淺談普光氣田動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井工藝*

劉銳熙 楊萬(wàn)虎 朱治理 鮑 杰

(中石化中原石油工程有限公司地球物理公司 河南 濮陽(yáng) 457001)

0 引 言

普光氣田是國(guó)內(nèi)最大的酸性氣田，2010 年正式投入生產(chǎn)開發(fā)，由于其井口壓力高，產(chǎn)量大，且產(chǎn)出氣體高含硫化氫和二氧化碳，所以工程作業(yè)難度大，危險(xiǎn)性極高。但隨著普光氣田開發(fā)程度的不斷深入，開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井及時(shí)了解井下產(chǎn)出狀況和地層信息變得尤為迫切。

1 普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井的難點(diǎn)分析

普光氣田共有開發(fā)井52 口，實(shí)際實(shí)施開發(fā)井39口［1］，具有單井配產(chǎn)高、井筒溫度高，井口壓力高，H2S 含量高和氣層埋藏深等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)導(dǎo)致普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井有別于常規(guī)氣井，主要表現(xiàn)為硫化氫氣體含量高，對(duì)施工安全和設(shè)備防腐要求極高;由于生產(chǎn)過程中伴有單質(zhì)硫、凝析水析出，易形成水合物，對(duì)井口動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)要求極高［2］;國(guó)內(nèi)可借鑒的工藝方法和對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求極度缺乏。加之硫化氫氣體具有劇毒性和強(qiáng)腐蝕性，增大了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井在普光氣田實(shí)施的難度。

2 井口防噴裝置介紹

防噴裝置是測(cè)井時(shí)進(jìn)行井口密封和確保施工安全的核心裝置。中原測(cè)井使用的70 MPa 級(jí)高防硫井口密封裝置，材質(zhì)符合NACE MR0175 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于井口壓力小于58 MPa 的作業(yè)井。它由三大部分組成:井口裝置、試壓撬、液壓和注脂控制撬。

2.1 井口裝置

井口裝置自上而下為防噴盒、刮纜器、流管、球閥、捕捉器、防噴管、防掉器、快速試壓短節(jié)、三臂電纜閥和連接法蘭等，如圖1 所示。各部件主要功能見表1。

圖1 井口裝置示意圖

表1 井口裝置各部件功能一覽表

2.2 試壓撬

試壓撬由操作面板、壓力記錄儀、儲(chǔ)液罐、試壓泵和試壓管線等五個(gè)部分組成，主要用于現(xiàn)場(chǎng)的井口裝置試壓和密封性能檢查。

2.3 液壓和注脂控制撬

液壓和注脂控制撬由操作面板、密封脂罐、注脂泵、儲(chǔ)能罐、液壓管線和注脂管線六個(gè)部分組成，主要用于開啟和關(guān)閉防噴盒、刮纜器、捕捉器、防掉器和三臂電纜閥等;控制注脂壓力的大小和回脂流量的大小，以保證井口電纜的密封效果。

3 高抗硫井下儀器介紹

施工使用的井下儀器，如圖2 所示，最大外徑43 mm，耐壓指標(biāo)100 MPa，耐溫指標(biāo)175℃，外管材質(zhì)采用特殊鈦合金，符合NACE MR0175 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。WDG 由遙傳短節(jié)、磁定位短節(jié)和自然伽馬短節(jié)組成，用于信號(hào)傳輸和深度校正;QP 石英壓力計(jì)，實(shí)時(shí)記錄井筒內(nèi)壓力梯度;TEMP 井溫短節(jié)，實(shí)時(shí)記錄井筒內(nèi)溫度;HYD 持水率計(jì)，記錄井筒單位橫截面內(nèi)的含水量;ILS 在線流量計(jì)，記錄流體流速，是全井眼流量計(jì)的補(bǔ)充;CFBM 全井眼流量計(jì)，記錄流體流速，且設(shè)計(jì)有多種角度的渦輪葉片，能滿足不同井況的要求;同時(shí)配套的井下工具有滾輪扶正器、彈片扶正器、X-Y 井徑、51 mm 加重桿等。井下儀器的技術(shù)指標(biāo)見表2。測(cè)井結(jié)果顯示本儀器串能準(zhǔn)確定位油、氣、水的產(chǎn)出位置，準(zhǔn)確的計(jì)算油、氣、水的產(chǎn)量。

圖2 下井儀器和配套工具圖

表2 井下儀器技術(shù)指標(biāo)

4 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井工藝

普光氣田是國(guó)內(nèi)最大的整裝海相高含硫化氫氣田。開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井，及時(shí)了解井下產(chǎn)出動(dòng)態(tài)，能為普光氣田高效開發(fā)提供措施依據(jù)，對(duì)普光氣田合理開發(fā)有一定的指導(dǎo)意義。普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井需按照合理組合測(cè)試內(nèi)容、減少施工程序、確保施工安全的原則，優(yōu)化測(cè)井施工設(shè)計(jì)。

4.1 測(cè)井施工設(shè)計(jì)

普光氣田開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)井的目的是為了獲取目前的地層壓力、流壓、地層參數(shù)、單井無阻流量、井筒的產(chǎn)層分布和各小層的產(chǎn)出情況等，這些數(shù)據(jù)可為進(jìn)一步優(yōu)化氣井生產(chǎn)方案、獲得穩(wěn)定產(chǎn)氣量提重要技術(shù)數(shù)據(jù)［3］。測(cè)井施工項(xiàng)目主要包括壓力恢復(fù)試井、產(chǎn)氣剖面測(cè)井和穩(wěn)定試井等。為確保施工安全資料錄取前需要進(jìn)行通井作業(yè)，因此需進(jìn)行兩次下井作業(yè)。

第一次下井需完成通井和壓力恢復(fù)測(cè)試。儀器串由加重桿+扶正器+WDG +TEMP +QP 組成。儀器下至500 m 后氣井以正常配產(chǎn)開井，儀器下井過程中可錄取井筒流溫、流壓資料;下至遇阻后，需連續(xù)三次探底以確定遇阻深度;遇阻深度確定后將QP 起至產(chǎn)層中深，待產(chǎn)量穩(wěn)定后關(guān)井進(jìn)行壓力恢復(fù)測(cè)試;壓力恢復(fù)測(cè)試結(jié)束后上提電纜起出井下儀器，期間儀器可錄取井筒靜溫、靜壓資料。

第二次下井需完成產(chǎn)氣剖面測(cè)井和穩(wěn)定試井。儀器串由加重桿+WDG +TEMP + QP + HYD + 扶正器+ILS+扶正器+CFBM 組成。穩(wěn)定試井要求進(jìn)行不少于3個(gè)工作制度的產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料錄取。關(guān)井狀態(tài)下儀器下井，當(dāng)儀器下至目的層段后，以4 種不同測(cè)速進(jìn)行流量?jī)x器的零流量轉(zhuǎn)子刻度，之后將儀器起至目的層段中深，并以設(shè)計(jì)的最低工作制度開井，待產(chǎn)量穩(wěn)定后以4 種不同測(cè)速錄取產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料;按設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)產(chǎn)量，錄取其余工作制度下的產(chǎn)氣剖面和井底流壓資料;資料錄取完成后，上提儀器儀器至油管鞋底部以下50 m，關(guān)井等待10 min［4］，繼續(xù)上提儀器直至起出井口。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)施工

現(xiàn)場(chǎng)施工可分為以下幾個(gè)重要步驟:

1)開工驗(yàn)收。測(cè)井隊(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)前需向甲方提供相關(guān)的作業(yè)票(證)，施工人員的各種安全資格證和培訓(xùn)證，以及各種設(shè)備的檢驗(yàn)合格證，待驗(yàn)收合格后方能進(jìn)入井場(chǎng);在甲方指引下合理擺放測(cè)井裝備;組織進(jìn)行一次有針對(duì)性的應(yīng)急演練。

2)井口連接。包括防噴裝置連接、輔助設(shè)備連接和井下儀器連接。

3)井口裝置試壓。需進(jìn)行高壓和低壓兩種壓力級(jí)別的測(cè)試，試壓時(shí)間為25 min，壓力變化小于1 psi 為合格。

4)資料錄取。試壓合格后，按照測(cè)井施工設(shè)計(jì)錄取壓力恢復(fù)、產(chǎn)氣剖面和穩(wěn)定試井?dāng)?shù)據(jù)。測(cè)井過程中，井口安排人員24 小時(shí)坐崗實(shí)時(shí)關(guān)注井口和防噴裝置的工作情況，出現(xiàn)異常情況及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處置并匯報(bào)給相關(guān)部門和現(xiàn)場(chǎng)帶班領(lǐng)導(dǎo);防噴裝置注脂壓力不小于井口壓力的2 倍;當(dāng)儀器通過井下工具前50 m 需將電纜速度降低至不大于600 m/h;距離井口100 m 時(shí)，速度小于600 m/h。

5)拆卸井口防噴裝置、儀器和測(cè)井輔助設(shè)備。儀器進(jìn)入防噴管后，關(guān)閉采氣樹四號(hào)閘門，通過采氣站放噴管線泄放防噴裝置內(nèi)的殘余壓力;關(guān)閉采氣樹七號(hào)閘門，通過試壓撬泵入頂替液將防噴管內(nèi)的殘余硫化氫氣體排出;拆卸防噴裝置、井下儀器和測(cè)井輔助設(shè)備。

6)井場(chǎng)交接。測(cè)井隊(duì)清潔施工井場(chǎng)，并與采氣站做好井場(chǎng)交接。

4.3 資料解釋

1)壓力恢復(fù)資料解釋。通過結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可從壓力恢復(fù)測(cè)試資料中獲取外推地層壓力、恢復(fù)末期地層壓力、平均地層壓力、井筒儲(chǔ)集系數(shù)、地層系數(shù)、有效滲透率、表皮系數(shù)、儲(chǔ)能比和導(dǎo)壓系數(shù)等數(shù)據(jù)［5］。

2)產(chǎn)氣剖測(cè)井資料解釋。識(shí)別井下產(chǎn)出層位置，精確計(jì)算各小層的產(chǎn)量。解釋成果見表3。

3)穩(wěn)定試井資料解釋。利用產(chǎn)氣剖面測(cè)井資料，可獲取每個(gè)工作制度下的穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的流壓和產(chǎn)量，再對(duì)不少于三個(gè)工作制度的產(chǎn)量和流壓進(jìn)行分析，可獲取該井無阻流量，并對(duì)該井產(chǎn)能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表3 X 井產(chǎn)氣剖面測(cè)井解釋成果表

5 結(jié)論與建議

1)采氣站點(diǎn)火放噴的泄壓方式釋放壓力過快，容易導(dǎo)致防噴裝置受損，建議放噴人員緩慢開啟放噴閘門，壓力釋放時(shí)間應(yīng)不少于30 min。

2)防硫電纜通過密封裝置后發(fā)生松鎧的可能性極高，建議每使用3 口井應(yīng)進(jìn)行一次電纜退鎧處理，且為了充分釋放電纜扭矩，建議每次下井時(shí)儀器串頂部加裝旋轉(zhuǎn)短節(jié)。

3)壓力恢復(fù)測(cè)試時(shí)，應(yīng)安排解釋人員現(xiàn)場(chǎng)能進(jìn)行資料解釋和評(píng)價(jià)，一旦測(cè)井資料達(dá)到預(yù)期的測(cè)井目的，應(yīng)及時(shí)停止測(cè)井施工，可有效提高測(cè)井時(shí)效和降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

4)由于使用5.6 mm 電纜需要克服的井口阻力僅為8 mm 電纜的二分之一，可有效減少下井儀器串配重，縮短下井儀器串和防噴管的長(zhǎng)度，降低施工風(fēng)險(xiǎn)和難度，建議使用5.6 mm 電纜進(jìn)行施工。

［1］馬永生，蔡勛育，郭旭升，等.普光氣田的發(fā)現(xiàn)［J］. 中國(guó)工程科學(xué)，2010，11(10):16 -19.

［2］彭鑫嶺，曾大乾，梁梅生，等. 普光高含硫化氫開發(fā)測(cè)井工藝優(yōu)選與應(yīng)用［J］. 天然氣工業(yè)，2012，32(11):32 -35.

［3］王景東，黃志明. 氣井變流量試井工藝技術(shù)［J］. 石油天然氣學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，28(1):110 -112.

［4］Mark Shaw，Willie Murdoch，et al.Elmar 10K Pressure School［M］.NOV Elmar，2003，Revision.2

［5］劉能強(qiáng). 實(shí)用現(xiàn)代試井解釋方法［M］. 北京:石油工業(yè)出版社，2008.