高含酸性气井试油(气)配套技术

高含酸性气井试油(气)配套技术

郭鑫

中国石化集团中原石油勘探局采油气工程服务中心濮东作业区

河南省濮阳市457000

摘要：在开发气井时，应用试油、试气技术可以获得气井储层参数，如含油率、储层厚度、流体分层和性质、渗透率、气水和油水界面、生产压差、油气流量等。，了解气井稳定产能与试油、试气产能的关系，评价和预测气井产能。高含酸气井试气试油配套作业风险大，难度大。为了顺利完成射孔、排液、取样和完井作业，为气井产能和地质储量分析提供准确的勘探数据，应充分考虑测试作业过程的安全性，提高试气、试油的准确性，获得真实、可靠、准确、全面的试井数据，减少气井停泵、停产或打捞问题。

关键词：试油、试气；气井；高含酸性；

某灰岩油气藏大多高含硫化氢及二氧化碳等酸性气体，难以保证试油测试工作的安全、环保、施工质量。为此，从工艺管柱、油管材质、配套设备、压井液及地面测试流程等方面入手，进行了一体化试油（气）技术研究，实现了用一趟管柱完成射孔、求自然产能、酸压改造和封层等多个工序，且满足了长时间试采要求。现场应用表明，该技术安全可靠，降低了劳动强度和作业风险，对在同类储层开展试油（气）测试工作具有指导意义。

一、试油（气）工艺管柱

1.管柱结构和工作原理。将管串下入井下预定位置，定位校深后，向油管内投球打压坐封封隔器，反打压验证封隔器密封性，从油管升压憋掉球座；加压点火射孔，正挤液氮诱喷求产，酸压改造，放喷求产，关井测压；正挤压井，关闭井下安全阀，上提管柱脱开封隔器并关闭滑套，循环洗压井后起出井内管柱。2.工具和管柱材质选择。因为含有硫化氢和二氧化碳等腐蚀性介质，所以必须针对气井的腐蚀介质种类合理选择管柱材质，才能确保管柱安全。钢材特性对应力腐蚀十分敏感，选用能防止应力腐蚀的合金钢材是管柱设计的关键。任何钢种均随着硫化氢分压的升高，临界压力下降。在高压气井中，微小的硫化氢含量也会产生较大分压，使钢材产生应力腐蚀而开裂。钢的硫化物应力腐蚀破裂与环境温度有关系，温度越高，选材越广，低温区应采用硫化物应力腐蚀敏感性低的低强度钢（洛氏硬度低于22）或者耐硫化物应力腐蚀钢（铬钼钢），低温区的界限各国不尽相同，日本NKK公司以65℃为界，四川气田以85℃为界，认为高于85℃，高强度钢也能使用。为安全起见，应该按低温区考虑选择同一种材质。高温环境和存在硫化氢的井况可选用高镍合金钢，含镍量越高，耐应力腐蚀性越好。大港古潜山产能具有较大的不确定性，综合成本因素，油管采用高抗硫材质。根据大港油田南部潜山实际情况，预测天然气硫化氢分压为1~10 MPa，因此测试油管选用宝钢Ø89 mm BG110SS防硫油管。这种工艺管柱及配套工具具有如下特点：（1）油管采用防硫材质、气密封螺纹扣油管，并与井下封隔器共同使用，实现了求产、试采过程中零套压。（2）设计了井下安全控制系统。防止突发事件造成地面设备破坏时发生含硫气体泄露、着火爆炸等事故，确保地面安全。（3）上提管柱可关闭底部滑套阀，隔断气路，实现封层，利于压井和起下管柱；不用钢丝作业，达到了只有在气层封闭情况下才进行起下管柱作业的设计目标，降低了井控和现场施工安全风险。（4）实现了一体化施工工艺，用一趟管柱完成射孔、求自然产能、酸压改造、试采和封层等多个工序，减少了起下作业次数，现场操作简单、方便。

二、配套技术

测试油气时，井筒管柱套管需要密切接触酸性气体，可选用具有防腐、抗硫防硫、防酸性能的套管，保证套管钻磨时间、抗压与抗伸拉强度满足油气测试工艺要求，减少套管磨损率。注意优化管柱材质，减少钢材管柱表面生成FeCO3或硫化亚铁，考虑到井下管柱受到的活塞、屈曲、温度、鼓胀等力学效应，预防井下管柱发生轴向位移。在地面配套技术方面，应结合气井作业情况、产能测试要求、井身结构、CO2与H2S含量、井下压力等参数在井口设置放喷装置，确保装置防腐、抗压能力达到油气测试要求，同时准备好压力测量装置、取样装置、温度计、流量计、针阀等。合理设计地面油气测试流程，确保地面试油试气流程能够满足安全监控、紧急关断、气举诱喷、连续放喷、分级节流、循环压井、替喷测试等要求。测试前需根据试油试气设计标准合理配制压井液，检查泥浆体系。测试油气时应合理设计施工参数，按要求完成井口与井筒试压，预防套管挤毁或变形，确保测试完成后可顺利起出管串及解封。在测试阶段需控制好气井中的温度与压力，用排液、堵水措施解决井底积液问题，隔开气藏中的产水层与产气层，尽量避免井内凝析油渗透。排液时可伴注液氮，将气泡剂加入酸液中，以有效助排。按流量由小到大的顺序测试气量，如井内生成大量水化物或积液严重，应按反顺序测试油气，避免造成气井出砂或水推进。通井时应保证通井规的外径比套管内径小6~8mm，油管直径误差应＜0.03%，循环洗井时需充分上提管柱，保证射孔液适应地层压力变化，替喷前需试运泵车与钻井泵，诱喷时可采用气举或抽汲技术，放喷时需在地面严格控制排液，将井底积液喷净。

三、应用实例

1.气井概况。某天然气井位于背斜构造顶部的大块碳酸岩层，沉积岩层中含有粉砂岩、白云岩、硬石膏岩、石灰岩，属于孔隙型油气藏。井深2 189m，气层边缘高度为2 009m，关井时井口压力为67.8MPa，射孔层段的地层压力为81.4MPa，地层温度为72.7℃。生产层的气体由氮气、丙烷、乙烷、甲烷等构成，含有H2S及CO2等酸性气体，CO2含量约为80g/m3（8%），H2S约为130g/m3（12%），属于高含酸气井。酸性气体可腐蚀钢材，导致管柱腐蚀、锈蚀、破裂或阻塞，容易发生井卡、井塌、井漏或井喷问题，油气测试难度大，对入井材质密封性、防腐性能要求高，需预防硫堵与水合物。

2.配套技术。油气测试配套管柱为玻璃钢材质，耐温极限为90~100℃，耐压极限120MPa，适用于15%CO2与H2S介质，满足NACE TM标准的抗硫要求及ISO15156标准中的抗应力要求，HRC＜26。管柱由封隔器、筛管、丝堵、油管、坐封球座、射孔枪与射孔旁通、循环阀、插管密封、减震器、带球阀、放样阀、丢枪球座、定位短节、延伸筒、安全接头、伸缩管、气密封扣、开关滑套、暂堵球座、压力计、安全阀等构成，可预防管柱震动、偏移、卡钻、变形。采用抗硫短节连接地面的油气测试管汇，包括燃烧筒、流量计、气液相分离器、针阀、油嘴套、平板阀、排液管线、回浆管线、生产管线、测线管线、放喷管线等。除硫装置由远程遥控设备、动力电缆、信号电缆、泵注管线、泵注头、H2S监测探头构成，试气油嘴直径为10.73mm。试油试气时采用酸化、射孔与测试联作工艺，五级节流技术，先通井刮管，下入油气测试工具，对封隔器进行加压，安装地面测试设备与进口管汇，试运行合格后加压开井及放空关井试气试油，取样后可循环压井、洗井、替稠化水，解封及起出管柱。为防治水合物，在测试时需适当提高节流的下游压力与节流前的温度、向井内加注乙二醇。经过试油试气后得出的求产数据如下：套压2.1MPa，油压1.7MPa，稳定时间25.3h，流动时间39.2h，上流温度22℃，上流压力0.27MPa，气体密度0.775，累计产气3 286m3。

总之，气井油水关系复杂，气井完井之后或钻井探井中通常需要进行试油与试气，以了解饱和度、孔隙度、有效厚度、油气面积等储层特征，确定高含酸气井产能。为缩短高含酸气井的试井时间，提高试井效率与一次性试井成功率，减少人为因素对试井过程的影响，应采用相对稳定的试气与试油配套工艺，结合油气田区块开发情况与地质条件合理选用修正等时或回压试井技术。此外，应保证配套钻具组合科学、适应性强，可及时排液及降低储层伤害。

参考文献;

［1］于宪武，浅谈高含酸性气井试油(气)配套技术.2021.

［2］任立勇.大港油田深层凝析油气藏配套开采技术.2020.