川西含硫气井测试工艺技术及应用

杨 波 范 蓉 罗凌睿

（1.中国石化西南油气分公司石油工程监督中心，四川 德阳 618000；2.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院，四川 成都 610041；3.中国石油西南油气田公司天然气经济研究所，四川 成都 610051）

0 引言

川西地区海相气藏普遍具有温度高、含硫高、地压系数低等特点。同时，由于单井地理位置多处于人口高度密集区，因而面临井下工具受限、井下事故复杂、HSE管理与成本矛盾及社会舆论风险大等难题，严重制约了气田安全、高效勘探和开发。在总结川西地区高产含硫气井测试实践与经验的基础上，形成适合川西地区海相气藏测试工艺技术，对川西地区安全高效勘探开发油气资源具有重要的意义。

1 川西含硫气井测试工艺技术

1.1 APR测试管柱的优化

元坝及川西海相前期APR测试管柱主体结构为：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+液压旁通阀+RTTS上安全接头+RTTS封隔器+RTTS下安全接头+下部油管+纵向减震器+筛管+射孔枪。据统计测试工具失效主要类型有：OMNI阀失效（温度高、密封件失效、氮气压力不够）、RD阀破裂盘失效（温度高、密封件失效、液柱压力不够）、RTTS封隔器密封失效（压差过大、反复震荡、温度过高）、RTTS封隔器中心管断裂［1-2］，其中OMNI阀失效和封隔器的失效占主要原因［3-4］。

在对APR测试管柱发生过的问题分析基础上，考虑到OMNI阀使用费用较高，不断总结和优化后形成了射孔—酸压—测试三联作管柱及配套工艺［5］。

工具组合：上部油管+伸缩节+下部油管+RD安全循环阀+压力计托筒+RD循环阀+震击器+液压旁通阀+RTTS上安全接头+RTTS封隔器+RTTS下安全接头+下部油管+纵向减震器+筛管+射孔枪。

工艺过程：组下APR测试管串→测井定位、调整→座封RTTS封隔器→拆装井口→射孔、试挤→酸压、排液、测试→开RD安全循环阀→压井、堵漏→拆装井口→起APR测试管串→下完井投产管柱投产或下暂封管柱打水泥塞暂封。

1.2 完井工具测试投产联作

为最大化地节约生产成本，采用下完井工具测试投产联作的方式。目前，川西有两口“1字号井”采用此做法。

工具组合：油管+井下安全阀+油管+锚定密封+永久式封隔器+磨铣延伸筒+球座+筛管。

工艺过程：射孔→下入安全阀以下管柱→测井定位→组下安全阀及以上管柱→座封完井封隔器→酸压、排液、测试→试采→注入乙二醇4 m3→关井下安全阀→开油压泄压后关井→投产。

1.3 排液技术

1）酸液配方中加入了浓度为1%的助排剂，以提高残酸的返排。

2）地层压开后进行高强度的液氮全程伴注，提高液氮气化时产生的能量，氮气在储层内与残酸混合，依靠酸液内加入助排剂形成泡沫流体携带残酸，实现快速返排。

3）酸压后放喷排液中，油嘴从小到大控制合理的排液速度，间歇性倒换闸门及放喷管线，采用喷淋装置，从泵车向喷淋装置泵入液态碱充分中和残酸。

1.4 应对点火不燃及酸味控制技术

在TS1井出现气水比低，点火不燃，井场附近环境H2S浓度超标，以及在XS1井出现放喷过程中返排的残酸雾气味道太大，考虑到川西工区内居民人口密集度高，在疏散区域外的人员或多或少会受到一定的影响。因此，探索出了一套成熟的控制技术措施：① 解决点火不燃，环境硫化氢浓度超标的问题。制作了远程控制喷射火枪，其原理是：将柴油通过喷头雾化，然后点燃明火，对液体排出口的燃烧筒进行火焰包围，强行将气水比低点不燃火时溢出的含H2S气体转化为毒性相对较低的SO2。② 解决放喷时酸味重的问题。在放喷池左右两边防火墙上制作新型喷淋装置，其原理是：管线上焊接喷淋喷头，采用专用输送管线，采用泵车泵注碱水，让碱水在放喷口雾化充满整个放喷池，从而降低放喷点火时酸雾的浓度。通过现场试验证明：在喷头直径为3 mm的情况下，泵注排量0.5 m3／min，喷淋雾化效果最好，将酸味降低程度最高。

1.5 地面控制系统及配套工艺

1）井口控制装置

川西地区该类气井须选择耐高温、防H2S的采气树，主要规格为105 MPa EE、FF级，并采用金属密封与橡胶密封相结合的复合密封。起下钻作业时采用防硫半封+剪切闸板+全封+半封的防喷器组合。

2）测试地面流程及其控制配套

在总结元坝及川西已施工井的基础上，针对川西的含硫气井形成以单套三级节流（图1）为核心，其他如快速截流控制、加热保温、气水分离、点火、应急压井等［6］配套辅助模式。其结构简单、操作灵活、安全可靠的国产抗硫地面控制流程能够满足高压、高产、高含硫的试气施工要求。

图1 三级节流流程图

1.6 堵漏压井技术

川西地区储层较发育，普遍存在经酸压改造后的地层易出现严重漏失情况，给压井、解封带来一定的风险。在压井前根据储层及测试情况，通过调整一级、二级堵漏浆的各种堵漏材料和配方比例，以满足不同储层和压井工况的堵漏要求。

1）堵漏浆配方

① 一级堵漏浆配方为：基浆+3%单封+3%随钻+3%的2～3 mm核桃壳+5%1 mm核桃壳+1%云母片（3 mm以下）。堵漏剂浓度12%（根据实际情况逐级增加），堵漏浆密度为压井钻井液密度。

②二级堵漏浆配方为：一级堵漏浆+3%1 mm核桃壳+4%2～3 mm核桃壳+3%4～5 mm核桃壳+3%云母片（3 mm以下）。堵漏剂浓度12%（根据实际情况逐级增加），堵漏浆密度为压井钻井液密度。

2）堵漏压井工艺

测试结束后向全井筒挤入KCl溶液或清水，再分别从油管、环空注入CMC隔离液和一级（二级）堵漏浆，循环均匀一致，然后从油管替入常规压井钻井液至RD安全循环阀以上的油、套管井筒内，顶替一级（二级）堵漏浆到位，关油压，环空加压打开下部RD循环阀进行堵漏压井，直至建立循环后将井压稳。

2 现场应用实例

经过近5年的不断探索和实践，采用APR测试联作及完井工具测试投产联作工艺在川西地区“1字号”重点勘探井得到广泛应用，并达到了勘探评价的目的（表1），形成了具有川西工区特色的含硫气井测试技术。

表1 川西1字号含硫气井测试情况统计表

3 结论及建议

1）对于川西地区海相地层“地层压力系数低、温度高、含硫高”的特殊地质条件，采用所优化过的APR测试管柱，具有安全、快速评价储层的优点，适用于川西含硫气井安全优快测试。

2）采用直接下完井工具测试投产联作，配套形成的国产抗硫和复合抗硫测试流程能满足川西地区海相地层高含硫、大产量、较长时间下安全测试的需要。

3）远程控制喷射火枪+新型喷淋装置能有效地解决气水比低时点火不燃及放喷时酸雾气味过重的问题。

4）川西地区的海相井都存在酸化后压井漏失严重的现象，按文中所述配方进行堵漏压井可能存在多次堵不住的情况，应根据实际情况逐级按2%～3%的梯度增加堵漏剂浓度反复进行，直至堵漏成功为止。