川东地区高压含硫气井试气工艺技术.doc

中石化南方公司海相钻井及深井固井技术研讨会材料川东地区高压含硫气井试气工艺技术四川石油管理局钻采工艺技术研究院二OO六年二月川东地区高压含硫气井试气工艺技术项培军贺秋云摘要：川东地区主要以产天然气为主，普遍存在的含硫、高压、深井的难点给试气工作带来了非常大的挑战四川油气田针对这些特点不懈努力，经过3（）年的科研攻关和实践总结, 配套完善了井下测试工具、地面测试设备等试气技术装备，形成了负压射孔〜测试〜酸化〜APR/POTV测试联作、高压高含硫大产量气井地面测试计量、多级注入的峻压改造等系列试气 工艺技术，利用这些技术成功地完成了 B1井深井（6006m）高压（地层床力124MPa）完井试 气，LJ11H井高含硫（130g/m3）高产（302X 104 nF/d）气井的试气和封隔器完井作业本文较 系统地总结了四川油气田在川东地区高温高压含硫气井应用的试气工艺技术，并列举了一些典型的井例，对进一步提高四川盆地高温高压含硫深井试气技术水平有着重要意义单位:四川石油管理局钻采工艺技术研究院地址:四川省广汉市中山大道:0838-5151346邮箱:SWTC251@263. net+川试气工艺技术发展概况1. 装备情况四川油气田于1976从美国年引进莱茵斯测试工具、1979年引进江斯顿多流 测试器（MFE）和相应的测试工具，开始开展钻杆中途测试（DST）,最初只是进 行常规的裸眼支撑式坐封和套管内坐封测试，工具适应井眼少，工艺技术相对 简单。

1996年引进了哈理伯顿工作压力70MPa/105MPa.工作温度180C、抗硫的 5〃和3-7/8〃 APR工具、5〃 HST工具、GRC电子压力计和地面测试工具，并将 这些工具迅速地投入到现场使用，加快了四川高压含硫气井测试技术的发展， 使川东地区高温高压含硫深井测试技术提高到了一个新的台阶2000年以来，四川石油管理局、西南油气田公司进一步加大了测试装备的 投入，先后引进了深井试气设备、高温高压（HPHT）和膨胀式测试工具而且 随着国内测试工具、设备和仪器仪表加工技术的提高，也加快了国内设备的配 套步伐，技术装备得到不断的充实、完善重组以来，西南油气田公司加大了 高压、含硫气藏和深部气藏的勘探开发力度，针对勘探开发过程中遇到的难题 和生产急需，我们有的放矢的开展了高温、高压、含硫化氢气井的试气工艺技 术研究工作，使试气技术得到了快速发展，形成了以地层测试工具为主体的试气 工艺技术四川气井试气工艺技术经过30年的发展，配备了较为齐全的井下测试工具 和地面测试设备井下工具：除了 常用的 3-7/8〃 APR、5〃 APR、5〃 HST、3-7/8〃 HST、5〃 POTV、 5〃膨胀式工具外，还有小井眼测试用的3-1/8" APR、3-1/8〃 MFE高温高压测 试工具，以及酸化替液等用的多功能循环阀等。

除了常用的13-3/8" —9-5/9〃 一7〃 一5-1/2〃 一5〃系列套管及12-1/4〃 一8-1/2〃 一6〃裸眼井用的封隔器 外，还配备了 5〃厚壁、5-3/4〃、7-5/8〃、10-3/4〃等不常用的套管测试所需 的封隔器等配套工具井下工具工作压差最高达105MPa、静压强度达172MPa, 最高工作温度达204C;井下压力计：除了常用的机械压力计外，还有量程105MPa. 140MPa. 172MPa 的高温高压电子压力计,如105MPa. 140MPa的PPS压力计;105MPa. 140MPa、 172MPa的DDI电子压力计；172MPa的的哈理伯顿高温高压电子压力计等地面设备：配备了进口的105MPa地面测试计量设备，包括105MPa 3 1/16〃 ID防H2S测试树、105 MPa防PGS井口除砂器、105MPa防H2S ESD系统、48〃 xl5，lOMPa防 晞 卧式三相分离器等配套设备同时，自主研制配套了 105MPa、 70MPa的国产地面测试计量设备，主要包括105 MPa防H2S测试井口除砂器、 105MPa /70MPa防H?S节流管汇、lOMPa防H」S卧式两相分离器、35MPa防 晞 热 交换器和数据自动采集系统等配套设备。

2. 技术水平四川气田近几年加大了科研攻关力度，先后开展了《深井、高温、高压含 硫化氢储层的试气配套技术研究》等多个项目研究，在这些勘探前期研究项目 的带动和促进下，试气工艺和配套装备得到了快速发展，形成了一套针对四川 盆地尤其是川东高压深井、含硫化氢气井的试气工艺技术，初步解决了深井、 高温、高压含硫化氢储层的试气问题通过这些新技术、新工艺的应用，成功地完成了 B1井、LY1井、LJ11H井、 BN1井等一批高压高含硫深井的试气作业，发现了川东铁山坡、渡口河、罗家寨 等一批重点气田♦试气单井最高产量302. 1 4 x 1 04m3 /d （LJ11H井）；♦最大井深6063m （WK1井）；♦最高地层压力124MPa （Bl井）；♦最高测试温度192C （ZS1井）；♦最高 H2s 含量 244g/m3（D3 井）；♦最长裸眼井段2869m （ BJ1井）;♦最大井斜5218〃 （WQ5井）；♦最大测试液密度2. 5g/cm3 （ A6井）;二、技术成果及应用情况1.复杂条件下中途测试技术除常规裸眼支撑和套管悬挂测试技术得到大力推广应用外，一些特殊的中途 测试技术也在近些年得到了大力发展和应用。

1）裸眼选层锚跨隔测试技术裸眼选层锚跨隔测试技术，就是测试管柱中设置两个裸眼封隔器，在下封 隔器以下安装选层锚，封隔器下到预定深度旋转管柱坐封，选层锚直接悬挂在 井壁上，封隔器不需要尾管支撑，产层在两个封隔器之间，解决了尾管偏长的 裸眼井测试问题2）裸眼膨胀式测试技术膨胀式测试工具封隔器胶筒长，且可密封井径大，是目前解决碎屑岩地层 裸眼井径不规则测试较为有利工具其工作原理是：利用钻杆将膨胀式工具下 人预定的井深后，地面转动井内钻杆，钻杆带动膨胀式测试工具中的膨胀泵工 作并向膨胀式封隔器提供液压，使封隔器膨胀坐封、封隔井眼，然后下放钻杆、 加钻压打开测试工具中的测试阀，使封隔器以下地层中油气水通过钻杆水眼流 到地面，对油气水产量、压力、温度进行测试随着勘探开发需要，出现了越来越多的大井径段需测试情况，可用于6〃〜12-1/4〃 井眼3）高密度下套管中途测试技术在探井钻井过程中，部分井产层压力系数高达2以上，地层压力高为取得产层流体性质、产量，为完井决策提供依据，其中途测试的意义重大由于井 内为高密度钻井液，给测试带来了非常大的困难，为保证井口、管柱、封隔器 的安全，测试中要求提高封隔器承受压差，井下测试阀开关操作准确到位，做 好井口和地面压力控制，防止测试管柱堵塞和固体颗粒高速冲蚀损坏地面测试 设备，造成安全事故。

LY1井中途测试钻井液密度达2. 30g/cm\井下钻井液液柱压力lOOMPa,利 用7〃 RTTS封隔器+APR+OMNI阀+油管作为测试管柱,测试地层压力88. 496MPa （测点井深：4348.66m）,井口流动压力57. 5MPa,测试获天然气111 x 104m7do 快速、简便、安全地完成了替液、管柱试压、测试等作业2.负压射孔~测试~酸化~ APR/POTV测试联作技术有些储层录井和电测解释不好，地层情况不明确的情况下，无法确定是否需 要进行酸化改造的这类井，采用负压射孔~测试〜酸化〜APR/POTV测试联作技 术，先完成射孔、测试作业，取得地层流体性质和产量资料，若需要对产层进 一步酸化改造，则利用原测试管柱，直接对测试层进行酸化作业，然后再测试, 取得准确的测试层地层参数多口井的实践证明，这种工艺取得了很好的效果, 避免了射孔后直接酸化造成的底水压开或水层进一步沟通的发生应用优点♦整个作业只需一趟管柱，就可完成射孔~测试和酸化〜再测试的工作既可满足对储层认识的需要，也可满足进一步酸化改造的要求♦节约了大量的作业时间，避免了多次压井对地层的伤害，更好的保护产层♦酸化前后两次测试对比，可以更准确、直接地了解酸化效果。

HL9井试气♦施工工艺先进行负压射孔~ APR测试联作，然后根据测试结果决定利用原管柱进一步酸化和测试♦施工结果酸化前：进行了两开两关测试作业，出口见微弱气泡，点火未燃，未出地 层水酸化规模：188.61m3,混注液氮7. 5m\酸化后：进行了三次开关井，获天然气测试产量7xl04m7do3. 超正压射孔〜酸化〜测试联作技术超正压射孔~酸化~测试联作技术，是近年来发展起来的一项新技术超 正压射孔是指由聚能弹的射孔流产生的压力以远大于地层破裂压力的条件下产 生射孔孔道和裂缝理论上，这种孔道和裂缝不稳固，以往的负压射孔会使这 些裂缝迅速关闭，造成射孔孔道局部或全线坍塌若在裂缝形成后保持足够的 正压力(一般在地层压力的1.5倍以上，故称超正压)不但会使射孔孔道更加 稳固，而且高速的造缝酸流体能对裂缝表面产生侵蚀，提高裂缝的导流能力对比负压射孔而言，负压射孔受渗透率差异的影响，相对渗透率较低的地方 其射孔孔道可能得不到清洗而超正压射孔则不受渗透率差异的影响，它能使 酸流体瞬时高速清洗射孔孔道图1是这两种方式的裂缝示意图寒大姬应力方向寒大姬应力方向图1 超正压射孔(A)与负压射孔(B)形成的孔道裂缝示意图通过超正压射孔~酸化~测试联作技术，既能提高射孔效果，又降低了操 作费用。

一趟管柱完成射孔、酸化、测试三项作业，不仅可以减少起下管柱的次数，提高作业效率；还可以避免分步作业对储层造成二次伤害，保护油气层从而提高探井完井试气的效率，促进整体勘探效益的提高管柱种类目前共有两类超正压射孔~酸化~测试联作管柱由于两类管柱的功能目 的不一样，所以其设计方式、具体管柱结构和功能特点都有所不同第一类管柱：超正压射孔~酸化~ APR测试联作管柱这种管柱是针对探井 试气时用的测试管柱，作业完后循环压井，起出整个管柱第二类管柱：超正压射孔~酸化〜永久封隔器完井试气管柱这种管柱是 试气、生产合一的管柱，试气后管柱不起出来，作为以后的生产管柱应用优点♦利用超正压射孔揭开产层求得的表皮系数一般为负值，起到了减小流体 流动阻力，增大井口油气产量的目的♦超正压射孔开启并延伸诱导裂缝，其穿透深度可达到几米以上，若裂缝 壁面出现一定的错位、储层微粒的自支撑作用等诱因，能够形成一定导流能力 的裂缝，从而提高油气井产量♦利用超正压射孔产生的高压脉冲压开地层，沟通天然裂缝，再进行酸化 作业，形成裂缝的长度和导流能力都大幅提高，提高近井地带的渗流能力♦减少储层伤害次数，有利于储层保护♦缩短试气周期，提高生产时效。

♦在中低渗（高污染）的油气井中使用效果更加明显2002年在LJ7井首次应用了超正压射孔~酸化~试气联作新工艺，在电测解释产层较薄认为不太可能获得高产工业气流的情况下，试气获得日产40余万 方的高产工业气流，应用效果非常明显随后该项技术得到了推广、应用，在 TD100井、HL9井以及BN1井的完井试气中均取得了很好的效果4. 高温、高压、含硫、深井测试技术高温、高压、含硫、深井完井试气存在的井深、油层套管强度低、地层压 力高、温度高、产能难预测的矛盾非常突出，给射孔、酸化、油管及测试工具 的选择、压井等试气全过程的各个工序的施工都带来极大的困难因此在高温 高压含硫深井测试中井下试气管柱的设计、操作压力的设置、工序的合理化等 都应充分考虑，任何失误都是致命的开展了《含硫气田高温高压深井测试技术研究》、《碳酸盐岩探井及时发现 气层的配套应用技术研究》。