井下动态液面监测压井技术在J35－5井的应用

朱克祥

（中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司，湖北 武汉430040）

建南地区的含硫化氢天然气气井由于地层压力亏空，经常给修井时的压井施工作业带来困难，加大了井控的安全风险。在以往大多采用“灌饱”的方式给地层不断补充压井液，即便是顺利完成了施工作业，但是气井的产能却下降了。针对建南地区的天然气井，急需一个既能保证施工作业中的井控安全，又能尽可能少灌注压井液的施工作业方法。因此，本文提出了EM液面监测动态压井技术。

1 井下动态液面监测技术

施工作业中井控安全是非常重要的。由于地层的亏空，循环入井的压井液常因为负压而不会反出地面，而在井筒的某个深度相对稳定成为井下液面。在没有动态液面监测技术之前，人们无法获知井下动态液面的变化，不能做到以合理的压井液、合理的方式进行灌注，为了抑制地层流体的上窜，往往采用高密度压井液过量地进行灌注，这样的做法对地层的伤害非常大。

动态液面监测的目的相当于用眼睛看井下液面的变化状况，解决了漏失井环空液面的控制问题，可以确定合理的灌注密度、灌注量以及灌注时间。同时，对井筒动态液面的实时监测从井口转移到井下，提高了现场对油气井控制的能力，能够科学地进行灌注作业，准确地计算地层压力，确保井控安全、降低储层污染和节约压井液。

常用的液面监测方法有下钢丝带电子压力计监测和地面声纳液面监测，前者需要专用带钢丝车辆，测试时间长、存在安全隐患、不能监测环空液面；后者准确性不高、压力高时就无法监测。

现场施工作业的动态液面监测的要求是：误差小；满足现场作业实时监测要求；操作简便、对现场作业没影响；能监测动态液面；气侵关井时，能进行高压监测。EM液面监测系统基本符合了现场施工的多方面要求。

EM液面监测系统的工作原理（图1）是：①发射信号：发射枪通过压差产生声波在井筒中传播、反射；②接收处理：EM液面监测仪接收反射信号并分别处理；③信号解释：计算液面深度。

图1 EM液面监测工作原理图

2 井况介绍

J35－5井是开发井，完钻井深4 155m。预测其地层压力26.34MPa、温度92.5℃。该井酸压后投Φ56.5mm球打压3次，均未打开连通阀。分析认为：球卡在滑套上，导致油管流动通道及循环通道不通。采用套管生产方式投产，投产时油压0MPa，套压11.9MPa，在生产过程中产气量基本保持稳定，日均产气量6.95×104m3，间断性产少量水。

2011年12月，该井在进行更换管柱施工作业时钢丝在井口处提断。不压井作业起油管时，由于含硫气井对不压井设备的材质要求较高，现有作业设备抗硫等级较低，且在起管柱的放喷过程中，压力、产量均上升，作业风险高，放弃不压井起管作业，维持套管生产现状。不压井作业后，油管阻塞未解除，井筒残留两个油管堵塞器，断落钢丝2 000m。2013年7月，对该井进行连续油管打捞钢丝和射孔作业，捞出落井钢丝316.5m，在上提连续油管过程中，多次出现遇卡，最大遇卡吨位为19t不能解卡，起出后，发现马达上部拉断，井下落鱼为：马达Φ43mm×1.9m＋ 扶正短接 Φ72mm×0.1m＋ 内捞矛Φ38.1mm×0.61m＝2.61m。随后停止打捞作业，继续维持套管生产（图2）。

图2 J35－5井井身结构图

随着生产时间的延长，套管在长期生产的过程中由于遭受腐蚀，使安全风险进一步增加。同时该井不仅存在油管通道堵死、管内落物多，还有天然气硫化氢含量高、地层漏失严重、无压井循环通道等状况，经过反复论证、考察，最终选定使用井下动态液面监测压井技术对J35－5井进行复产作业施工。

3 施工关键点分析及处置措施

3.1 动管柱前压井

在动管柱压井前主要采取井下液面监测动态压井方法测取安全时间。通过实时使用液面监测系统进行环空液面监测的同时，泵车从油套环空挤入压井液至套压落零后，持续不断的给油套环空补水，在井内无气上窜的情况下观察，测取有效安全时间并监测环空液面的变化。

2014年9月3日的施工情况：8∶30－9∶30反挤活性水33m3，泵压5↓0MPa，排量350～500l／min；9∶30－4日8∶00用150l／min的排量从油套环空累计灌水100m3，井内无流体返出。此种压井方法可以保证24小时的工作安全。通过环空液面监测，液面基本维持在1 380～1 400m，根据液面监测数据计算出漏失速度大概在每小时3.4m3。

3.2 施工中压井方案

根据测得的有效安全时间，在施工中进行适当调整，增加一定的补水量，尽量缩短补水周期。同时，为了有效使用此种压井方式，必须保证水源的给水供应。具体措施如下：①每天根据施工情况，每6个小时增大排量至350l／min，每次从油套环空挤入活性水30m3，每次挤入完毕后，仍保持50l／min排量进行持续灌水。②环空液面监测，如液面深度有变化则根据实际情况进行补水。实际施工中按上述方案实施，压井效果较好。同时根据实际情况，考虑到后期排水困难，在动态液面没有大幅度下降的情况下，进行适当减少灌注量。

4 结论与认识

1）在易漏失地区修井作业施工过程中进行液面监测，有利于保证井控安全，有利于节省堵漏时间，有利于为压井作业提供依据。

2）井下动态液面监测技术操作简便，对现场作业没影响，监测位置灵活，监测误差小，可以实现环空带压监测。

3）井下动态液面监测可快速估算井底压力，判断井筒内液面变化情况，为下步措施进一步提供依据。

［1］张朝晖.采油井动态液面测量技术研究［J］.传感技术学报，2007，20（5）：1180－1183.