連續油管內環壓密封短節

考慮施工安全，以及減少連續油管內、外壓差，避免帶有一定壓力的井內物質(氣體、液體及固體雜質)進入到連續油管內部，同時也防止連續油管內的流體流入丼內造成影響。現場施工中連續油管先由泵車打滿水，安裝好連續油管內環壓短接，用泵車進行憋壓試驗，泵車打壓至20 MPa,0.5 h無滲漏。從而確保下一工序的正常進行。

2.2井下儀器護筒

為了完成測試需求，測試壓力計被設計在連續油管最下端，由于水平井井下情況惡劣，為保護高精度存儲式井下壓力計儀器，加工了井下儀器護筒，以滿足水平井測試強度和軔性施工要求。選用T304鋼加工儀器護筒，其具有耐腐蝕性、耐熱性、低溫強度、機械性能良好。兩只儀器護筒之間采取軟連接，護筒安裝緩沖彈簧保護儀器。

3施工井基本情況介紹

徐深X-平X井為大慶油田深層氣水平井，2010年10月投產，初期油壓19.2 MPa，套壓19.4 MPa，日產氣6.0×104m3，日產水3.0 m3。目前油壓5.8 MPa，套壓6.1 MPa，日產氣3.5×104m3，日產水3.2 m3。截止2015年3月，累計產氣0.58×108m3，累計產水0.28×104 m3。該井3 210 m為水平井造斜段，3 728 m(井斜79°)以下為水平段。井下有安全閥、封隔器等完井工具，安全閥為擋板結構，內徑57.78 mm，深度99.13 m。歷年生產情況見表1，井下管柱結構如圖4所示。

表1　徐深X-平X井生產情況表

圖4　徐深X-平X水平井井下管柱圖

4測試曲線效果分析

根據徐深X-平X井下條件，為了準確錄取到合格的測試資料，優選兩支SPARTEK高精度壓力計進行測試，可同時測量和存儲溫度和壓力兩個參數。通過對測量資料前后對比，對測試結果進行分析。井溫測井可以確定出氣層位。當氣體從高壓狀態進入低壓狀態時，由于氣體分子的擴散，要克服引力體積膨脹而吸熱，在油井出氣口附近形成溫度異常。用溫度儀測量這個異常變化，可以確定出氣口。油井出氣層段在梯度井溫曲線均有明顯的顯示，各條微差井溫曲線也都有負異常。負異常隨生產油嘴的加大而更加明顯，該層段就是要尋找的出氣層位[4]。

此次應用的是試井電子壓力計存儲式技術。電子壓力計試井工藝是在生產井中下入高精度的電子壓力計，通過改變生產制度，在井中的電子壓力計記錄壓力變化；施工結束后，提出壓力計，在是室內將實時記錄或地面回放的壓力數據在計算機上應用專業試井解釋軟件進行處理，求出各種地層參數[5]。

4.1以往測試情況

該井自2013年6月以來到2014年12月先后進行了4次流壓測試，未進行靜壓測試。通過歷次測試結果得知，原始地層壓力36.0 MPa/3 100 m，地層溫度129.4℃/3 100 m。詳見表2。

4.2本次測試資料情況

本次采用連續油管輸送工藝進行靜壓靜溫梯度測試，整個施工過程歷時15.3 h。測量井段從井口到3 850 m直井段，比常規測試多下了715 m。錄取到了直井段10 m、500～3 000 m(每500 m停留10 min)、斜井段及水平段3 200 m、3 250～3 800m(每50 m停留20 min)、3 850 m(井斜82.6°，停留30 min)壓力和溫度數據。對比以往測試方式，連續油管下入水平井段深，測量井段數據量大。記錄的數據見表3。

表2　歷次測試解釋結果表

表3　徐深X-平X井記錄的原始壓力和溫度數據

4.3曲線分析及評價

圖5和圖6所示是本次測量的原始曲線。由于連續油管下放井段時間長，對測試點的壓力測試10 min，壓力沒有完全恢復穩定，壓力由高到低差異明顯，高低差異約有0.12 MPa壓力差；在3 200 m以下斜井和水平段，壓力差約為0.08 MPa，壓力才恢復平穩；而在3 850 m測量時壓力差很小，達到穩定狀態。分析原因為在直井段，連續油管下放500 m后對井內溫度擾動較大，測量10 min，壓力上、下差異大；在斜井和水平段，各測點連續油管下放50 m，測量數據20 min，連續油管擾動因素降低，在最后一點3 850 m，測量時間為30 min，數據相對穩定。

圖5　測量原始圖

連續油管運動對壓力測試有一定干擾。連續油管測試資料穩定性與下放深度間隔、下放速度和梯度測試時間有關，下入深度間隔越小、速度越慢、停測時間越長，連續油管擾動就越小，測試資料越穩定。

5結論

通過該井測試，驗證連續油管測試深層氣施工工藝可行性,有效解決大斜度井及水平井測壓問題。連續油

圖6　測量原始段放大圖

管測試同其它測試方式相比具有可測量井段最大化優勢，在測試結果上所獲取資料數據量大，解釋結果好。連續油管下放過程中對測量地層壓力有一定擾動，可以通過延長測量時間來克服擾動影響因素。該工藝為水平油、氣井合理開發提供一條新的技術途徑。

參 考 文 獻

[1] 張河，易曉東.水平井連續油管測試系統研制與應用[J].中國石油和化工標準與質量，2012,32(15):139.

[2] 韓秀明.淺談連續油管技術的現狀與發展[J].石油管材與儀器,2015,1(2):1-2.

[3] 趙政璋,吳奇,張國珍.測井監督[M].北京:石油工業出版社,2011:329-335.

[4] 《測井學》編寫組.測井學[M].北京:石油工業出版社,2011:547.

[5] 丁強國,王溫桃.電子式壓力計存儲式試井工藝常見問題及解決方法[J].油氣井測試,2010,9(2):70-72.

Pressure Test technology and Its Result Evaluation by Transporting the Gauge Through Coiled Tubing in Deep Gas Horizontal Wells

ZHU Lijiang

(Logging and Testing Services Company,Daqing Qilfield Co.Ltd.,Daqing,Heilongjiang 163153,China)

Abstract：The storage type electronic pressure gauge is transported through coiled tubing to test the pressure and temperature,which can get the paragraph level pressure gradients data and provide the reasonable basis for the gas field development.The key technologies,tools and experience from the application of coiled tubing in horizontal well test were described.The results verified the feasibility of the process and the necessity of increasing the measurement time.

Key words：coiled tubing;storage type instrument;test technology;test curve analysis

第一作者簡介：朱立江，男，1968年生，工程師，2007年12月畢業于吉林大學軟件工程專業，獲碩士學位，現在大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司從事現場技術工作。E-mail:dlts_zhulj@petrochina.com.cn

中圖法分類號：TE357

文獻標識碼：A

文章編號：2096-0077(2016)03-0070-04

(收稿日期：2015-12-23編輯：韓德林)

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