高溫深井試油測(cè)試技術(shù)探討

方曉明

(長(zhǎng)城鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司,遼寧盤錦 124010)

高溫深井試油測(cè)試技術(shù)探討

方曉明

(長(zhǎng)城鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司,遼寧盤錦 124010)

伴隨者經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)能源特別是油氣資源的需求越來(lái)越大。這使得我國(guó)油田開發(fā)的力度也不斷加大，越來(lái)越多的石油勘探和開采需要在高溫深井中進(jìn)行。與普通油井相比，在高溫深井中作業(yè)，難度和風(fēng)險(xiǎn)都很高，非常容易出現(xiàn)安全事故。這就使得企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)試油測(cè)試技術(shù)的研究。本文通過(guò)分析高溫深井的特點(diǎn),介紹了幾種主要的試油測(cè)試技術(shù)。

高溫深井 技術(shù) 石油

試油測(cè)試是勘探和開采石油的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，技術(shù)人員能初步了解油氣層的壓力以及溫度等非常重要的數(shù)據(jù)資料，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)粗略地計(jì)算出產(chǎn)油層的油氣儲(chǔ)存量，為進(jìn)一步開發(fā)油田提供支持。我們通常將深度高于3000米，地層溫度高于120度的油井稱為高溫深井。隨著石油工程研究的深入，它已經(jīng)成為我們今后石油開采工程所要面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。

1 高溫深井在勘探和開采方面存在的問(wèn)題

當(dāng)下高溫深井的試油測(cè)試工作主要存在以下幾大難點(diǎn)：①在選用堵劑方面。一般的有機(jī)類堵劑耐溫性能很差，如果采用樹脂類有機(jī)堵劑，將會(huì)造成反應(yīng)太快、卡管柱的現(xiàn)象。而如果用水泥這類無(wú)機(jī)類產(chǎn)品，風(fēng)險(xiǎn)又太高。②在選用管柱方面。一般都要下雙封將上下層隔開，這無(wú)形之中加大了企業(yè)的施工難度，卡封現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。③在高溫深井下進(jìn)行勘探和開采工作，常常需要密封性能強(qiáng)，能耐高溫，耐腐蝕的試油測(cè)試工具。一般的管柱很容易發(fā)生變形、破裂的現(xiàn)象，增加施工的操作難度和生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。④在對(duì)試油的測(cè)試方案進(jìn)行的設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其可操作性進(jìn)行不斷論證，特別是在鉆井時(shí)需要實(shí)時(shí)監(jiān)督再加上相關(guān)的計(jì)量體系、試油設(shè)計(jì)軟件等還沒(méi)有成型，這無(wú)形中增加了高溫深井試油測(cè)試的設(shè)計(jì)難度。

2 試油測(cè)試技術(shù)

2.1 測(cè)試管柱技術(shù)

本文主要介紹了MFE測(cè)試管柱、APR測(cè)試管柱以及MLT測(cè)試管柱的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1.1 MFE測(cè)試管柱

首先我們要知道：測(cè)試是通過(guò)井下測(cè)試閥開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)開關(guān)井，通過(guò)這樣的方法使地層流動(dòng)或壓力恢復(fù)（降落），給地層激動(dòng)信號(hào)，并通過(guò)井下壓力計(jì)接收并存儲(chǔ)地層的反應(yīng)信號(hào)，在地面回放壓力計(jì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，從而得到地層參數(shù)。MFE的英文意思為“多流測(cè)試閥”，它的作用就是一個(gè)井下開關(guān)。它的工作原理原理和圓珠筆類似。MFE測(cè)管柱的優(yōu)勢(shì)在于它的整體結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，在對(duì)其進(jìn)維護(hù)時(shí)較為便捷。[1]相比APR測(cè)試管柱，地面的工作人員能對(duì)清楚地知道井底測(cè)試閥門的位置。它的缺點(diǎn)在于很難把握上提高度，容易造成封隔器松動(dòng)。

2.1.2 APR測(cè)試管柱

APR測(cè)試管柱是利用用環(huán)空壓力來(lái)控制閥門的開關(guān)。它的優(yōu)勢(shì)在于管柱中存有一段伸縮長(zhǎng)度，它可以幫助管柱進(jìn)行壓縮或者伸長(zhǎng)，無(wú)須調(diào)動(dòng)管柱。在操作層面上來(lái)說(shuō)，成 功率更高，安全系數(shù)也大。其次，管柱的孔徑較大，而管柱所受到的流動(dòng)阻力與其孔徑息息相關(guān)的。根據(jù)達(dá)西一維斯巴赫公式：，其中，d表示管柱的孔徑。換而言之，管徑越大，其受到的流動(dòng)阻力就越小，可以有效地防治地層污染。它的缺點(diǎn)在于在高壓井中，有些時(shí)候不容易打開球閥，亦或是球閥本體會(huì)因?yàn)殚_井時(shí)刻的瞬時(shí)高速流體的通過(guò)而損壞，造成測(cè)試閥漏的現(xiàn)象，測(cè)試需要較高的人工成本，耗費(fèi)大量的時(shí)間。

2.1.3 MLT測(cè)試管柱

MLT測(cè)試管柱可以說(shuō)是MFE測(cè)試管柱的改裝版。它的優(yōu)點(diǎn)在于：首先，它將原來(lái)的液壓鎖緊變成了機(jī)械鎖緊。這使得它的換位更加靈活，哪怕是上提不到位也不會(huì)使得換位產(chǎn)生問(wèn)題?？梢杂行У乇苊鈸Q位機(jī)構(gòu)出現(xiàn)損。其次，一次性測(cè)試成功的幾率大，不容易由于操作失誤導(dǎo)致測(cè)試失敗。再者，它的操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作人員的技能要求不高，操作人員無(wú)需擔(dān)心上提多了造成封隔器松動(dòng)，即使是非專業(yè)的測(cè)試人員也可做到這一點(diǎn)。此外，開井時(shí)地面有清晰的管柱自由下落顯示。

2.2 防凍堵技術(shù)

由于高壓深井的具有壓強(qiáng)大、深度大的特點(diǎn)，在冬季，試油測(cè)試前期很容易出現(xiàn)水合物凍堵的現(xiàn)象。技術(shù)人員需要利用采油樹節(jié)點(diǎn)的溫度監(jiān)控來(lái)檢測(cè)溫度的變化，以提前做好預(yù)警工作。首先從采油樹立管到加熱爐的回壓管線加伴熱油管線；將伴熱管線和油管埋在地面1米以下，避免地面熱量流失；伴熱管線保證給輸油管線的供熱，提高溫度，防止凍堵。其次通過(guò)在加熱爐處來(lái)進(jìn)行二級(jí)節(jié)流；控制液量，使得液體流速變慢，液體在加熱爐中有足夠的時(shí)間能夠加溫，并使伴熱管線中液體有較高的溫度，以便給回壓管線傳熱，防止回壓管線凍堵。

針對(duì)采油樹主通徑凍堵，采用安裝井下節(jié)流器的方法解除凍堵，前期使用效果顯著。但是為了長(zhǎng)期的生產(chǎn)需要，制定了一套防治凍堵管理試行辦法，如要對(duì)巡檢周期，油嘴、壓力、井溫監(jiān)控，倒翼等各個(gè)方法都擬定了詳細(xì)規(guī)范。

在凍堵防治工作上，技術(shù)人員可以積極地推行節(jié)點(diǎn)控制管理，從地層至井筒、井口、地面管線的溫度監(jiān)測(cè)著手，判斷凍堵初始源頭（監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示油嘴套后、采油樹主通徑套管懸掛節(jié)流處為凍堵源頭），制定并完善日?；貕禾釡?、電加熱、倒翼和異常正注熱油解堵的防治措施，同時(shí)積極實(shí)踐井下節(jié)流技術(shù)。

2.3 高溫深井固井水泥漿技術(shù)

某些油井的底部溫度特別高，流動(dòng)阻力大。下套管后，循環(huán)排量變小，砂子等雜物不容易被帶出，使得固井的風(fēng)險(xiǎn)極高。為了更好地固井，技術(shù)人員需要認(rèn)真審視鉆井液、前置液以及水泥漿的相容性，利用高性能的水泥漿，優(yōu)化固井前置液設(shè)計(jì)，確保前置液具備良好的沖洗、隔離效果。同時(shí)改用高溫水泥外加劑，如抗230攝氏度高溫水泥緩凝劑DHTR400、抗200攝氏度高溫水泥降失水劑DHTF-3、抗200攝氏度高溫懸浮穩(wěn)定劑DHTS-1等重要穩(wěn)定劑。再者，為了得到零析水、直角稠化的水泥漿，技術(shù)人員還需采用高性能的地面混制設(shè)備，讓水泥漿在高溫的狀態(tài)45°斜角下析水為0ml。[2]另外，在前置液的設(shè)計(jì)方面，除了要適當(dāng)增多前置液的用量外，還要在前置液中投入部分表面活性劑，以提高固井界面膠結(jié)性能。

2.4 儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)

在鉆井過(guò)程中，鉆井液的固相顆粒會(huì)隨流體一起進(jìn)入油氣層，造成油氣通道堵塞，出現(xiàn)油氣層損害。為了防止鉆井液擠注，而采取的保護(hù)措施稱之為儲(chǔ)層保護(hù)。技術(shù)人員可以采用固控技術(shù)，采用與油井地層特征相適宜的鉆井液，以減少固相顆粒進(jìn)入油氣層的幾率，維護(hù)井壁的穩(wěn)定，并在鉆井液進(jìn)入油氣層前加入油溶性、酸溶性等保護(hù)劑，以減少壓差對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

3 結(jié)語(yǔ)

為了體現(xiàn)油氣田綠色開發(fā)的原則，降低石油開采的風(fēng)險(xiǎn)，各個(gè)企業(yè)必須加大對(duì)高溫深井試油測(cè)試技術(shù)的研究力度。將研究的重點(diǎn)放在測(cè)試管柱技術(shù)、防凍堵技術(shù)、高溫深井固井水泥漿技術(shù)、儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)方面，使得企業(yè)以技術(shù)為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)石油的高效生產(chǎn)。

[1]崔朋輝.MFE測(cè)試器在大慶深層氣井中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工,2010,06.

[2]戴建文.抗200℃高溫水泥漿體系的研制[J].鉆井液與完井液,2011,05.