油气田大井裸眼测试技术研究

李召 张传政

摘 要：裸眼测试技术是当前油田广泛应用的探测技术之一，通过下入测试工具抽取地层流体样品以及对地层压力等数据进行测试，除具备试油功能之外，还能正确评价储集层流体性质，进而提前预知油气分布规律，由于该项技术对试油方案的制定具有重大影响，因此其应用前景十分广阔。

关键词：油气田；大井；裸眼测试技术

中图分类号： TQ023 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-155-2

0 引言

近年来，多数油气田大井开发都应用裸眼测试技术，目的在于快速、有效获取地层资料且能获取多个储集层的流体样品。还可在短时间内直接测定多层和单层流体压力、性质、地层渗透力和储集层样品，对后期制定试油方案都起着积极的促进作用。

1 油气田大井裸眼测试相关问题分析

油气田大井裸眼测试中常见斜井、长裸眼和井眼等情况，尤其更加突出温度四效应、鼓胀、螺旋弯曲、管柱活塞，主要存在以下问题：①地层或开井下滑无法用封隔器封住；②不合理的测试工作制度，不配套的地面流程影响录取资料正确性。③下钻遇到困难，增加解封难度。④测试阀开关工具刺漏或失去灵活，操作失误。

2 油气田大井裸眼测试改革方式

裸眼测试涉及较多的因素，经全面分析得知，应从内部和外部两个方面解决问题，其中从内部方面对测试工具仪表性能和工作制度进行集中改进，外部方面则主要调整井眼、井壁和泥浆等，第一，测试制度革新。改革制度将当前的广泛应用的二开一关取代传统的三开二关，尽量使一开能落实关进测地层压力物性资料和产量，用稠化水垫取代液垫，必要时可运用氮气垫调整压差。测试时间取决于资料和地层物性，可适当地增加尾管长度、测试压差和测试时间。在增加尾管过程中要充分考虑其是否会受岩、弯曲、井眼和井壁的影响，特别是部分流动的盐膏层塑形较易导致卡钻、套管等挤压事故。对于坐封位置的选择，一般裸眼井坐封会尽可能选择在碳酸岩石、粘土岩、变质岩、碎屑岩等，以规则井眼岩性致密井段为主，自然R会高于基值，有较高的自然电位。第二，改进测试灌柱结构。通过择优选择相关配件提高MFE系列测试工具性能，分析各类测试工具特点得知，一般油气田大井裸眼测试工具会分为以下四种情况：①HST测试工具会应用在井深3500m以上和压差大于30MPa井段。②MFE工具应用在井深3500m以内和压差小于30MPa。③采用膨胀泵测试无法支撑的尾管。④高温度和高地层压力的井下测试阀，通过改变测试管柱结构和将部分测试工具放置在预定位置，根据井眼加工定做不同尺寸性能的托盘、胶筒、封隔器等相关工具配件。不同测试方式也有不同的特点，例如MFE测试技术能满足常压、常温测试，将高温件更换后能大幅度提升性能，然而摩阻大时以及薄弱的取样器增大开关操作难度，换位系统在复合套管和组合钻具中较易出现问题。下RD阀测试或不带阀测试适用于超高温、高压裸眼层测试，只能井下或地面单次关井，录取资料时不详细。膨胀泵式可满足裸眼跨隔测试需求，然而其对工具操作、泥浆以及井眼有较高的标准。第三，提高测试工具稳定性。通过对硅橡胶、晴橡胶、氟橡胶等多种密封材料对比分析得知，氟橡胶基质材料在裸眼测试技术中有较好的应用效果。对于测试阀也应进行改造，例如换位机构应改为三点上下滑动换位，测试工具中震击器、MFE和裸眼旁通延时时间等各项工具必须相适应，针对油气田大井裸眼测试要借助改变液压油粘度和配件间隙对延时时间进行调整。第四，改善泥浆性能和井眼。在不影响原泥浆性质的基础上加入润滑剂、防塌抑制剂等药物使泥浆能低失水和低磨阻，可将泥饼涂抹在井壁上形成保护膜，目的在于使井壁有良好的悬浮性和流变性，最重要的是能促使井底坚实和井眼通畅。第五，改进地面流程。取消井口薄弱的接头，安装旋塞阀、大闸门，控制井口双翼，将大闸门和钻具通过加工捆绑在一体，之后运用硬管线连接采油树，最后放在钻台下面。选用60MPa以上型作为井口闸门，连接管线也采用高压硬管线和73mm油管，优化求产程序以及合理选择放喷制度。设置相应的破裂盘打开值时可根据管线承压指标，一定程度上能增强核心设备的防护能力。

3 油气田大井裸眼测试技术

3.1 完井方式选择

本文研究的油气田大井在多年生产中经数次调整形成了和当地地质条件相契合的井身结构方案，裸眼完井方式为奥陶系顶部200m油气田大井。该方案指运用钻头在井中钻至奥陶系顶界，之后下技术套管和注入水泥，以此固定大井，再运用小一级的钻头钻开奥陶系存储层，一直到井深完井，完井阶段即整个裸眼阶段。奥陶系碳酸岩地层对裸眼测试技术有以下两个方面优点：①碳酸盐岩地层岩性井径规则，稳定，坚固且不易垮塌，为裸眼测试技术创造了较好的井眼环境，再加上测试风险较小，有较高的成功率。②裸眼段长、井深5800m±、温度高、压力高及产量高，对橡胶密封件等井下测试仪器有较高的要求，也增加了开管井操作难度。根据上述两个优点和多年实践探索适合油气田大井裸眼、高温、深井的测试方法。

3.2 测试方式选择

首先原钻具测试；该测试方式一般常运用在钻遇过程中对于较大的放空井段，通过测试技术解决起钻困难和严重流失的泥浆等地层产液相关情况。具体测试技术操作为，将钻头放入套管内且关闭钻井防喷器半封闸板，同时把控制头安装于井口内，借助在钻杆内注入的轻质油形成生产压差，目的在于顺利产出地层流体。该测试方式操作方便，但唯一不足的是操作中油套会被无封隔器环空封隔，放喷求产时控制井田时存在相应的风险。其次座套侧裸测试；该测试技术接近套管，一般会在钻遇好的时候显示层段，套管封隔器座封存在于7套管内，裸眼测试井段通常为坚固、稳定且井径规则且不易垮塌的碳酸盐地层，因此该测试技术有较小的风险。第三裸眼双封测试；对于长裸眼井段中钻遇良好的油气显示层段时应明确层段的产量和液性，应先通过二流二关测试目的层段。和砂泥岩裸眼地层相比碳酸盐岩地层岩性井径规则，稳定，坚固且不易垮塌，所以测试风险较小，有较高的成功率。

3.3 测试管串、压差、制度

选择测试贯串通常要考虑两方面因素，一方面所选择的测试管串要便于开关操作，可在不解封封隔器的同时使顺利打开多流测试器。另一方面选择能有效封隔油套环空的封隔器。本文研究的油气田大井温度为104℃～125℃，井深为5700～6200m，根据这种大井情况对于座套裸眼测试方案，选择RTTS等套管封隔器，同时选择135℃～160℃的胶皮，把一定数量的钻铤加入到套管封隔器和多流测试器上。而对于裸眼双封方式，选择135℃～160℃耐温的封隔器胶皮，其外径要小于座封井段。测试压差方面，一般对碳酸盐岩地层岩性致密的油田大井所选择的测试压差都相对较大。对于座套测裸测试则选择25～30MPa测试压差，对于裸眼双封测试则选用20～25MPa测试压差，因此近年来在测试压差进行裸眼测试从未发生井壁垮塌事件。在测试制度方面，由于井壁缺乏稳定性，砂泥岩裸眼地层在运用测试技术过程中可能会因垮塌的井壁而掩埋测试仪器，因此要求在测试砂泥岩中流动时间不超过8h。而对于碳酸盐岩地层油田来说，由于岩性稳定和坚固且是不易垮塌，一般测试时间较长，因为此类油田大井储层为缝洞型储层，油气运移和储集的通道为缝洞，油藏的开采借助岩石、水和油三相的弹性膨胀作用，若定容体没有较大的规模或发育的溶洞和裂缝没有延伸的较远的地方，那么则失去了油田开采价值。

4 结语

综上所述，油气田大井裸眼测试技术丰富了勘探方式，尤其在应用中减少了无效工序，缩短钻井周期和试油时间。对于一项趋于完善的测试技术，不管是地面计算机监测处理系统还是井下工具都有完整的配套。在识别储集层流体性质以及获取流体样品、地层温度以及地层压力等方面的准确程度都高于其他检测方式。可以说裸眼测试技术是除试油外全新的获取资料测试技术，和当前勘探开技术所强调的客观发展要求相适应，更重要的是为油气田大井的深度开发创造了较好的经济效益和社会效益。

参 考 文 献

[1] 王兴胜.庄2井大井径长裸眼井段钻井液技术探索[J].兰州石化职业技术学院学报，2014（1）：11-12.

[2] 于松法，陈林，张欢庆，等.迪那204井超长大裸眼井段钻井液技术[J].钻采工艺，2011，34（1）：19-21.