川东北高温高压含硫气井完井测试技术

摘 要：川东北地区蕴藏着丰富的天然气资源，并且具有高产（天然气无阻流量最高达100×104m3/d及以上）、高压（50～120 MPa）、高含H2S（5%～40%）和井深（5000～7500 m）的“三高、一深”特点，试气测试施工难度大，对试气测试工艺技术要求高，经过多年不断的实践和完善，逐渐配套完善了超深、高温、高压、高含硫井下测试工具和地面试气流程。本文通过介绍常用的测试技术，有助于进一步推广和提高超深、高温、高压、高含硫气井测试的一次成功率。

关键词：APR测试 HP阀 OMNI阀 气举

中图分类号：TE927 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0047-02

川东北油气田以产天然气为主，普遍具有压力高、温度高、H2S高、产量高等特点，给试气测试工作带来了巨大的挑战。经过多年了摸索，逐步形成多项完井测试联作技术。四川常把井深4000～6000 m的井叫做深井，而把超过井深6000 m以上的井叫做超深井。相应来讲，超深井试气就是指井深超过6000 m井的试气。超深井具有地层压力大，地层温度高的特点。目前国际上把超深井试油叫做高温高压井测试。高温高压井测试（国外简称HTHP）指在恶劣条件下井的测试，一般规定了一定的压力和温度界线。比如哈里伯顿公司HTHP指：压力70 MPa以上，温度150 ℃以上，含H2S、CO2。而斯伦贝谢公司HTHP指：压力105 MPa以上，温度210 ℃以上。我国目前规定：当地层压力大于或等于100 MPa或地层温度大于或等于150 ℃，含H2S大于或等于3%，含CO2大于或等于3%的油气井测试叫做高温高压井测试。

1 裸眼测试技术

1.1 采用带OMNI阀（带球阀）APR测试工艺

测试管柱结构（自上而下）：悬挂器+防硫油管+断销式反循环阀+防硫油管+OMNI阀（带球阀）+RD安全循环阀+电子压力计托筒+VR安全接头+RD循环阀+RTTS封隔器+防硫油管+接箍。

工艺流程：管柱中的OMNI阀在下井的时候循环孔出于开启位置，球阀关闭。当封隔器坐封后，采用CMC稠化水将OMNI阀循环孔以上井筒泥浆全部替出，然后油管正注液氮，通过套管返出液量计算油管掏空深度，之后通过操作环空压力关闭OMNI阀循环孔，即可进行测试。

工艺特点：利用一趟管柱，实现了替浆、气举、测试联合作业。

1.2 采用带HP阀APR测试工艺

测试管柱结构（自上而下）：悬挂器+防硫油管+断销式反循环阀+RD安全循环阀+HP测试阀+液压旁通+RD循环阀+RTTS安全接头+RTTS封隔器+压力计托筒+筛管+防硫油管+丝堵。

工艺流程：管柱中的HP阀处于关闭状态，下钻过程中油管内加液垫，设计合理的掏空深度，当封隔器坐封后，油管打压打开HP测试阀，即可进行测试。

工艺特点：该工艺适宜于清水压井测试的井，也可以进行注液氮进行吞吐排液。

1.3 采用带OMNI阀（不带球阀）APR测试工艺

测试管柱结构：悬挂器+防硫油管+OMNI阀（不带球阀）+RD安全循环阀+压力计托筒+RD循环阀+震击器+RTTS安全接头+ST旁通+RTTS封隔器+防硫油管+接箍。

工艺流程：OMNI阀的循环孔以开启的状态入井，并且球阀部分被去掉。当管柱坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI阀循环孔以上井筒内的泥浆，对于地层压力高的井通过操作环空压力关闭OMNI阀，即可进行测试；对于地层压力低，排液困难的井，油管正注液氮，根据套管返出液量，计算油管掏空合理的深度，再操作环空压力关闭OMNI循环孔，随后测试作业。

工艺特点：利用一趟管柱，实现了替浆、气举、测试的联合作业。在替浆控制好泵压和回压，使液柱压力大于地层压力，防止地层流体侵入井筒；在注液氮不能将液氮替至环空。

1.4 采用带OMNI阀（不带球阀）+HP阀的APR测试工艺

测试管柱结构：悬挂器+防硫油管+OMNI阀（不带球阀）+RD安全循环阀+电子压力计托筒+HP开关阀+RD循环阀+震击器+RTTS安全接头+ST旁通阀+RTTS封隔器+防硫油管+筛管+防硫油管+丝堵。

工艺流程：OMNI阀的循环孔以开启的状态入井，并且球阀部分被去掉，HP开关阀以关闭的状态入井。当封隔器坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI阀循环孔以上井筒内的泥浆，关闭OMNI阀循环孔，油管加压打开HP开关阀，即可进行测试。

工艺特点：利用一趟管柱，实现了替浆、气举、测试的联合作业。管柱结构有OMNI阀（不带球阀）+HP阀，在替泥浆的过程中，地层流体不会因为液柱压力的下降侵入井筒，若后期排液困难可以操作OMNI阀进行气举排液。

2 多项APR测试联作工艺技术

2.1 射孔测试联作工艺

测试管柱结构：悬挂器+防硫油管+定位短节+防硫油管+定位短节+防硫油管+RD安全循环阀+防硫油管1根+LPR-N阀+压力计托筒+液压旁通阀+RD循环阀+RTTS安全接头+射孔传压旁通+RTTS封隔器+射孔筛管+射孔旁通+防硫油管+纵向减震器+防硫油管+压力起爆器+射孔枪+下部压力起爆器。

工艺流程：下钻过程中，LPR-N阀处于关闭状态，向油管内加部分清水液垫，在油管、测试工具抗外挤强度允许的情况下尽量掏空，形成负压，通过环空打压，引爆射孔弹射孔和打开LPR-N测试阀，开井后诱使地层的流体进入井筒，进而喷出井口，实现诱喷的目的。通过放掉环空压力来关闭LPR-N阀实现地下关井，测地层压力恢复。

工艺特点：通过环空打、放压实现LRR-N阀的开启和关闭，试气测试过程中不用动管柱，井口安装采气树，确保了井口的安全，操作方便。

2.2 射孔酸压测试三联作工艺

测试管柱结构：悬挂器+防硫油管+伸缩节+防硫油管+伸缩节+防硫油管+定位短节+防硫油管+定位短节+防硫油管+OMNI阀（不带球阀）+RD安全循环阀+压力计托筒+液压旁通阀+液压震击器+RD循环阀+RTTS安全接头+RTTS封隔器+防硫油管+纵向减震器+防硫油管+射孔筛管+压力起爆器+射孔枪+下部压力起爆器。

工艺流程：OMNI阀的循环孔以开启的状态入井，并且球阀部分被去掉。当管柱坐封以后，上面的一组伸缩节处于拉伸状态，下面的一组伸缩节处于压缩状态，油管替酸至OMNI阀上方500 m，然后操作环空压力关闭其循环孔，环空打压对封隔器进行验封，保持环空压力，油管加压射孔，随后进行酸化（酸压）、排液、测试作业。求产结束后，考虑到测试工具及管柱的承受压差，先进行地面关井，等井口压力恢复到一定值时打开RD安全循环阀破裂盘，清水洗井脱气后井口蹩压地下关井测压力恢复。测压力恢复结束后，采用合适密度的压井液打开RD循环阀进行堵漏压井、解封、起出测试管柱。

工艺特点：利用一趟管柱，直接实现了射孔、酸化（酸压）、测试三联合作业，减少了起下工具次数和压井次数，减小了地层污染，节约了测试时间和成本，经济效益十分明显。采用酸液压井，油管加压引爆射孔弹，并将此压力维持一段时间，克服了射孔对地层造成的压实污染，利用射孔弹引爆时产生的聚能将地层压开，改善射孔井段周围的渗流条件，从而达到改善完井效果，提高油气井产能的目的。在具体施工中需要注意的问题是：酸液的低替量要计算准确，不能将酸液替至环空；在向地层挤酸的过程中，套管打好平衡压力，防止套管压力过高打开RD安全循环阀，控制封隔器承受压差在耐压差的80%之内，防止封隔器发生刺漏；在排酸液和求产的过程中，井筒温度会发生变化，导致环空压力的上升和下降，在施工作业期间要密切注意环空压力，随时补充和释放压力，使其保持在合理的范围，要防止OMNI阀换位及打开RD循环阀。该工艺技术针对性强，管柱结构简单适用，在川东北具有广阔的应用前景。

2.3 酸压测试联作工艺

测试管柱结构：悬挂器+防硫油管+OMNI阀+安全循环阀+压力计托筒+液压旁通阀+液压震击器+循环阀+RTTS安全接头+RTTS封隔器+防硫油管+筛管+防硫油管1柱+筛管+丝堵。

工艺流程：OMNI阀的循环孔以开启的状态入井，并且球阀部分被去掉。当管柱坐封以后，先采用CMC稠化水替出OMNI阀循环孔以上井筒内的泥浆，然后油管低替酸至OMNI阀以上500 m，再操作环空压力关闭OMNI循环孔，环空打压对封隔器进行验封，随后进行酸化（酸压）、排液、气举、测试作业。

工艺特点：利用一趟管柱，实现了替浆、酸化（酸压）、气举、测试的联合作业。在替浆和替酸的过程中，控制好泵压和回压，使液柱压力大于地层压力，防止地层流体侵入井筒；在酸液的低替量要计算准确，不能将酸液替至环空；在排酸液和求产的过程中，井筒温度会发生变化，导致环空压力的上升和下降，在施工作业期间要密切注意环空压力，随时补充和释放压力，使其保持在合理的范围。

3 结论及建议

（1）对于川东北地区“三高、一深”特殊的地质条件，要优化测试管柱结构和施工程序。

（2）测试工具运送至井场，按照标准进行试压合格，调试正常后方可入井。

（3）增加RTTS封隔器水力锚的有效长度和水力锚锚爪的数量，并根据相应材料试验结果适当降低水力锚锚爪钢材的硬度，这样既能保证水力锚锚爪在高压时能抓得牢套管防止管串上窜，又能保证在测试后期便于解封，防止因封隔器原因造成的卡钻事故。

（4）在测试工具上部300 m采用外径89 mm×壁厚9.52 mm防硫油管，防止在酸压、排液、求产过程中产生压力波动使下部油管发生弯曲变形。

（5）采用射孔酸压测试三联作工艺时，套管先打平衡压力，然后进行油管加压射孔，防止射孔时瞬间产生的聚能压力使封隔器胶筒刺漏。

（6）由于OMNI阀的不同的功能状态能够通过对环空的反复加、泄压操作而循环呈现，因此，除了在测试之前利用OMNI阀进行替酸作业以外，在测试期间也可以利用OMNI阀进行注液氮气举助排，但是要尽量减少OMNI的循环周。

（7）常规的APR测试管柱中加入了OMNI阀，可以利用一趟管柱完成射孔、测试、酸化、气举排液等多项功能，形成了功能齐全完井测试技术，应用范围将得到进一步推广使用。

（8）对于压力系数低的井，测试期间需要进行气举时，在操作OMNI至循环位后，油管正注液氮掏空后，在操作关闭OMNI阀的过程，可能出现地层漏失严重，套管打压时升压缓慢，难以达到操作OMNI阀的操作，使工具失效。对于这样的层位最好采用注液氮进行吞吐排液。

（9）尽量缩短测试时间，从测试管柱下入到起出时间控制在15天内为宜，防止时间过长测试工具失去其性能。

（10）在5-3/4″的套管内测试，连接工具间油管采用2-7/8″防硫油管及短节，在在7″或7-1/2″的套管内测试，连接工具间油管采用3-1/2″防硫油管及短节，以防万一发生测试工具卡钻，便于后期复杂情况处理。

参考文献

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[3]李四江，于广辉.在测试管柱中使用OMNI循环阀值得注意的几个问题[J].油气井测试，2005（1）.