高压井测试工艺技术与装备

高压井测试工艺技术与装备

赵琦玥 樊崇建 陈广全

渤海钻探工程有限公司油气井测试分公司 065007

摘要：地层及井况有着十分复杂的环境，施工阶段对高压井测试技术的使用，缺乏一定的成功率，站在实践的角度来说，通过对一系列配套技术的总结，能够使高压井的测试更为合适。测试前通过对压力的预测、井筒的评价以及施工的优化设计等工作的良好完成，能够使测试的成功率得到极大的提升；通过对压井液、射孔液的良好选择，能够使管柱结构、射孔工艺等得到有效的完善，能够促进高压井的完成。

关键词：高压井；测试工艺；技术装备

目前，部分高压井的测试工作出现了各方面的问题，例如，受到各方面载荷的作用，测试管柱无法实现对井筒的安全保障、管线在高压低温状态下，对水合物的生成几率更高、地层出砂的进一步加剧等等，针对目前石油行业的发展，以及日后勘探的需求出发，从技术和装备方面，对高压井测试进行了分析。

1. 压力预测技术

钻井阶段，通过泥浆密度以及油气显示，能够作为对地层压力预测的依据。根据统计分析能够得知，产量和流动摩阻之间，通过以往对井层产量、流压、井口压力的实测，能够实现对两者相互关系的求取。

不只是压力能够对产量起到控制作用，并且地层物性也会对其造成影响。针对各类型的气藏来说，井口与梯度在关井时的压力，以及平均静压之间的相关性良好。通过对平均流压梯度、日产气、油嘴以及油压的统计，能够实现对相互关系的了解，地层压力通过对公示和曲线的建立，能够根据经验实现对进口压力的相关计算，并且，通过储层、管串等模板的建立，能够实现对储层、管串等相互关系的了解。在完成油嘴产量、井口流压的统计后，需要在图板上通过对尽可能接近曲线的选择，来进行预测，然后，才能够进入下一个工作阶段，对产量、油压以及流量进行预测。首先，需要对油嘴进行确定，然后对相应的气产量进行预测，接着就是对油压的预测，最后才能够对特定深度下的流压进行压测。

2. 测试前井筒评价

一般在管道内通过对液体的替换，对液体密度的改变，以及对液面高度的降低等作业的开展，与钻井或完成钻井后的状态相比，井下套管工作通过对以上作业的开展，能够实现对环境和载荷的改变，并且，在承载能力和工作应力方面，也会获得相应的变化，如果以上变化强度不在套管剩余承受范围内，就会导致变形破裂等井下套管问题的出现，情况严重的，还会爆发恶性事故造成井报废或井喷等问题。

（一）套管抗外挤评价

套管受到钻井作业的影响，会出现磨损的现象，导致套管无法保持正常的抗外挤强度，并且，测试工艺也会受到一定程度的影响。套管由于磨损而出现壁厚降低、进而导致强度降低、对压井液密度的降低，以及压力差在测试中的形成，会导致井筒压力出现变化，极大的影响了套管强度。所以，需要通过对套管磨损情况的科学评价，使套管在测试阶段出现的形变能够得到尽可能的避免。

迪那202井在钻井过程中，通过对纯钻进时间、双层套管等各种因素的分析，根据计算结果能够得知，由原来12.6mm的壁厚降低到了10mm，在此基础上，套管内通过对最低允许替浆的密度，以及环空操作压力的确定，能够在测试期间实现对井筒安全的保证。

（二）套管抗内压评价

通过对套管抗内压强度的校核，能够使套管的薄弱点得到强化。使压井液对最大密度的计算、酸化压裂对平衡压力的计算等，能够有据可依。柯深101井通过图一中的安全系数，实现了对套管在两种工况下薄的弱点计算，根据数据能够得知，由于泥浆对井的反压作用，套管和井底套管位于封隔器位置时，缺乏较高的安全系数。

（三）井筒漏失评价

流过油嘴后的高压地层流体，流速在低压区能够超过300m/s，低密度液体会带动位于封隔器下部的泥浆，以及钻井漏失的泥浆一起排出，固体颗粒在流体中的高速运动，会对地面上的油嘴以及油嘴管汇等设备造成极大的损坏。根据井筒漏失评价，能够实现对结果的分析、对地面设备的合理配置、使地面流程的损坏能够得到尽可能的降低，使地面施工的安全能够得到保证。

（四）测试井下管柱力学分析

井下管柱在测试阶段，需要对以下内容进行力学分析：首先是管柱在高温高压，或低温低压下的强度校核。其次是管住的伸长或缩短，在不同恶劣工况下的计算。再次，需要计算井在长期试采或投产阶段中的气体冲蚀强度。然后，需要通过对强度以及变形的校核和计算，对管柱的最佳组合提出建议。最后，需要通过对管柱应力的分析，实现对射孔安全值、酸化安全值等施工参数的确定。

根据对迪娜2019控制头的测试能够得知，由于管柱缺乏一定的重量，在高产条件下的管柱，由于温度效应会出现伸长的现象。施工阶段如果通过对控制头的采用，开井在高温高压状态下，钩只受到了128kN的负荷，降低了500kN的悬重。通过对井下意外情况的考虑，钩载值有可能在0以下，进而大钩向上位移。

（五）优化施工设计

对施工的设计需要在可控范围内进行，通过对施工设计的优化，能够使操作具有安全性以及可靠性、使设备的配置具有合理性、使经济具有实用性。在进行施工设计之前，以录取资料为前提，在钻井阶段通过对工程、地质资料的全面分析、对地层压力的预测、对井筒的评价等操作，能够使考虑更具周密性、方案更具安全性、应急预案更具针对性，通过对极易出现的隐患的控制，能够使部位的安全达到要求。

三、高温高压井测试工艺

（一）对射孔液和压井液的合理选择

对射孔液密度的选择，需要满足以下三个原则：需要在封隔器压力承受范围内；需要以测试垫密度为基础，对射孔液在射孔测试联作条件下的密度进行设计，压差在测试阶段不能够大于封隔器工作时的压差；需要以安全的替液作业为前提。由于过程中，中、低密度射孔液对原钻井泥浆的替换，所形成的的压差，会导致井筒负压的形成，对射孔液密度的选择，需要保证井筒内不会受到，来自套管悬挂器的地层气，更需要保证套管所受到的替液作业外挤力不会发生变化，以此来使井作业能够满足要求。

2. 井口控制系统

井口的高压气井控制系统，与井的安全有着直接的关系，因此，对进口控制装置的选择，需要以进口压力预测值为前提。如果对井口的预测所得的流动压力不大于50MPa、二开二关常规测试下的关井压力小于70MPa，那么可采用103MPa的控制头进行测试，对测试控制头的选择，不仅需要具有双翼，并且还应配有液动控制阀。如果流动压力经过系统试气或井口预测大于50MPa、关井压力通过二开二关常规测试大于70MPa的，就需要选择103MPa的采气树。

（三）地面测试设计流程

1.地面通过钻台管会对油嘴管汇的替代，失控环节对井口的移离可能性更大。2双翼放喷求产需要进行两套流程的设计。3高压控制井口对液动、手动两种控制方式的选用，能够使紧急情况下的远程控制得以实现。4油嘴管汇从井口到地面，通过专用金属密封的高压管线的连接，能够在高温高压下，实现对气流泄露的有效防止。5通过蒸汽换热保温，对间接接火加热炉的取代，能够使天然气泄漏着火，得到有效的防止。6地面对系统的设置，通过对测试数据的自动采集，能够实现对压力、温度和产量的适时采集和监测，并且能够第一时间以报警形式发出信号。

结束语：

通过长时间的科学研究，以及现场对实践工作的开展，使高压井的测试工作获得了一系列的技术，并且在现场的应用效果良好。

参考文献：

[1]朱进府, 季晓红. 高温高压井测试工艺技术与装备[J]. 油气井测试, 2005, 14(005):44-47.

[2]董星亮. 南海西部高温高压井测试技术现状及展望[J]. 石油钻采工艺, 2016, 38(006):723-729.

[3]龙学, 吴建军, 李晖,等. 高温高压含硫气井测试优化设计技术与应用[J]. 油气井测试, 2011, 20(003):37-40.

[4]杨书辉, 张昊, 侯金龙. 海外高温高压井试油测试工艺技术[J]. 中小企业管理与科技(中旬刊), 2016(01):251-251.