川东北高温高压含硫气井完井测试技术

川东北高温高压含硫气井完井测试技术

摘要:川东北地区蕴藏着丰富的天然气资源,并且具有高产(天然气无阻流量最高达100×104m3/d及以上)、高压(50～120 MPa)、高含H2S(5%～40%)和井深(5000～7500 m)的“三高、一深”特点,试气测试施工难度大,对试气测试工艺技术要求高,经过多年不断的实践和完善,逐渐配套完善了超深、高温、高压、高含硫井下测试工具和地面试气流程。本文通过介绍常用的测试技术,有助于进一步推广和提高超深、高温、高压、高含硫气井测试的一次成功率。

关键词:APR测试HP阀OMNI阀气举

川东北油气田以产天然气为主,普遍具有压力高、温度高、H2S 高、产量高等特点,给试气测试工作带来了巨大的挑战。经过多年了摸索,逐步形成多项完井测试联作技术。四川常把井深4000～6000 m 的井叫做深井,而把超过井深6000 ｍ以上的井叫做超深井。相应来讲,超深井试气就是指井深超过6000 m井的试气。超深井具有地层压力大,地层温度高的特点。目前国际上把超深井试油叫做高温高压井测试。高温高压井测试(国外简称HTHP)指在恶劣条件下井的测试,一般规定了一定的压力和温度界线。比如哈里伯顿公司HTHP指:压力70 MPa以上,温度150 ℃以上,含H2S、CO2。而斯伦贝谢公司HTHP指:压力105 MPa以上,温度210 ℃以上。我国目前规定:当地层压力大于或等于100 MPa或地层温度大于或等于150 ℃,含H2S大于或等于3%,含CO2大于或等于3%的油气井测试叫做高温高压井测试。

1 裸眼测试技术

1.1 采用带OMNI阀(带球阀)APR测试工艺

测试管柱结构(自上而下):悬挂器+防硫油管＋断销式反循环阀＋防硫油管+OMNI阀(带球阀)+RD安全循环阀+电子压力计托筒＋VR 安全接头＋RD循环阀+RTTS封隔器＋防硫油管+接箍。

工艺流程:管柱中的OMNI阀在下井的时候循环孔出于开启位置,球阀关闭。当封隔器坐封后,采用CMC稠化水将OMNI阀循环孔以上井筒泥浆全部替出,然后油管正注液氮,通过套管返出液量计算油管掏空深度,之后通过操作环空压力关闭OMNI阀循环孔,即可进行测试。

工艺特点:利用一趟管柱,实现了替浆、气举、测试联合作业。

1.2 采用带HP阀APR测试工艺

测试管柱结构(自上而下):悬挂器+防硫油管+断销式反循环阀+RD安全循环阀＋HP测试阀+液压旁通+RD循环阀+RTTS安全接头＋RTTS封隔器＋压力计托筒＋筛管＋防硫油管＋丝堵。

工艺流程:管柱中的HP阀处于关闭状态,下钻过程中油管内加液垫,设计合理的掏空深度,当封隔器坐封后,油管打压打开HP测试阀,即可进行测试。

工艺特点:该工艺适宜于清水压井测试的井,也可以进行注液氮进

行吞吐排液。

1.3 采用带OMNI阀(不带球阀)APR测试工艺

测试管柱结构:悬挂器+防硫油管+OMNI阀(不带球阀)+RD安全循环阀+压力计托筒+RD循环阀+震击器+RTTS安全接头+ST旁通+RTTS封隔器+防硫油管+接箍。

工艺流程:OMNI阀的循环孔以开启的状态入井,并且球阀部分被去掉。当管柱坐封以后,先采用CMC稠化水替出OMNI阀循环孔以上井筒内的泥浆,对于地层压力高的井通过操作环空压力关闭OMNI阀,即可进行测试；对于地层压力低,排液困难的井,油管正注液氮,根据套管返出液量,计算油管掏空合理的深度,再操作环空压力关闭OMNI循环孔,随后测试作业。

工艺特点:利用一趟管柱,实现了替浆、气举、测试的联合作业。在替浆控制好泵压和回压,使液柱压力大于地层压力,防止地层流体侵入井筒；在注液氮不能将液氮替至环空。

1.4 采用带OMNI阀(不带球阀)+HP阀的APR测试工艺

测试管柱结构:悬挂器+防硫油管+OMNI阀(不带球阀)+RD安全循环阀＋电子压力计托筒＋HP开关阀+RD循环阀＋震击器+RTTS安全接头+ST旁通阀＋RTTS封隔器＋防硫油管＋筛管+防硫油管+丝堵。

工艺流程:OMNI阀的循环孔以开启的状态入井,并且球阀部分被去掉,HP开关阀以关闭的状态入井。当封隔器坐封以后,先采用CMC 稠化水替出OMNI阀循环孔以上井筒内的泥浆,关闭OMNI阀循环孔,油管加压打开HP开关阀,即可进行测试。

工艺特点:利用一趟管柱,实现了替浆、气举、测试的联合作业。管柱结构有OMNI阀(不带球阀)+HP阀,在替泥浆的过程中,地层流体不会因为液柱压力的下降侵入井筒,若后期排液困难可以操作OMNI 阀进行气举排液。

2 多项APR测试联作工艺技术

2.1 射孔测试联作工艺

测试管柱结构:悬挂器+防硫油管+定位短节+防硫油管+定位短节+防硫油管+RD安全循环阀+防硫油管1根+LPR-N阀+压力计托筒+液压旁通阀+RD循环阀+RTTS安全接头+射孔传压旁通+RTTS封隔器+射孔筛管+射孔旁通+防硫油管+纵向减震器+防硫油管+压力起爆器+射孔枪+下部压力起爆器。

工艺流程:下钻过程中,LPR-N阀处于关闭状态,向油管内加部分清水液垫,在油管、测试工具抗外挤强度允许的情况下尽量掏空,形成负压,通过环空打压,引爆射孔弹射孔和打开LPR-N测试阀,开井后诱使地层的流体进入井筒,进而喷出井口,实现诱喷的目的。通过放掉环空压力来关闭LPR-N阀实现地下关井,测地层压力恢复。

工艺特点:通过环空打、放压实现LRR-N阀的开启和关闭,试气测试过程中不用动管柱,井口安装采气树,确保了井口的安全,操作方便。

2.2 射孔酸压测试三联作工艺

测试管柱结构:悬挂器+防硫油管+伸缩节+防硫油管+伸缩节+防硫油管+定位短节+防硫油管+定位短节+防硫油管+OMNI阀(不带球阀)+RD安全循环阀+压力计托筒+液压旁通阀+液压震击器+RD循环阀+RTTS安全接头+RTTS封隔器+防硫油管+纵向减震器+防硫油管+射孔筛管+压力起爆器+射孔枪+下部压力起爆器。

工艺流程:OMNI阀的循环孔以开启的状态入井,并且球阀部分被去掉。当管柱坐封以后,上面的一组伸缩节处于拉伸状态,下面的一组伸缩节处于压缩状态,油管替酸至OMNI阀上方500 m,然后操作环空压力关闭其循环孔,环空打压对封隔器进行验封,保持环空压力,油管加压射孔,随后进行酸化(酸压)、排液、测试作业。求产结束后,考虑到测试工具及管柱的承受压差,先进行地面关井,等井口压力恢复到一定值时打开RD安全循环阀破裂盘,清水洗井脱气后井口蹩压地下关井测压力恢复。测压力恢复结束后,采用合适密度的压井液打开RD循环阀进行堵漏压井、解封、起出测试管柱。

工艺特点:利用一趟管柱,直接实现了射孔、酸化(酸压)、测试三联合作业,减少了起下工具次数和压井次数,减小了地层污染,节约了测试时间和成本,经济效益十分明显。采用酸液压井,油管加压引爆射