高温高压深井试油完井研究

安鹏

（天津市大港油田第四采油厂（滩海开发公司），天津300280）

0 引言

在组织开展油井钻探作业时，高温高压深井属于一种钻探难度大、技术含量高的油井。所谓高温高压深井是指油井底部温度超过150℃，油井井口压力超过70MPa（油井底部压力超过105MPa）的油井。与常规油井相比，无论是试油，还是完井，高温高压油井的作业难度都非常大，开展油井钻探作业面临的风险因素也比较多。在高温高压深井钻探过程中，为了防止发生安全事故，需要针对高温高压深井试油工作的实际情况，制定详细的工作流程。当前，随着科技的不断发展，一些先进的钻探技术被应用在石油开采作业中，在一定程度上促进了石油测试技术的快速发展。但是，在利用新技术开展油井钻探作业的过程中，依然存在一些问题，需要深入研究分析高温高压深井试油完井工作的特点，针对试油完井存在的问题制定详细的解决方案，确保试油完井工作顺利进行。

1 高温高压深井试油完井作业特点

与常规油井作业相比，高温高压深井作业存在很大的差异性，尤其是随着石油钻采技术、钻采机械水平的不断提升，在组织开展精细勘测作业时，一般利用相同管柱完成多种勘测任务，从根本上确保勘测作业的速度和勘测效益。在我国，受地质结构等因素的影响和制约，高温高压深井勘测作业的特点主要表现为高温、高压、结构复杂、油井深度大等，由于油井深度大，在这种情况下，需要采用尾部悬挂管柱方式进行测试。在组织开展勘测作业时，由于深井油井结构复杂，无形中加快了套管损伤，在一定程度上产生安全隐患。在实际的深井油井作业中，由于存在众多不确定因素，一方面出现高压高渗现象，另一方面还存在低渗高压现象，都严重影响试油准备、套管正常工作的顺利进行。对于高温高压深井来说，由于深度较深，一般都超过6000m，甚至有些油井深度深达9000m，由于需要采用套管技术开展试油作业，在深井油井的后期作业中，之前下入深井的技术套管必然会受到不同程度的磨损，进而对试油测试效果产生影响，为了确保套管强度，需要对磨损的套管进行及时更换。受压力、温度、流体密度、摩擦力等因素的影响和制约，井下管柱会产生不同程度的变形，在一定程度上严重影响管柱的使用效果，进一步影响试油测试工作顺利进行，严重制约了深井试油作业效率。

在组织开展深井试油作业时，受高温、高压、高应力等因素的影响和制约，导致套管受力不均，造成套管出现被挤毁的现象，甚至由于油井开关压力过大，造成油井内部压力急剧增加，引发套管破裂等一系列问题，对测试结果产生严重影响，进一步出现测试失败，以及射孔、套管破损等现象。

在高温高压深井试油完井作业中，通常会出现多个项目联合作业的现象，整个过程涉及测试、酸化、气举等多项作业内容，例如高压低渗井，在开展测试排液后期作业时，由于下部套管承受压力较差，存在套管被挤毁的风险，为了防止套管被挤毁，一般采用储层改造的方式进行处理，但是，这种处理方式又会导致套管承受较大的内压力，造成射孔套管出现破裂。如果在管柱位置注入大量酸化剂，就会降低管柱温度，导致管柱缩短，在进行测试时，由于升高温度，管柱又会进一步拉伸。所以，在对深井油井进行酸化测试作业时，需要结合管柱轴向缩短变形情况，选择科学合理的封隔器，借助封隔器的密封性功能，提升测试结果的准确性。

2 高温高压深井试油完井工作存在的问题分析

2.1 套管损坏 在组织开展高温高压深井试油完井作业时，针对井下工具（封隔器、套管、下井管柱等）、直读试井电缆等存在的问题，需要采取相应的应对解决方案。对于套管损害，由于套管损害主要包括套管挤毁、套管卡枪、套管窜漏现象，其中：

①套管挤毁。造成套管挤毁的原因主要包括技术问题造成的套管磨损，以及清水替浆产生的内外压差和超过剩余强度引发的套管磨损等，针对上述问题，解决方案首先需要对磨损进行评价，对完井液密度进行确定，然后采取相应的措施。

②套管卡枪。对于套管卡枪现象，由于造成卡枪的原因主要是射孔套管强度较低，应力不均使得套管发生不同程度的形变，这对卡枪现象，需要对套管强度、产量等因素进行综合分析，并对射孔进行优化处理。

③套管窜漏。对于窜漏现象，造成侧漏现象的原因主要是井下套管出现不同程度的磨损引发破裂，以及受地质结构的影响难以对套管进行固定处理，解决方案是对井筒进行全面综合评价，并根据评价结果采取相应的措施。

2.2 油管出现破损 在高温高压深井试油完井作业过程中，油管损坏是一种常见的现象，这种现象主要包括油管的井口挤毁、井底挤毁、塑性螺旋弯曲、外壁磨损、破裂等。

①井口挤毁。对于油管井口挤毁问题，造成这种现象的原因主要是受轴向拉伸力的影响，使得油管排挤强度出现不同程度的降低，主要解决方案是对返排速度、环空压力等进行控制。

②井底挤毁。对于油管井底挤毁问题，造成这种现象的原因主要是受轴向拉伸力的影响，油管工作强度出现不同程度的降低，主要解决方案是对环空压力进行控制。

③塑性螺旋弯曲。对于油管塑性螺旋弯曲问题，造成这种现象的原因主要是虚构力、轴向压力、应力等过大，主要解决方式是对泵压、内部压力进行控制。

④外壁磨损。对于油管外壁磨损问题，引发这种问题的原因主要是管柱出现不同程度的弯曲，以及高产流体产生的低频振动，进一步加剧套管磨损，主要解决方案是对产量进行控制，或者对油管下部轴向压力进行降低处理。

⑤破裂。对于油管破裂问题，造成油管破裂的原因主要是油井油管受到不同程度的破损，在一定程度上降低了油管强度，主要解决方案是利用无压痕管线对油管进行上扣处理。

2.3 封隔器发生破损 在对高温高压深井进行射孔测试作业时，封隔器发生破损也是一种比较常见的问题，造成封隔器发生破损的原因主要是管柱轴向力过大以及压力过大等，主要解决方案是对中心管进行加厚处理以及对射孔进行延时处理等。

①封隔器跨过失败。造成封隔器跨过失败的原因主要是封隔器生产压差过大或跨距过大，进一步损坏跨距间工具，主要解决方案是在测试前需要科学合理地确定压差、跨距等指标，通过详实勘测施工环境因素指标，收集与施工相关的数据参数。

②封隔器失封。造成封隔器失封的主要原因是大排量酸压降低了井下温度，导致管柱出现不同程度的缩短，主要解决方案是增大坐封压缩距离，提升坐封的载荷能力，以及设置伸缩管。

③油嘴损坏。对于油嘴损坏现象，主要表现为刺漏，造成这种现象的原因是油嘴存在较大的上下油压，主要解决方案是设置多级节流。

④电缆损坏。对于电缆损坏问题，主要是电缆在井口部位发生断裂，造成电缆损坏的主要原因横向载荷过大、电缆自重过大，导致电缆无法承受载荷要求，进而出现断裂现象，主要解决方案是设置双级节流。

另外，在组织开展高温高压完井作业时，还存在诸如套压升高等问题，对于这一问题主要是封隔器设计存在缺陷，油管存在质量问题（诸如油管强度低、扛挤强度能力弱等），这一问题的主要解决方案是对油井入管加强规范化管理，通过对测试员工进行教育和培训，帮助测试员工强化安全生产意识，进一步对施工流程、施工方案等优化和明确，严格控制现场施工质量，确保高温高压深井射孔测试作业顺利进行。

3 高温高压试油完井作业的政策建议

在高温高压试油过程中，可以借助动态试油完井管柱力学分析法，对高温高压试油完井试油作业进行操作，对于整个高温高压试油完井操作来说，其关键过程主要包括五个环节，分别为下管柱、射孔、酸压、排液、开关井。在整个试油过程中，无论是套管，还是井下管柱，需要承受动态载荷，在作业现场，受研究方法等因素的影响和制约，主要借助静态工序参数法进行测试和研究。在使用过程中，针对管柱减震、振动分析等工作，通过仿真模拟的方式计算动态试油完井管柱力学指标参数，进一步获得试油测试相关的数据信息。然后对试油完井系统压力进行综合分析，通过对井下工具、井口等级等进行科学合理的选择，同时对油嘴、压力等进行合理分配与组合，进而在一定程度上弱化测试过程中受到的磨损。另外，深入研究分析完井工艺技术。我国作为资源大国，受计划经济体制的影响，对于完井投产作业缺乏足够的重视。随着油田开采难度的不断加大，无形中增加了完井投产作业的难度，同时石油开采过程对环境影响越来越严重，出现一系列的环境污染问题。我国在组织开展完井投产作业时，绝大多数企业制定实施的完井投产作业方案，普遍缺乏理论依据，没有形成自主完井作业技术，完井作业严重依赖国外的生产经验，或者直接外包给工具服务商等第三方服务机构，对于有效的工具设备缺乏必要的维护、检查等，以及对测试现场的施工管理工作缺乏必要的监督，导致施工质量难以得到有效保证。

4 结论

通过以上所分析，在组织开展高温高压深井试油完井作业时，受井下高压、高温等因素的影响和制约，增加了完井试油作业难度，进而引发各种问题。在实际的高温高压深井试油完井作业中，需要对潜在的问题进行综合分析，并制定合理有效的应对举措，针对井下工具压差、磨损等问题，借助成熟、先进的完井试油作业技术，进一步提升油井作业的安全性、可靠性，从根本上提升我国高温高压深井试油完井工作水平。