高温高压深井试油完井探析

高程

（中海艾普油气测试（天津）有限公司，天津300452）

1 引言

高温高压深井通常指的是井底温度高于150℃，井口压力大于70MPa 或者井底压力大于105MPa 的油井。高温高压油井与常规油井相比，试油和完井的作业难度较大，风险因素较多，需要特别注意高温高压深井试油工作的工作流程，防止安全事故的发生。随着科学技术的不断发展，石油开采和石油测试技术也得到了迅猛的进步，但在油井作业过程中仍然存在一定的问题，下面针对高温高压深井试油完井工作的特点和作业过程中容易出现的问题进行探析，并指出针对性的解决措施。

2 高温高压深井试油完井工作的特点

高温高压深井作业与其他的油井作业有很大不同，随着石油技术和机械水平的不断发展，一般采用相同管柱完成多种任务的方法进行精细的勘测，保证勘测的速度和效益。我国高温高压深井作业具有结构复杂、油井深度大、高温、高压以及生产作业联作等特点，由于深井油井深度较大，需要在尾部挂上管柱进行测试。深井有着比较复杂的结构，在实际作业过程中，增加了套管损伤的可能性，而且还会有一定的安全隐患。深井油层作业过程中相对来说不确定因素较多，不仅有高压高渗现象，还有低渗高压现象，都给试油准备和套管正常工作带来一定的影响。高温高压深井的深度一般在6000m 左右，有的深井深度能够达到9000m，试油作业时需要使用套管技术，由于后期的作业必然会磨损之前下入深井的技术套管，影响试油测试效果，所以要及时更换磨损的套管，保证套管的强度。井下管柱对压力、温度、流体密度、摩擦力等因素的敏感性较大，容易受到外部环境和外力的干扰，产生变形，影响使用效果，管柱的鼓胀效应、温度效应和活塞效应导致的变形也会影响工作的安全性和可靠性，降低深井试油工作效率，增加测试成本[1]。

深井试油过程受到高温、高压和高应力等因素的影响，套管容易受力不均匀，出现挤毁现象，还会导致油井开关压力过大，引起井内压力不正常的增加，出现套管破裂问题，影响测试结果，出现测试不成功，射孔和套管破损等问题。在高温高压深井作业过程中，通常会采用多种项目联合作业的形式进行，整个试油工作过程包括测试、酸化、气举等，以高压低渗井为例，在测试排液后期下部套管会承受很大的压力差，有较大的挤毁风险，一般通过储层改造的方式降低套管机会风险，但此时套管又会承受很大的内压，也会引起射孔套管的破裂。当在管柱位置处大排量注入酸化剂时，管柱温度降低而大幅缩短，开始测试之后，由于温度的升高，管柱又伸长。所以在实际进行测试酸化作业时，要根据管柱轴向缩短变形的实际情况合理设置封隔器，避免封隔器密封性能受到影响，保证测试结果[2]。

3 高温高压深井试油完井工作存在的问题和解决方案

3.1 套管损坏

高温高压深井试油完井过程中，封隔器、套管、下井管柱等井下工具、直读试井电缆、油嘴和地面管汇等也都出现过问题。套管损害主要包括挤毁、窜漏、卡枪这三种现象，套管挤毁主要出现的原因可能是由于技术问题使得套管多处严重磨损，清水替浆导致内外压差，超过剩余强度而产生较大磨损。主要解决方案为进行磨损评价，确定完井液密度。套管的卡枪可能原因是由于射孔套管强度降低，应力不均匀导致套管变形，需要综合考虑套管的强度和产量，对射孔进行优化。产生窜漏现象的可能原因是井下套管磨损破裂，溶洞和裂缝发育地层难以固定套管，主要防治方案是加强井筒评价[3]。

3.2 油管损坏

油管损坏常见的五种现象包括油管井口挤毁、油管井底挤毁、油管塑性螺旋弯曲、外壁磨损、破裂等。油管井口挤毁可能出现的原因是油管在轴向拉伸力的作用下，排挤强度降低。主要防治方案是控制返排速度和环空压力。油管井底挤毁可能原因是油管受到轴向拉伸力的作用，降低了油管工作强度，主要对策为控制环空压力。油管外壁磨损可能发生的原因是由于管柱弯曲，高产流体造成低频振动和经验的弯曲，使得磨损进一步加剧，主要防治方案是控制产量，降低油管下部轴向压力。油管塑性螺旋弯曲的可能原因是虚构力、轴向压力和应力过大，防治方案为控制泵压和内部压力。油管产生破裂的原因主要为使用粗牙卡瓦，卡体式油井油管受到比较严重的破损，使得油管强度降低，盈利减少。解决措施是通过无压痕管线对油管进行上扣处理[4]。

3.3 封堵器破损

油井射孔测试联作封隔器中心管断裂可能发生的原因是由于管柱轴向力和压力过大，主要对策为加厚中心管，延时射孔。封隔器跨过失败可能出现的原因是生产压差过大和跨距过大，导致跨距间工具损坏，主要对策为在测试之前要合理确定压差和跨距，对施工环境进行详尽的勘测，得到有关施工数据。封隔器失封可能原因为大排量酸压使得井下温度降低程度过大，使管柱出现缩短情况，解决措施为加大坐封压缩距离和坐封载荷，在必要时可以加伸缩管。油嘴损坏的主要表现为刺漏，原因是由于油嘴上下游压差较大，对此可采取多级节流方案。电缆损坏的主要形式为井口断裂，原因是横向载荷和电缆自重杆自重过大，轴向冲击过大，电缆承受能力无法满足载荷要求而出现断裂情况。主要防治对策为双级节流。

高温高压完井工作还存在套压升高的问题，主要原因有封隔器设计失误、油管被卡瓦咬伤、强度降低、油管抗挤强度降低等，主要采取的对策为加强油井入管规范，加大对测试员工的培训和管理工作，提高员工对安全作业生产的认识，明确施工流程和施工方案，加大对施工现场的质量控制，以有效解决施工问题，保障施工安全有序的进行。

4 高温高压试油完井工程相关建议

在实际试油的过程中，需要采用动态试油完井管柱力学分析的方法进行试油操作，油井试油完井过程包括下管柱、射孔、酸压、排液、开关井等多个过程。在试油完整的过程中，套管和井下管柱都处在动态载荷的作用之下，但由于研究方法有限，目前只考虑静态工序参数进行研究。在使用过程中，还需要完成管柱减震和振动分析工作并进行动态试油完井管柱力学仿真模拟计算，得到专业的试油测试参数和数据。然后需要对试油完井系统进行压力分析，选择合适的井下工具和井口等级，合理组合油嘴和压力分配，减少测试过程中磨损的影响。此外，还需要对完井工艺进行研究，我国一直以来对完井投产作业的重视程度不足。随着复杂油田的开采越来越多，完井投产作业难度也越来越大，开采过程中对环境保护的要求越来越高，出现的问题也不断增加。我国绝大多数企业完井投产作业的方案，缺乏专业的理论依据，严重缺乏自主技术，仅靠盲目地引入国外先进的生产经验，和工具服务商提供的选择进行生产，缺乏有效的工具设备维护和检查措施，对实际测试现场的施工管理工作监督不到位，难以保证最终施工质量，质量控制体系形同虚设。

5 结语

综上所述，在进行高温高压深井试油完井作业过程中，由于受到井下高压高温等外界环境的影响，完井试油过程中必然会出现各种各样的问题。在实际作业时要根据具体情况分析问题产生的原因，并找出科学合理的解决措施，全面分析井下工具压差升高和磨损的主要问题，引入先进的完井试油生产技术，提高我国油井作业工作的安全性和可靠性，确保高温高压深井试油完井工作能够有序科学的进行。