油氣田大井裸眼測試技術(shù)研究

李召 張傳政

摘 要：裸眼測試技術(shù)是當(dāng)前油田廣泛應(yīng)用的探測技術(shù)之一，通過下入測試工具抽取地層流體樣品以及對(duì)地層壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，除具備試油功能之外，還能正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層流體性質(zhì)，進(jìn)而提前預(yù)知油氣分布規(guī)律，由于該項(xiàng)技術(shù)對(duì)試油方案的制定具有重大影響，因此其應(yīng)用前景十分廣闊。

關(guān)鍵詞：油氣田；大井；裸眼測試技術(shù)

中圖分類號(hào)： TQ023 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）27-155-2

0 引言

近年來，多數(shù)油氣田大井開發(fā)都應(yīng)用裸眼測試技術(shù)，目的在于快速、有效獲取地層資料且能獲取多個(gè)儲(chǔ)集層的流體樣品。還可在短時(shí)間內(nèi)直接測定多層和單層流體壓力、性質(zhì)、地層滲透力和儲(chǔ)集層樣品，對(duì)后期制定試油方案都起著積極的促進(jìn)作用。

1 油氣田大井裸眼測試相關(guān)問題分析

油氣田大井裸眼測試中常見斜井、長裸眼和井眼等情況，尤其更加突出溫度四效應(yīng)、鼓脹、螺旋彎曲、管柱活塞，主要存在以下問題：①地層或開井下滑無法用封隔器封??；②不合理的測試工作制度，不配套的地面流程影響錄取資料正確性。③下鉆遇到困難，增加解封難度。④測試閥開關(guān)工具刺漏或失去靈活，操作失誤。

2 油氣田大井裸眼測試改革方式

裸眼測試涉及較多的因素，經(jīng)全面分析得知，應(yīng)從內(nèi)部和外部兩個(gè)方面解決問題，其中從內(nèi)部方面對(duì)測試工具儀表性能和工作制度進(jìn)行集中改進(jìn)，外部方面則主要調(diào)整井眼、井壁和泥漿等，第一，測試制度革新。改革制度將當(dāng)前的廣泛應(yīng)用的二開一關(guān)取代傳統(tǒng)的三開二關(guān)，盡量使一開能落實(shí)關(guān)進(jìn)測地層壓力物性資料和產(chǎn)量，用稠化水墊取代液墊，必要時(shí)可運(yùn)用氮?dú)鈮|調(diào)整壓差。測試時(shí)間取決于資料和地層物性，可適當(dāng)?shù)卦黾游补荛L度、測試壓差和測試時(shí)間。在增加尾管過程中要充分考慮其是否會(huì)受巖、彎曲、井眼和井壁的影響，特別是部分流動(dòng)的鹽膏層塑形較易導(dǎo)致卡鉆、套管等擠壓事故。對(duì)于坐封位置的選擇，一般裸眼井坐封會(huì)盡可能選擇在碳酸巖石、粘土巖、變質(zhì)巖、碎屑巖等，以規(guī)則井眼巖性致密井段為主，自然R會(huì)高于基值，有較高的自然電位。第二，改進(jìn)測試灌柱結(jié)構(gòu)。通過擇優(yōu)選擇相關(guān)配件提高M(jìn)FE系列測試工具性能，分析各類測試工具特點(diǎn)得知，一般油氣田大井裸眼測試工具會(huì)分為以下四種情況：①HST測試工具會(huì)應(yīng)用在井深3500m以上和壓差大于30MPa井段。②MFE工具應(yīng)用在井深3500m以內(nèi)和壓差小于30MPa。③采用膨脹泵測試無法支撐的尾管。④高溫度和高地層壓力的井下測試閥，通過改變測試管柱結(jié)構(gòu)和將部分測試工具放置在預(yù)定位置，根據(jù)井眼加工定做不同尺寸性能的托盤、膠筒、封隔器等相關(guān)工具配件。不同測試方式也有不同的特點(diǎn)，例如MFE測試技術(shù)能滿足常壓、常溫測試，將高溫件更換后能大幅度提升性能，然而摩阻大時(shí)以及薄弱的取樣器增大開關(guān)操作難度，換位系統(tǒng)在復(fù)合套管和組合鉆具中較易出現(xiàn)問題。下RD閥測試或不帶閥測試適用于超高溫、高壓裸眼層測試，只能井下或地面單次關(guān)井，錄取資料時(shí)不詳細(xì)。膨脹泵式可滿足裸眼跨隔測試需求，然而其對(duì)工具操作、泥漿以及井眼有較高的標(biāo)準(zhǔn)。第三，提高測試工具穩(wěn)定性。通過對(duì)硅橡膠、晴橡膠、氟橡膠等多種密封材料對(duì)比分析得知，氟橡膠基質(zhì)材料在裸眼測試技術(shù)中有較好的應(yīng)用效果。對(duì)于測試閥也應(yīng)進(jìn)行改造，例如換位機(jī)構(gòu)應(yīng)改為三點(diǎn)上下滑動(dòng)換位，測試工具中震擊器、MFE和裸眼旁通延時(shí)時(shí)間等各項(xiàng)工具必須相適應(yīng)，針對(duì)油氣田大井裸眼測試要借助改變液壓油粘度和配件間隙對(duì)延時(shí)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。第四，改善泥漿性能和井眼。在不影響原泥漿性質(zhì)的基礎(chǔ)上加入潤滑劑、防塌抑制劑等藥物使泥漿能低失水和低磨阻，可將泥餅涂抹在井壁上形成保護(hù)膜，目的在于使井壁有良好的懸浮性和流變性，最重要的是能促使井底堅(jiān)實(shí)和井眼通暢。第五，改進(jìn)地面流程。取消井口薄弱的接頭，安裝旋塞閥、大閘門，控制井口雙翼，將大閘門和鉆具通過加工捆綁在一體，之后運(yùn)用硬管線連接采油樹，最后放在鉆臺(tái)下面。選用60MPa以上型作為井口閘門，連接管線也采用高壓硬管線和73mm油管，優(yōu)化求產(chǎn)程序以及合理選擇放噴制度。設(shè)置相應(yīng)的破裂盤打開值時(shí)可根據(jù)管線承壓指標(biāo)，一定程度上能增強(qiáng)核心設(shè)備的防護(hù)能力。

3 油氣田大井裸眼測試技術(shù)

3.1 完井方式選擇

本文研究的油氣田大井在多年生產(chǎn)中經(jīng)數(shù)次調(diào)整形成了和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件相契合的井身結(jié)構(gòu)方案，裸眼完井方式為奧陶系頂部200m油氣田大井。該方案指運(yùn)用鉆頭在井中鉆至奧陶系頂界，之后下技術(shù)套管和注入水泥，以此固定大井，再運(yùn)用小一級(jí)的鉆頭鉆開奧陶系存儲(chǔ)層，一直到井深完井，完井階段即整個(gè)裸眼階段。奧陶系碳酸巖地層對(duì)裸眼測試技術(shù)有以下兩個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：①碳酸鹽巖地層巖性井徑規(guī)則，穩(wěn)定，堅(jiān)固且不易垮塌，為裸眼測試技術(shù)創(chuàng)造了較好的井眼環(huán)境，再加上測試風(fēng)險(xiǎn)較小，有較高的成功率。②裸眼段長、井深5800m±、溫度高、壓力高及產(chǎn)量高，對(duì)橡膠密封件等井下測試儀器有較高的要求，也增加了開管井操作難度。根據(jù)上述兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)和多年實(shí)踐探索適合油氣田大井裸眼、高溫、深井的測試方法。

3.2 測試方式選擇

首先原鉆具測試；該測試方式一般常運(yùn)用在鉆遇過程中對(duì)于較大的放空井段，通過測試技術(shù)解決起鉆困難和嚴(yán)重流失的泥漿等地層產(chǎn)液相關(guān)情況。具體測試技術(shù)操作為，將鉆頭放入套管內(nèi)且關(guān)閉鉆井防噴器半封閘板，同時(shí)把控制頭安裝于井口內(nèi)，借助在鉆桿內(nèi)注入的輕質(zhì)油形成生產(chǎn)壓差，目的在于順利產(chǎn)出地層流體。該測試方式操作方便，但唯一不足的是操作中油套會(huì)被無封隔器環(huán)空封隔，放噴求產(chǎn)時(shí)控制井田時(shí)存在相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。其次座套側(cè)裸測試；該測試技術(shù)接近套管，一般會(huì)在鉆遇好的時(shí)候顯示層段，套管封隔器座封存在于7套管內(nèi)，裸眼測試井段通常為堅(jiān)固、穩(wěn)定且井徑規(guī)則且不易垮塌的碳酸鹽地層，因此該測試技術(shù)有較小的風(fēng)險(xiǎn)。第三裸眼雙封測試；對(duì)于長裸眼井段中鉆遇良好的油氣顯示層段時(shí)應(yīng)明確層段的產(chǎn)量和液性，應(yīng)先通過二流二關(guān)測試目的層段。和砂泥巖裸眼地層相比碳酸鹽巖地層巖性井徑規(guī)則，穩(wěn)定，堅(jiān)固且不易垮塌，所以測試風(fēng)險(xiǎn)較小，有較高的成功率。

3.3 測試管串、壓差、制度

選擇測試貫串通常要考慮兩方面因素，一方面所選擇的測試管串要便于開關(guān)操作，可在不解封封隔器的同時(shí)使順利打開多流測試器。另一方面選擇能有效封隔油套環(huán)空的封隔器。本文研究的油氣田大井溫度為104℃～125℃，井深為5700～6200m，根據(jù)這種大井情況對(duì)于座套裸眼測試方案，選擇RTTS等套管封隔器，同時(shí)選擇135℃～160℃的膠皮，把一定數(shù)量的鉆鋌加入到套管封隔器和多流測試器上。而對(duì)于裸眼雙封方式，選擇135℃～160℃耐溫的封隔器膠皮，其外徑要小于座封井段。測試壓差方面，一般對(duì)碳酸鹽巖地層巖性致密的油田大井所選擇的測試壓差都相對(duì)較大。對(duì)于座套測裸測試則選擇25～30MPa測試壓差，對(duì)于裸眼雙封測試則選用20～25MPa測試壓差，因此近年來在測試壓差進(jìn)行裸眼測試從未發(fā)生井壁垮塌事件。在測試制度方面，由于井壁缺乏穩(wěn)定性，砂泥巖裸眼地層在運(yùn)用測試技術(shù)過程中可能會(huì)因垮塌的井壁而掩埋測試儀器，因此要求在測試砂泥巖中流動(dòng)時(shí)間不超過8h。而對(duì)于碳酸鹽巖地層油田來說，由于巖性穩(wěn)定和堅(jiān)固且是不易垮塌，一般測試時(shí)間較長，因?yàn)榇祟愑吞锎缶畠?chǔ)層為縫洞型儲(chǔ)層，油氣運(yùn)移和儲(chǔ)集的通道為縫洞，油藏的開采借助巖石、水和油三相的彈性膨脹作用，若定容體沒有較大的規(guī)?；虬l(fā)育的溶洞和裂縫沒有延伸的較遠(yuǎn)的地方，那么則失去了油田開采價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，油氣田大井裸眼測試技術(shù)豐富了勘探方式，尤其在應(yīng)用中減少了無效工序，縮短鉆井周期和試油時(shí)間。對(duì)于一項(xiàng)趨于完善的測試技術(shù)，不管是地面計(jì)算機(jī)監(jiān)測處理系統(tǒng)還是井下工具都有完整的配套。在識(shí)別儲(chǔ)集層流體性質(zhì)以及獲取流體樣品、地層溫度以及地層壓力等方面的準(zhǔn)確程度都高于其他檢測方式?？梢哉f裸眼測試技術(shù)是除試油外全新的獲取資料測試技術(shù)，和當(dāng)前勘探開技術(shù)所強(qiáng)調(diào)的客觀發(fā)展要求相適應(yīng)，更重要的是為油氣田大井的深度開發(fā)創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王興勝.莊2井大井徑長裸眼井段鉆井液技術(shù)探索[J].蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（1）：11-12.

[2] 于松法，陳林，張歡慶，等.迪那204井超長大裸眼井段鉆井液技術(shù)[J].鉆采工藝，2011，34（1）：19-21.