大斜度井地層測(cè)試工藝在勝利油田的應(yīng)用

劉濤

摘 要：隨著勝利油田勘探開發(fā)工作的不斷深入和飛速發(fā)展的鉆完井技術(shù)，勘探過程中的大斜度井?dāng)?shù)量大幅上升，針對(duì)勝利油田現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)有測(cè)試工具狀況，本文探討了大斜度井地層測(cè)試工藝在勝利油田的研究與應(yīng)用。通過多年的經(jīng)驗(yàn)積累和研究，針對(duì)大斜度井形成了一套具有勝利油田特色的行之有效的地層測(cè)試工藝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：勝利油田;大斜度井;地層測(cè)試;工藝技術(shù)

勝利油田的勘探開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入了中后期，鉆井技術(shù)水平也不斷提高，因地質(zhì)、環(huán)境、工藝等原因，大斜度井在勘探井和評(píng)價(jià)井中頻繁出現(xiàn)，通過統(tǒng)計(jì)2016年至2018年的測(cè)試層，井斜角大于45°的層占總測(cè)試層數(shù)的26.6%，而地層測(cè)試作為一種最終確定油氣層性質(zhì)的方法，它不斷具有快速、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，而且可以從動(dòng)態(tài)角度，直接錄取油氣藏生產(chǎn)狀態(tài)下的參數(shù)。對(duì)大斜度井進(jìn)行地層測(cè)試就是一個(gè)不可回避的問題，大斜度井地層測(cè)試不同于一般的直井測(cè)試，施工具有一定的難度和風(fēng)險(xiǎn)。通過多年的經(jīng)驗(yàn)積累和研究，目前已經(jīng)針對(duì)大斜度井形成一套行之有效的地層測(cè)試工藝技術(shù)。

1 勝利油田常用測(cè)試工具簡(jiǎn)介

地層測(cè)試是獲取地層流體樣品、估算地層參數(shù)和確定地層有無工業(yè)生產(chǎn)能力的一次性臨時(shí)完井。用鉆桿和油管將測(cè)試工具（測(cè)試閥、壓力計(jì)、封隔器等）下入測(cè)試層段，坐封封隔器，將其他層段和井筒內(nèi)液體與測(cè)試層隔開，通過地面控制，可多次打開和關(guān)閉測(cè)試閥，實(shí)現(xiàn)井下多次開關(guān)井，即可獲得測(cè)試層的產(chǎn)量和壓力、溫度等變化曲線，最后根據(jù)需要也可采集地層條件下的地層流體樣品。通過計(jì)算機(jī)試井解釋軟件分析處理井下壓力計(jì)測(cè)得的壓力和時(shí)間的變化關(guān)系曲線，就可以計(jì)算出各種所需要的地層參數(shù)，為今后開發(fā)方案的制定提供了理論基礎(chǔ)。目前勝利油田主要采用三種測(cè)試工具進(jìn)行地層測(cè)試，分別是提放式的多流測(cè)試器和液壓彈簧測(cè)試器，通過上提下放管柱實(shí)現(xiàn)開關(guān)井，及壓控式的APR測(cè)試器，通過環(huán)空打壓放壓實(shí)現(xiàn)開關(guān)井。

1.1 多流測(cè)試器（MFE）

MFE（Muli-Flow Evaluator）地層測(cè)試器是一種最為常見的常規(guī)地層測(cè)試工具，即提放式地層測(cè)試器，利用管柱重量坐封封隔器后，通過上提下放管柱操作井下測(cè)試閥的開啟和關(guān)閉的地層測(cè)試器，是Johnston公司最早設(shè)計(jì)和制造的測(cè)試器，自由行程為254mm，換位行程短，在井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，井斜大的井中“自由點(diǎn)”顯示判斷較為困難，極易造成開關(guān)井判斷失誤，導(dǎo)致測(cè)試失敗，常用于直井和斜度不大的井，且不適合深井使用。

1.2液壓彈簧測(cè)試器（HST）

HST（Hydrospring Tester）是一種液壓彈簧測(cè)試器，其基本原理與MFE測(cè)試工具基本相同，操作也是靠上提和下放鉆具來實(shí)現(xiàn)井下開關(guān)井。HST是美國(guó)哈里伯頓公司的產(chǎn)品，自由行程為152.4mm，但一般配合伸縮接頭使用，伸縮接頭自由行程762mm，換位行程較長(zhǎng)，不易提松封隔器，且減少誤操作的機(jī)率。

1.3 APR測(cè)試工具

APR全通徑測(cè)試器是一種通過環(huán)空壓力操作的測(cè)試工具，該工具可以實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱，通過控制環(huán)空壓力來實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)井。由于是全通徑測(cè)試工具，特別適合高產(chǎn)井和出砂井的測(cè)試，同時(shí)可以對(duì)地層進(jìn)行擠注、酸洗和各種繩索作業(yè)，這些都是常規(guī)測(cè)試工具無法實(shí)現(xiàn)的。APR測(cè)試器是美國(guó)哈里伯頓公司的產(chǎn)品。

2 大斜度井地層測(cè)試工藝的難點(diǎn)

大斜度井的井斜角一般超過45°，大斜度井的測(cè)試施工，采用壓控式APR測(cè)試工具，測(cè)試過程中不活動(dòng)管柱實(shí)現(xiàn)開關(guān)井，測(cè)試成功率較高，但是由于最近國(guó)際油價(jià)的原因，勘探費(fèi)用有所降低，高壓氣井、稠油井或井身結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜狗腿度嚴(yán)重的井，才使用設(shè)備復(fù)雜，操作成本高的APR測(cè)試工藝。

大斜度井的施工具有許多直井或井斜角小的井所沒有的施工難點(diǎn)，主要表現(xiàn)在“兩難兩易”;①開關(guān)井操作困難。在大斜度井中，鉆具彎曲大，摩阻大，導(dǎo)致“自由點(diǎn)”模糊不好判斷，易造成關(guān)不住井、打不開測(cè)試閥或者提松封隔器等現(xiàn)象，導(dǎo)致測(cè)試失敗;②坐封難。在大斜度井測(cè)試過程中，管柱彎曲大且不規(guī)則，坐封時(shí)旋轉(zhuǎn)扭矩不易傳遞到封隔器，使封隔器不能正確換位，造成不易坐封。坐封時(shí)可能因管柱彎曲大，加壓的部分負(fù)荷作用在套管上，使封隔器加壓負(fù)荷不足，膠筒受力偏心密封不嚴(yán)等引起滲漏;③下鉆期間易遇阻。大斜度井，下鉆過程中摩阻較大，管柱和套管接觸具有一定的隨機(jī)性，使帶有封隔器的測(cè)試工具中途易遇阻，輕則打開測(cè)試閥，重則損傷部分工具密封件、封隔器膠筒等，造成測(cè)試失敗;④封隔器易泄壓。下鉆過程中，封隔器作為大直徑工具，躺在套管一側(cè)，偏磨嚴(yán)重，封隔器膠皮易受磨損，有可能導(dǎo)致在關(guān)井過程中泄壓，不能得到合格的測(cè)試資料，造成測(cè)試失敗。

3 大斜度井地層測(cè)試工藝技術(shù)

采用常規(guī)測(cè)試工具提高大斜度井測(cè)試一次成功率，主要通過以下關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的控制來實(shí)現(xiàn)。

一是開關(guān)井操作，大斜度井在開關(guān)井操作上提管柱觀察“自由點(diǎn)”時(shí)，由于管柱在大斜度段時(shí)指重表較直井段增加會(huì)明顯變慢，經(jīng)常導(dǎo)致“自由點(diǎn)”不明顯甚至可能出現(xiàn)假“自由點(diǎn)”，影響對(duì)工具換位的判斷。選用自由行程更長(zhǎng)的HST工具，在操作的時(shí)候會(huì)有HST的152.4mm和伸縮接頭的762mm兩個(gè)“自由點(diǎn)”，在開關(guān)井操作的時(shí)候“自由點(diǎn)”更明顯，容錯(cuò)率更高，判斷測(cè)試閥換位時(shí)更加可靠，成功率更高;二是封隔器坐封，大斜度井封隔器坐封主要存在兩個(gè)方面的問題：一是管柱與套管摩擦力較大扭矩不易傳遞，封隔器換位困難，無法坐封;二是封隔器坐封后加壓負(fù)荷不足，膠筒沒有充分膨脹，密封不嚴(yán);三是優(yōu)選測(cè)試旁通閥，由于RTTS封隔器沒有旁通，起下鉆過程中會(huì)產(chǎn)生抽吸壓力和激動(dòng)壓力，因此需要配合帶有旁通功能的測(cè)試工具使用，常規(guī)井中使用的VR安全接頭不僅具有旁通功能，同時(shí)還具有安全接頭功能，但是VR安全接頭在大斜度井的使用過程中比較突出的一個(gè)問題，就是密封皮碗損壞的現(xiàn)象，至使油套串通導(dǎo)致測(cè)試失敗。

為此新研制了適用于大斜度井的新型旁通安全接頭來滿足施工需要。新型旁通安全閥上部依然采用VR安全接頭的結(jié)構(gòu)保持安全接頭的作用，下部密封結(jié)構(gòu)為橡膠O環(huán)和支撐環(huán)配合與芯軸金屬密封面配套密封的方式，并且采用了兩道密封的設(shè)置，及時(shí)一個(gè)失效，另一個(gè)也可以完美的實(shí)現(xiàn)密封，達(dá)到雙保險(xiǎn)的作用，大大提高了可靠性。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

Z171-X6井為某采油廠滾動(dòng)勘探井，測(cè)試井段為3351.20-3356.20m，采用射孔測(cè)試聯(lián)作施工工藝，兩開一關(guān)的工作制度，本井為大斜度井地層測(cè)試施工，最大井斜68.98°，采用的管柱結(jié)構(gòu)由上至下為：測(cè)試油管+校深短節(jié)+測(cè)試油管+反循環(huán)閥+A閥+測(cè)試油管+機(jī)械壓力計(jì)托筒+HST+伸縮接頭+電子壓力計(jì)托筒+機(jī)械壓力計(jì)托筒+新型旁通安全接頭+射孔旁通+扶正器+RTTS封隔器+扶正器+射孔篩管+減震器+測(cè)試油管+沉砂筒+緩沖器+起爆器+安全槍+槍身。

實(shí)際測(cè)試中，封隔器坐封位置斜度68°，下鉆完懸重200kN，下鉆摩阻50kN，坐封加壓170kN，計(jì)算實(shí)際加在封隔器上的噸位為120kN保證了封隔器膠筒的充分膨脹及密封。經(jīng)過兩開一關(guān)的工作制度后，解封起出測(cè)試管柱，獲得了合格完整的壓力溫度曲線，開關(guān)井操作成功，沒有出現(xiàn)封隔器泄壓的現(xiàn)象，順利的完成了該井的聯(lián)作測(cè)試施工。

5 認(rèn)識(shí)及結(jié)論

通過對(duì)測(cè)試管柱的優(yōu)化和測(cè)試工具的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了采用常規(guī)測(cè)試工具完成大斜度井的測(cè)試施工，能夠按照地質(zhì)上的要求取全取準(zhǔn)各項(xiàng)資料數(shù)據(jù)，測(cè)試一次成功率在95%以上。

①大斜度井采用常規(guī)測(cè)試工具，應(yīng)選用HST+伸縮接頭的組合作為測(cè)試閥，這種組合“自由點(diǎn)”長(zhǎng)、容錯(cuò)率高，能夠提高開關(guān)井操作的成功率;②大斜度井坐封充分考慮管柱的摩阻作用，防止封隔器加壓噸位不足，后期操作時(shí)，易造成封隔器泄壓;③大斜度井采用RTTS封隔器+新型旁通安全接頭的組合，RTTS封隔器的可靠性更高，同時(shí)新型旁通安全接頭耐高壓，密封結(jié)構(gòu)更加合理，不會(huì)因?yàn)楣ぞ卟弊拥姆磸?fù)伸縮造成密封件的損傷，更加安全可靠;④封隔器的下部要有足夠的配重，減少下鉆過程中封隔器遇阻的幾率，同時(shí)坐封時(shí)也更加密封可靠，為減少封隔器膠筒受到偏磨，可在封隔器上下連接扶正器。