大斜度井地層測試工藝在勝利油田的應用

劉濤

摘 要：隨著勝利油田勘探開發工作的不斷深入和飛速發展的鉆完井技術，勘探過程中的大斜度井數量大幅上升，針對勝利油田現狀，結合現有測試工具狀況，本文探討了大斜度井地層測試工藝在勝利油田的研究與應用。通過多年的經驗積累和研究，針對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試工藝技術。

關鍵詞：勝利油田;大斜度井;地層測試;工藝技術

勝利油田的勘探開發已經進入了中后期，鉆井技術水平也不斷提高，因地質、環境、工藝等原因，大斜度井在勘探井和評價井中頻繁出現，通過統計2016年至2018年的測試層，井斜角大于45°的層占總測試層數的26.6%，而地層測試作為一種最終確定油氣層性質的方法，它不斷具有快速、經濟的特點，而且可以從動態角度，直接錄取油氣藏生產狀態下的參數。對大斜度井進行地層測試就是一個不可回避的問題，大斜度井地層測試不同于一般的直井測試，施工具有一定的難度和風險。通過多年的經驗積累和研究，目前已經針對大斜度井形成一套行之有效的地層測試工藝技術。

1 勝利油田常用測試工具簡介

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

1.1 多流測試器（MFE）

MFE（Muli-Flow Evaluator）地層測試器是一種最為常見的常規地層測試工具，即提放式地層測試器，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試閥的開啟和關閉的地層測試器，是Johnston公司最早設計和制造的測試器，自由行程為254mm，換位行程短，在井身結構復雜，井斜大的井中“自由點”顯示判斷較為困難，極易造成開關井判斷失誤，導致測試失敗，常用于直井和斜度不大的井，且不適合深井使用。

1.2液壓彈簧測試器（HST）

HST（Hydrospring Tester）是一種液壓彈簧測試器，其基本原理與MFE測試工具基本相同，操作也是靠上提和下放鉆具來實現井下開關井。HST是美國哈里伯頓公司的產品，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，不易提松封隔器，且減少誤操作的機率。

1.3 APR測試工具

APR全通徑測試器是一種通過環空壓力操作的測試工具，該工具可以實現不動管柱，通過控制環空壓力來實現多次開關井。由于是全通徑測試工具，特別適合高產井和出砂井的測試，同時可以對地層進行擠注、酸洗和各種繩索作業，這些都是常規測試工具無法實現的。APR測試器是美國哈里伯頓公司的產品。

2 大斜度井地層測試工藝的難點

大斜度井的井斜角一般超過45°，大斜度井的測試施工，采用壓控式APR測試工具，測試過程中不活動管柱實現開關井，測試成功率較高，但是由于最近國際油價的原因，勘探費用有所降低，高壓氣井、稠油井或井身結構特別復雜狗腿度嚴重的井，才使用設備復雜，操作成本高的APR測試工藝。

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，主要表現在“兩難兩易”;①開關井操作困難。在大斜度井中，鉆具彎曲大，摩阻大，導致“自由點”模糊不好判斷，易造成關不住井、打不開測試閥或者提松封隔器等現象，導致測試失敗;②坐封難。在大斜度井測試過程中，管柱彎曲大且不規則，坐封時旋轉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。坐封時可能因管柱彎曲大，加壓的部分負荷作用在套管上，使封隔器加壓負荷不足，膠筒受力偏心密封不嚴等引起滲漏;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性，使帶有封隔器的測試工具中途易遇阻，輕則打開測試閥，重則損傷部分工具密封件、封隔器膠筒等，造成測試失敗;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，偏磨嚴重，封隔器膠皮易受磨損，有可能導致在關井過程中泄壓，不能得到合格的測試資料，造成測試失敗。

3 大斜度井地層測試工藝技術

采用常規測試工具提高大斜度井測試一次成功率，主要通過以下關鍵節點的控制來實現。

一是開關井操作，大斜度井在開關井操作上提管柱觀察“自由點”時，由于管柱在大斜度段時指重表較直井段增加會明顯變慢，經常導致“自由點”不明顯甚至可能出現假“自由點”，影響對工具換位的判斷。選用自由行程更長的HST工具，在操作的時候會有HST的152.4mm和伸縮接頭的762mm兩個“自由點”，在開關井操作的時候“自由點”更明顯，容錯率更高，判斷測試閥換位時更加可靠，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荷不足，膠筒沒有充分膨脹，密封不嚴;三是優選測試旁通閥，由于RTTS封隔器沒有旁通，起下鉆過程中會產生抽吸壓力和激動壓力，因此需要配合帶有旁通功能的測試工具使用，常規井中使用的VR安全接頭不僅具有旁通功能，同時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問題，就是密封皮碗損壞的現象，至使油套串通導致測試失敗。

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安全接頭的結構保持安全接頭的作用，下部密封結構為橡膠O環和支撐環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置，及時一個失效，另一個也可以完美的實現密封，達到雙保險的作用，大大提高了可靠性。

4 現場應用情況

Z171-X6井為某采油廠滾動勘探井，測試井段為3351.20-3356.20m，采用射孔測試聯作施工工藝，兩開一關的工作制度，本井為大斜度井地層測試施工，最大井斜68.98°，采用的管柱結構由上至下為：測試油管+校深短節+測試油管+反循環閥+A閥+測試油管+機械壓力計托筒+HST+伸縮接頭+電子壓力計托筒+機械壓力計托筒+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+測試油管+沉砂筒+緩沖器+起爆器+安全槍+槍身。

實際測試中，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，計算實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。經過兩開一關的工作制度后，解封起出測試管柱，獲得了合格完整的壓力溫度曲線，開關井操作成功，沒有出現封隔器泄壓的現象，順利的完成了該井的聯作測試施工。

5 認識及結論

通過對測試管柱的優化和測試工具的改進，實現了采用常規測試工具完成大斜度井的測試施工，能夠按照地質上的要求取全取準各項資料數據，測試一次成功率在95%以上。

①大斜度井采用常規測試工具，應選用HST+伸縮接頭的組合作為測試閥，這種組合“自由點”長、容錯率高，能夠提高開關井操作的成功率;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，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，同時新型旁通安全接頭耐高壓，密封結構更加合理，不會因為工具脖子的反復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，同時坐封時也更加密封可靠，為減少封隔器膠筒受到偏磨，可在封隔器上下連接扶正器。