高溫高壓深井試油完井探析
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【摘 要】在高溫高壓深井作業過程中應用試油完井技術，可以有效縮短試油周期，提高試油效率。論文主要對我國油田高溫高壓深井試油測試工作展開探討，指出高溫高壓深井試油完井的特點，對高溫高壓深井試油工作的問題進行探究，并提出了相應的解決措施，希望能夠全面提升深井試油完井工作效率，保障企業經濟效益。
【Abstract】The application of oil test completion technology in high temperature and high pressure deep well operation can effectively shorten oil test cycle and improve oil test efficiency. This paper mainly discusses the high temperature and high pressure deep well oil test work in China's oil fields， points out the characteristics of high temperature and high pressure deep well oil test completion， probes into the problems of high temperature and high pressure deep well oil test work， and puts forward the corresponding solutions， it is hoped that this can comprehensively improve the efficiency of deep well oil test completion and ensure the economic benefits of enterprises.
【關鍵詞】高溫高壓;深井試油;試油完井
【Keywords】 high temperature and high pressure; deep well oil test; oil test completion
【中圖分類號】TE273 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）04-0152-02
1 引言
高溫高壓深井通常指的是井底溫度高于150℃，井口壓力大于70MPa或者井底壓力大于105MPa的油井。高溫高壓油井與常規油井相比，試油和完井的作業難度較大，風險因素較多，需要特別注意高溫高壓深井試油工作的工作流程，防止安全事故的發生。隨著科學技術的不斷發展，石油開采和石油測試技術也得到了迅猛的進步，但在油井作業過程中仍然存在一定的問題，下面針對高溫高壓深井試油完井工作的特點和作業過程中容易出現的問題進行探析，并指出針對性的解決措施。
2 高溫高壓深井試油完井工作的特點
高溫高壓深井作業與其他的油井作業有很大不同，隨著石油技術和機械水平的不斷發展，一般采用相同管柱完成多種任務的方法進行精細的勘測，保證勘測的速度和效益。我國高溫高壓深井作業具有結構復雜、油井深度大、高溫、高壓以及生產作業聯作等特點，由于深井油井深度較大，需要在尾部掛上管柱進行測試。深井有著比較復雜的結構，在實際作業過程中，增加了套管損傷的可能性，而且還會有一定的安全隱患。深井油層作業過程中相對來說不確定因素較多，不僅有高壓高滲現象，還有低滲高壓現象，都給試油準備和套管正常工作帶來一定的影響。高溫高壓深井的深度一般在6000m左右，有的深井深度能夠達到9000m，試油作業時需要使用套管技術，由于后期的作業必然會磨損之前下入深井的技術套管，影響試油測試效果，所以要及時更換磨損的套管，保證套管的強度。井下管柱對壓力、溫度、流體密度、摩擦力等因素的敏感性較大，容易受到外部環境和外力的干擾，產生變形，影響使用效果，管柱的鼓脹效應、溫度效應和活塞效應導致的變形也會影響工作的安全性和可靠性，降低深井試油工作效率，增加測試成本[1]。
深井試油過程受到高溫、高壓和高應力等因素的影響，套管容易受力不均勻，出現擠毀現象，還會導致油井開關壓力過大，引起井內壓力不正常的增加，出現套管破裂問題，影響測試結果，出現測試不成功，射孔和套管破損等問題。在高溫高壓深井作業過程中，通常會采用多種項目聯合作業的形式進行，整個試油工作過程包括測試、酸化、氣舉等，以高壓低滲井為例，在測試排液后期下部套管會承受很大的壓力差，有較大的擠毀風險，一般通過儲層改造的方式降低套管機會風險，但此時套管又會承受很大的內壓，也會引起射孔套管的破裂。當在管柱位置處大排量注入酸化劑時，管柱溫度降低而大幅縮短，開始測試之后，由于溫度的升高，管柱又伸長。所以在實際進行測試酸化作業時，要根據管柱軸向縮短變形的實際情況合理設置封隔器，避免封隔器密封性能受到影響，保證測試結果[2]。
3 高溫高壓深井試油完井工作存在的問題和解決方案
3.1 套管損壞 高溫高壓深井試油完井過程中，封隔器、套管、下井管柱等井下工具、直讀試井電纜、油嘴和地面管匯等也都出現過問題。套管損害主要包括擠毀、竄漏、卡槍這三種現象，套管擠毀主要出現的原因可能是由于技術問題使得套管多處嚴重磨損，清水替漿導致內外壓差，超過剩余強度而產生較大磨損。主要解決方案為進行磨損評價，確定完井液密度。套管的卡槍可能原因是由于射孔套管強度降低，應力不均勻導致套管變形，需要綜合考慮套管的強度和產量，對射孔進行優化。產生竄漏現象的可能原因是井下套管磨損破裂，溶洞和裂縫發育地層難以固定套管，主要防治方案是加強井筒評價[3]。
3.2 油管損壞
油管損壞常見的五種現象包括油管井口擠毀、油管井底擠毀、油管塑性螺旋彎曲、外壁磨損、破裂等。油管井口擠毀可能出現的原因是油管在軸向拉伸力的作用下，排擠強度降低。主要防治方案是控制返排速度和環空壓力。油管井底擠毀可能原因是油管受到軸向拉伸力的作用，降低了油管工作強度，主要對策為控制環空壓力。油管外壁磨損可能發生的原因是由于管柱彎曲，高產流體造成低頻振動和經驗的彎曲，使得磨損進一步加劇，主要防治方案是控制產量，降低油管下部軸向壓力。油管塑性螺旋彎曲的可能原因是虛構力、軸向壓力和應力過大，防治方案為控制泵壓和內部壓力。油管產生破裂的原因主要為使用粗牙卡瓦，卡體式油井油管受到比較嚴重的破損，使得油管強度降低，盈利減少。解決措施是通過無壓痕管線對油管進行上扣處理[4]。
3.3 封堵器破損
油井射孔測試聯作封隔器中心管斷裂可能發生的原因是由于管柱軸向力和壓力過大，主要對策為加厚中心管，延時射孔。封隔器跨過失敗可能出現的原因是生產壓差過大和跨距過大，導致跨距間工具損壞，主要對策為在測試之前要合理確定壓差和跨距，對施工環境進行詳盡的勘測，得到有關施工數據。封隔器失封可能原因為大排量酸壓使得井下溫度降低程度過大，使管柱出現縮短情況，解決措施為加大坐封壓縮距離和坐封載荷，在必要時可以加伸縮管。油嘴損壞的主要表現為刺漏，原因是由于油嘴上下游壓差較大，對此可采取多級節流方案。電纜損壞的主要形式為井口斷裂，原因是橫向載荷和電纜自重桿自重過大，軸向沖擊過大，電纜承受能力無法滿足載荷要求而出現斷裂情況。主要防治對策為雙級節流。
高溫高壓完井工作還存在套壓升高的問題，主要原因有封隔器設計失誤、油管被卡瓦咬傷、強度降低、油管抗擠強度降低等，主要采取的對策為加強油井入管規范，加大對測試員工的培訓和管理工作，提高員工對安全作業生產的認識，明確施工流程和施工方案，加大對施工現場的質量控制，以有效解決施工問題，保障施工安全有序的進行。
4 高溫高壓試油完井工程相關建議
在實際試油的過程中，需要采用動態試油完井管柱力學分析的方法進行試油操作，油井試油完井過程包括下管柱、射孔、酸壓、排液、開關井等多個過程。在試油完整的過程中，套管和井下管柱都處在動態載荷的作用之下，但由于研究方法有限，目前只考慮靜態工序參數進行研究。在使用過程中，還需要完成管柱減震和振動分析工作并進行動態試油完井管柱力學仿真模擬計算，得到專業的試油測試參數和數據。然后需要對試油完井系統進行壓力分析，選擇合適的井下工具和井口等級，合理組合油嘴和壓力分配，減少測試過程中磨損的影響。此外，還需要對完井工藝進行研究，我國一直以來對完井投產作業的重視程度不足。隨著復雜油田的開采越來越多，完井投產作業難度也越來越大，開采過程中對環境保護的要求越來越高，出現的問題也不斷增加。我國絕大多數企業完井投產作業的方案，缺乏專業的理論依據，嚴重缺乏自主技術，僅靠盲目地引入國外先進的生產經驗，和工具服務商提供的選擇進行生產，缺乏有效的工具設備維護和檢查措施，對實際測試現場的施工管理工作監督不到位，難以保證最終施工質量，質量控制體系形同虛設。
5 結語
綜上所述，在進行高溫高壓深井試油完井作業過程中，由于受到井下高壓高溫等外界環境的影響，完井試油過程中必然會出現各種各樣的問題。在實際作業時要根據具體情況分析問題產生的原因，并找出科學合理的解決措施，全面分析井下工具壓差升高和磨損的主要問題，引入先進的完井試油生產技術，提高我國油井作業工作的安全性和可靠性，確保高溫高壓深井試油完井工作能夠有序科學的進行。
【參考文獻】
【1】曹銀萍，黃宇曦，于凱強，等.基于ANSYS Workbench完井管柱流固耦合振動固有頻率分析[J].油氣井測試，2018，27（01）：1-7.
【2】董光.深井鉆完井施工難點與技術對策[J].西部探礦工程，2018，30（06）：90-91.
【3】賀秋云.中石油高溫高壓試油測試裝備研發現狀[J].鉆采工藝，2018，41（03）：9-11+5.
【4】邱金平，張明友，才博，等.超深高溫高壓含硫化氫氣藏高效試油技術新進展[J].鉆采工藝，2018，41（02）：49-50+94.
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