海上高溫高壓氣井裸眼測試工藝實踐

李祝軍

（中海油能源股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司，廣東湛江524057）

中國南海海域有著豐富的油氣資源，高溫高壓是目前南海西部勘探開發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。隨著海上油氣勘探開發(fā)的深入及發(fā)展，近年來南海西部油田油氣勘探方向已逐步由常溫常壓向高溫高壓領(lǐng)域拓展，這對高溫高壓井的測試評價手段也提出了更高的要求。海上高溫高壓探井測試尚處于探索階段，常采用套管內(nèi)射孔測試，裸眼測試風(fēng)險。

DF13-X-X井是位于鶯歌海盆地東方某構(gòu)造東塊南部高點上的一口評價井，目的層是黃流組一段砂體，主要為灰色泥質(zhì)粉砂巖、淺灰色細(xì)砂巖，裸眼井段為2897～3000m，裸眼尺寸為?149.225mm。由于目前世界上常規(guī)的測試工具的尺寸限制，短期內(nèi)無法滿足小井眼下套管射孔測試的要求，加上實鉆地層孔滲條件較差，經(jīng)多方論證采用裸眼中途測試方式進(jìn)行地層測試，采用裸眼復(fù)合射孔技術(shù)以增加泄流面積，采用調(diào)整后的Duratherm鉆井液體系作為測試液，密度為1.98g/cm3，裸眼射孔段為2906～2912m。

1 高溫高壓井裸眼測試難點

（1）鉆井液沉降穩(wěn)定性受溫度影響較大[1]。該井井底溫度高達(dá)150℃，而測試時要求鉆井液至少靜置48h以上，若鉆井液熱穩(wěn)定性差極易分相沉淀，導(dǎo)致測試管柱埋卡。

（2）鉆井過程中采用密度為1.98g/cm3的鉆井液平衡地層，需要采用如此高比重的鉆井液作為測試液，對測試工具的要求高，且常規(guī)的井下測試工具溫度壓力等級不滿足要求[1-3]。

（3）目的層屬于低孔低滲氣層，為了提高儲層段的泄流面積，采用下入外套式復(fù)合射孔槍對裸眼儲層射孔，該射孔技術(shù)的特點是復(fù)合火藥燃燒瞬間產(chǎn)生巨大壓力高達(dá)79MPa，易造成裸眼段的垮塌，存在埋測試管柱的風(fēng)險。

（4）裸眼段射孔槍點火問題。由于裸眼測試無法采用常規(guī)的壓力點火方式，只能選擇投棒點火，但是1.98g/cm3的鉆井液調(diào)整后的測試液里面重晶石含量高，在開井后，測試液墊與測試液接觸地方極易造成重晶石沉淀，沉淀的重晶石堆積在點火頭上，易導(dǎo)致投棒點火失敗。

（5）鉆井液比重高，高溫高壓井在鉆井轉(zhuǎn)入測試后，測試與鉆井時井筒內(nèi)始終保持循環(huán)不同，如果井壁上的泥餅沒有刮干凈，因測試過程中環(huán)空測試液靜止不動,泥餅及重晶石會沉淀，若沉淀較多，會埋測試管柱而卡鉆。高比重測試液長期靜止容易導(dǎo)致測試液傳壓性能不好，將導(dǎo)致工具不能正常動作，不能正常開井、關(guān)井測試及壓井，測試失敗。

（6）高溫高壓裸眼測試一般采用永久式封隔器，插入密封進(jìn)入永久式封隔器密封筒時，由于測試管柱帶有關(guān)閉的測試閥，活塞效應(yīng)導(dǎo)致存在測試管柱下不到位的風(fēng)險。

2 海上高溫高壓氣井裸眼測試技術(shù)

2.1 測試液性能的控制

性能良好的測試液在高溫高壓裸眼測試過程中可起到關(guān)鍵的作用，目前國內(nèi)外主要研究與應(yīng)用高密度抗高溫的測試液，常見的是無固相鹽水測試液和利用鉆井液調(diào)整成的測試液2種，鉆井液調(diào)整成的測試液則是高溫高壓裸眼測試中常見的體系。但是比重高達(dá)1.98g/cm3的鉆井液調(diào)整成的測試液的性能控制難度較大。

下測試管柱前下入刮管器進(jìn)行通井及井壁刮削，避免下測試管柱過程中井壁的雜物聚集在封隔器位置或套管毛刺等對封隔器的損壞，通過這種方式確保井眼順暢。

通過精細(xì)化循環(huán)調(diào)整鉆井液性能，根據(jù)出口測試液性能變化情況，加入適量的不同處理劑，保證泥漿在井筒內(nèi)靜止7d以上不沉淀。最終調(diào)整成測試液井筒內(nèi)測試液性能：測試液比重：1.98～1.99g/cm3，漏斗粘度：60～65s，YP：15～20Pa，10min切力14～15Pa。在循環(huán)結(jié)束前，取調(diào)整好的測試液常溫和水浴（97℃）下定期觀察和檢測性能。性能要求：

（1）穩(wěn)定性好，井下靜止7d以上不發(fā)生沉淀；

（2）抗高溫性能好，井下溫度150℃條件下，測試液不發(fā)生水土分層和沉淀；

（3）測試液傳壓性能要好，靜止7d以上，能保證井下壓控工具（如測試閥和壓井閥等）的正常操作，以及循環(huán)壓井的正常進(jìn)行。

2.2 測試管柱的優(yōu)化

（1）測試管柱優(yōu)化[4]?？紤]到封隔器需要承受巨大壓差，并且此次測試液采用1.98g/cm3，為避免高比重測試液沉淀埋管柱，決定選用永久式封隔器代替常規(guī)的RTTS封隔器，下入測試管柱前，電纜下入永久封隔器，永久式封隔器能夠滿足插入密封插入到位后，能承受地層大的壓差。常規(guī)測試管柱外徑較大，與套管間隙過小，卡鉆風(fēng)險大，選用外徑小的設(shè)備來代替，常規(guī)的內(nèi)置式壓力計托筒外徑為146mm，內(nèi)徑54mm，此次采用外掛式壓力計托筒外徑為127.5mm，內(nèi)徑50mm。

（2）低孔低滲裸眼測試壓差大，裸眼段垮塌風(fēng)險高，為了避免裸眼段垮塌埋管柱，測試管柱下部安裝機(jī)械點火頭丟槍裝置。丟槍裝置下部管柱需滿足在1.98g/cm3測試液里自動釋放的重量要求，本次射孔段長度較短，實際只需要2根槍即可滿足裝射孔彈要求，為了滿足自動釋放最低重量在下部多增加幾根空槍，在點火的瞬間銷釘剪切，自動釋放掉裸眼段內(nèi)部的射孔槍，該井測試管柱如圖1所示。

圖1 裸眼測試管柱結(jié)構(gòu)

2.3 作業(yè)工序的優(yōu)化

（1）在下入測試閥之后，配制了漏斗粘度55～60s的膠液作為隔離液，在測試閥上部灌入150m隔離液，有效防止了海水液墊與測試閥下測試液混合產(chǎn)生沉淀埋點火頭，保證了投棒點火成功。

（2）考慮到測試管柱在深井及高溫情況的各種作業(yè)工況下，管柱會伸縮，插入密封必須要進(jìn)入永久封隔器下部密封筒內(nèi)部一定長度，測試管柱下入過程中測試閥處于關(guān)閉狀態(tài)，在插入密封有密封進(jìn)入永久式封隔器密封筒后，管柱帶有關(guān)閉的測試閥，下放過程中會逐漸壓縮封隔器以下的裸眼段內(nèi)測試液，形成活塞效應(yīng)導(dǎo)致憋壓，無法將封隔器插入到設(shè)計位置。通過關(guān)閉萬能BOP環(huán)空加壓打開測試閥，保證測試管柱內(nèi)上下連通的狀態(tài)，由井口油嘴管匯控制井口壓力，通過井口一邊放壓一邊插入管柱的操作方式來實現(xiàn)封隔器正常插入到設(shè)計位置。

2.4 合理工作制度的制定

對于砂泥巖裸眼地層，由于井壁不穩(wěn)定，可能出現(xiàn)井壁垮塌而埋測試管柱的情況，同時中途測試的目的是求取地層液性，因此在砂泥巖裸眼地層進(jìn)行中途測試，通常只進(jìn)行一開并且流動時間不超過8h[6]。在設(shè)計地層測試工作制度時，在充分考慮地層本身孔滲特點基礎(chǔ)上，還要重點考慮如何防止裸眼測試存在的風(fēng)險。

在測試過程中，對于自噴能力差的儲層，流體需要較長時間才能流至地面，這時應(yīng)當(dāng)以確定流體類型為第一要點，盡可能地加大開井時間。對于有自噴能力的高溫高壓低滲井，可以借用修正等時試井確定工作制度的成功經(jīng)驗，一般等時間隔為4h。大多數(shù)井在關(guān)井2h后，井筒儲集效應(yīng)已基本結(jié)束，因此如果遇到低滲井，則考慮開井4～6h，初關(guān)井8h。二開井還可通過人工舉升等措施，加快地層流體流至地面，二開井可根據(jù)測試液安全靜止時間設(shè)置時間節(jié)點，二關(guān)井一般根據(jù)海上歷年的試井曲線總結(jié)和統(tǒng)計，一般選擇在20～30h。

本井在設(shè)置測試工作制度時，結(jié)合了儲層低滲特點，充分考慮測試液安全靜止時間，設(shè)置兩開一關(guān)的工作制度。

3 應(yīng)用成果

DF13-X-X井裸眼測試，通過應(yīng)用該工藝，裸眼射孔獲得增產(chǎn)效果，資料錄取結(jié)束后順利起出了測試管柱，取得了完整的兩開一關(guān)壓力曲線。根據(jù)對關(guān)井雙對數(shù)曲線的擬合分析∶地層壓力系數(shù)為1.918，測點地層溫度為149℃(測點井深為2849.57m)，獲得地層日產(chǎn)天然氣8.4×104m3，圓滿實現(xiàn)了地質(zhì)目的。

4 結(jié)論

（1）南海西部油田鶯歌海盆地自營首口高溫高壓氣井裸眼測試的成功實踐，說明海上高溫高壓裸眼測試測試工藝在高溫高壓井況下可以應(yīng)用，對指導(dǎo)后續(xù)海上高溫高壓井裸眼測試具有重要意義。

（2）優(yōu)良的測試液性能和合適的測試管柱工藝是高溫高壓裸眼測試成功的關(guān)鍵。該井在下入裸眼測試管柱之前調(diào)整測試液性能，保證了測試液性能的穩(wěn)定時間和井壁的穩(wěn)定性；通過改變封隔器的類型，優(yōu)化測試管柱結(jié)構(gòu)，在測試結(jié)束后成功解封測試管柱，保證了井下資料的成功獲得。

（3）做好井筒清潔工作，保障封隔器的良好密封性能，取全取準(zhǔn)了各項資料。