不动管柱分层测试管柱工艺研究与应用

李军，杨子，吴轩



不动管柱分层测试管柱工艺研究与应用

李军1，杨子2，吴轩3

（1. 中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459； 2. 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452； 3. 中海艾普油气测试（天津）有限公司天津分公司，天津 300452）

针对储层改造后转抽时间长的层位，若工作液不能及时排出，会对地层造成二次污染，影响油井产能的问题，改进研究了措施改造后快速返排工艺的技术。该技术能实现一趟管柱完成测试并连续排液等工序，减轻其对油层的二次污染。现场应用表明，该工艺实现了压裂后不动管柱排液求产，大大缩短了排液周期，减轻了工人的劳动强度，提高了测试效果，降低了作业成本。

不动管柱； 测试； 排液； 工艺研究

海上地层测试是指利用带有测试工具的管柱，在射孔后于井筒中获取地层流体以及其它测试资料，并在对所获取资料进行分析的基础上对油层进行定性或定量评价的一种方法[1-4]。射孔测试联作是将射孔器与测试工具联接成管柱，一次下井同时完成射孔和测试作业的一项工艺技术。采用射孔测试联作，不仅能够降低作业成本和作业风险，而且可以避免射孔后再次压井下管柱对地层造成的二次污染，从而提高油井录取资料的准确性[5]。而常规的测试工艺是自下而上逐层作业，待下部层段作业结束后，进行封层作业，后再进行上部层位作业。这就需要层间封隔时的洗压井、起下钻和注水泥塞作业（或下桥塞），针对较高作业成本的测试作业，常规的作业方式不利于节约作业时效和降低作业成本。因此，研究不动管柱分层测试排液管柱是有非常重要的意义。

1 现状研究

常规射孔、压裂、测试作业为3个工艺过程，需要下射孔、压裂、测试3种管柱来完成整个作业过程。而目前一体化管柱设计即可实现射孔、测试、压裂、返排、再测试的目的。表1对常规测试与一体化测试技术进行了对比[6]，具体详见表1。

2 作业方案调研及对比

不动管柱分层测试排液管柱工艺的关键技术是：先套管射孔（或裸眼完井），之后进行下部层位的测试求产作业，之后封堵下部层位转入上部层位测试作业，最后一次性封堵（弃井）上下层位。

表1 常规测试与一体化测试技术对比

第一种方案：

（1）采用底部TCP射孔和顶部电缆射孔的作业方式；

（2）TCP射孔后，直接对底部一层测试，待底部一层测试结束后，向管柱内投球憋压，打开投球式安全滑套，开始对顶部一层测试，同时关闭投球式安全滑套连通孔下部的球阀，完成对底部一层的封层；

图1 方案1管柱示意图

（3）全井测试结束后，可以从顶部封隔器上方解脱管柱，直接封堵全部已测试井段，回接后能够对顶部层段进行重复测试，管柱图如图1所示。

第二种方案：

（1）TCP射孔后，直接对底部一层测试；钢丝作业关闭底部滑套或将堵塞器坐入到坐落接头内后，结束底部一层的测试；

（2）钢丝作业开启顶部滑套，开始对地层测试；钢丝作业关闭顶部滑套，结束顶部一层的测试；

（3）钢丝作业打开底部滑套或捞出堵塞器，可以实现2层合试；

（4）钢丝作业关闭顶部滑套，开启底部滑套或捞出堵塞器，可以对底部一层进行重复测试。

第三种方案：

（1）底部一层采用TCP方式射孔，顶部一层为电缆射孔；

（2）TCP射孔后直接对底部一层测试；钢丝作业关闭底部滑套或将堵塞器坐入到坐落接头内后，结束底部一层的测试；

（3）钢丝作业开启顶部滑套，开始对该层测试；钢丝作业关闭顶部滑套，结束顶部一层的测试；

（4）钢丝作业打开底部滑套或捞出堵塞器，可以实现2层合试；

（5）钢丝作业关闭顶部滑套，开启底部滑套或捞出堵塞器，可以对底部一层进行重复测试。

第四种方案：

（1）采用TCP方式射孔，直接进入测试；

（2）全井测试结束后，可以从顶部封隔器上方解脱管柱，直接封堵已测试井段，回接后能够对已测试层段进行重复测试；

（3）全井测试结束后，可直接从顶部封隔器上方解脱管柱，下入注水塞管柱，从顶部封隔器上方注水泥塞，直接进行弃井作业。

表2对4种作业方案进行了对比，具体如表2所示。

图2 一趟管柱分层连续测试管柱示意图

为了满足作业要求，方案二、三设计使用了钢丝开关滑套和堵塞器，这些工具需要钢丝作业才能实现其应有的功能，这样必然会占用较长的作业时间，加上管柱内变径多，且变径的幅度大，易存留沉淀物等，增大了作业的难度，使钢丝作业的成功率难以得到保证，同时钢丝作业也要产生一定的服务费用。方案一用投球式安全滑套，替代钢丝开关滑套和堵塞器，使得管柱更加简化，操作更为简单可靠，并且不发生额外的作业服务费用，缺陷是不能对底部已测试层段进行重复测试。

3 技术改进及创新应用

综合四种作业方案的管柱结构及施工特点，对其方案进行了一定的技术改进，并创新应用于在A井的一趟管柱连续两层测试作业，且取得良好的应用效果。A井套管下深为1 685.09 m，下部是井径为152.40 mm裸眼段，探得人工井底为1 796.81 m。

DST1测试层位为1 719.00~1 796.81 m（裸眼段），测试管柱下至预定位置，经电测校深调整管柱坐封RTTS套管封隔器，井口投φ38 mm钢球，环空加压11.500 MPa开LPR-N测试阀，用固井泵向管柱内逐级加压，加压至3.000 MPa稳压2 min；继续加压至6.000 MPa稳压5 min；继续加压至10.000 MPa稳压5 min；继续加压至15.000 MPa稳压15 min，坐封液压裸眼封隔器；继续加压至17.600 MPa，压力突降至4.284 MPa，剪切泵出式球座成功，初开井进行DST1测试作业。经测试，DST1测试结论为水层。

井口投φ45 mm钢球，固井泵向管柱内逐级加压，打开液压内封堵滑套：打压至8.000 MPa稳压5 min，关闭液压内封堵球阀，封隔DST1测试层段；继续加压至12.000 MPa，压力12.000↘4.030 MPa，DST2液压滑套流通孔打开，进行DST2测试，测试结论为油层。

表2 4种方案比较

4 结论

（1）一体化测试工艺较常规测试工艺有诸多作业优势，减少了起下钻的次数，大大节约了作业时效，降低了作业成本，但针对多个产层的作业，得依次自下而上逐层作业，增加了起下钻和层间封隔的时间；

（2）不动管柱分层测试排液工艺的研究与应用能实现多个测试层位连续分段作业，有效的节约了测试作业时间，缩短了测试周期，大大的节约了作业成本。

[1] 张国强，许兵，潘福熙，等．电缆地层测试聚焦探针在渤海地区的应用[J]．中国海上油气，2011, 23（5）：309-312.

[2] 唐海雄，王跃曾，张俊斌，等．浮式钻井装置电潜泵测试关键技术及其应用[J]．中国海上油气，2009, 21（4）：257-259.

[3] 张兴华．稠油油藏地层测试保温管技术[J]．中国海上油气，2007，19（4）: 269-271.

[4] 徐锦绣，吕洪志，崔云江．渤海地区电缆地层测试应用效果分析[J]．中国海上油气，2008, 20（2）：106-110.

[5] 刘玉芝．油气井射孔井壁取心技术手册[M]．北京：石油工业出版社，2000．

[6] 郭士生．半潜式钻井平台射孔-压裂-测试一体化工艺[J]．油气井测试，2011，20（1）：70-74.

Research and Application ofSeparate Layer Testing Technology Without Pulling String –Flowing Back Pipe

1,2,3

（1. CNOOC Tianjin Branch, Tianjin300459, China；2. CNOOC EnerTech-Drilling & Production Company, Tianjin 300452, China；3. COSL-EXPRO Testing Services( Tianjin) Co.,Ltd. Tianjin Branch, Tianjin 300452, China）

The quick flow-back technique after fracturing was developed in the light of the problems with the existing fracture acidizing technology. With this technique, the normal oil production mode can be adopted, and the acidification, fracturing, oil pumping and continuous flow-back can be carried out on a single trip, resulting in timely and promptly discharging of the fracturing liquid and elimination of the second pollutions to the oil layer. The field practice approves that this technique can carry out liquid discharging and oil production without pulling the pipe string, which can greatly shorten the period of flow-back and reduce the production costs.

without pulling string; well testing; quick flow-back; technology research

TE 242

A

1004-0935（2017）09-0926-03

2017-06-19

李军（1975-），男，工程师，硕士学位，现从事油气田开发及生产管理工作。

杨子（1987-），男，工程师。