唐 波,喬智國(guó),陳 偉,葉翠蓮

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司川北采氣廠(chǎng),四川德陽(yáng)618000;2.中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司工程技術(shù)研究院,四川德陽(yáng) 618000）

河嘉203H含硫水平氣井測(cè)試工藝實(shí)踐

唐 波1,喬智國(guó)2,陳 偉1,葉翠蓮2

（1.中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司川北采氣廠(chǎng),四川德陽(yáng)618000;2.中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司工程技術(shù)研究院,四川德陽(yáng) 618000）

河嘉203H井是川東北河壩構(gòu)造嘉二高壓含硫氣藏部署的第一口水平井,具有埋藏深、儲(chǔ)層壓力高、腐蝕分壓高、地層易漏失、水平井壓井堵漏難度大的特點(diǎn),通過(guò)開(kāi)展工具優(yōu)選、管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、流程優(yōu)選,并對(duì)替漿、放噴油嘴控制及壓井等主要工序的施工工藝參數(shù)進(jìn)行研究,形成了河壩嘉二含硫氣藏水平井測(cè)試工藝技術(shù)體系,并在河嘉203H井獲得成功應(yīng)用。

水平井;氣井測(cè)試;硫化氫

Abstract:HJ203H is the first horizontal well in Jia’er high pressure sulfurous gas reservoir in Northeast Sichuan Heba block.The well is deep with high corrosion partial pressure,formation leaked easily and kill plugging is very difficult.By analyzing the difficulty of the well test,downhole tools were selected,the production string structure and flow chart were optimized,and process control parameters of main ground test procedure were studied,such as the pulp,fuel injector control and killing,etc.As a result,a test technology of horizontal sulfurous gas wells was created and it has been successfully applied in HJ203H well.

Key words:horizontal;gas well test;hydrogen sulfide

1 河嘉203H井的測(cè)試難點(diǎn)

河嘉203H井是在川東北河壩構(gòu)造嘉二氣藏部署的第一口水平井,完鉆井深5 676 m,水平段長(zhǎng)501 m,預(yù)測(cè)該井井底壓力95 MPa,井底溫度100℃,H2S含量0.65%～2.51%,CO2含量約1%,H2S腐蝕分壓達(dá)0.62～2.38 MPa,CO2腐蝕分壓約0.1 MPa。該井采用襯管完井,在進(jìn)行完井測(cè)試時(shí)具有如下難點(diǎn):

（1）嘉二水平段鉆井漏失泥漿量約1 100 m3,測(cè)試過(guò)程中,漏失泥漿返排入井筒,可能堵住或埋住水平段測(cè)試管柱,導(dǎo)致起出管柱困難,需合理設(shè)計(jì)管柱下入深度,防止卡埋管柱[1];

（2）常規(guī)APR測(cè)試工具利用RD循環(huán)閥進(jìn)行測(cè)試后壓井,但RD循環(huán)閥過(guò)流面積小,封隔器下部井段長(zhǎng),井筒容積大,氣液置換速度慢,極易發(fā)生環(huán)空泥漿沉淀,卡埋管柱的事故,需要優(yōu)選壓井方案;

（3）深井水平井管柱受力復(fù)雜,座封扭矩及壓力傳遞困難,座封位置選擇不當(dāng),存在座封失敗風(fēng)險(xiǎn)[2];

（4）按照封隔器座封在井斜角50°以?xún)?nèi)（對(duì)應(yīng)井深4 334 m）,計(jì)算封隔器下部井筒長(zhǎng)1 433 m,容積約65.6 m3,封隔器下部井筒容積大、儲(chǔ)層易漏失,置換法壓井易卡埋管柱,擠注法壓井易發(fā)生井漏,井控安全風(fēng)險(xiǎn)大;

（5）井下測(cè)試工具在重漿（2.25 g/cm3）條件下下入,在高密度泥漿條件下,井下工具存在不能正常開(kāi)關(guān)的風(fēng)險(xiǎn);

（6）H2S和CO2腐蝕分壓高,測(cè)試過(guò)程中氣體、液體及泥漿中的固相顆粒對(duì)地面流程產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕和沖蝕,需要優(yōu)化設(shè)計(jì)測(cè)試流程及施工工藝,保證測(cè)試安全。

2 施工工藝選擇

該井測(cè)試過(guò)程中應(yīng)解決好地面流程腐蝕沖蝕破壞強(qiáng)、壓井堵漏難、井下工具可靠性要求高、井控風(fēng)險(xiǎn)大等一系列難題。針對(duì)該井的測(cè)試難點(diǎn),通過(guò)研究形成了如下應(yīng)對(duì)措施[3]:

2.1 測(cè)試工具的選擇

考慮常規(guī)APR測(cè)試工具依靠RD循環(huán)閥壓井,本井壓井泥漿密度高,在井下高溫的條件下,重漿易發(fā)生沉淀,導(dǎo)致堵塞或卡埋管柱等井下事故,因此優(yōu)化設(shè)計(jì)采用上RD循環(huán)閥+OMNI閥（帶球閥）+單向閥+壓力計(jì)托筒+下RD循環(huán)閥+封隔器的井下工具,其中單向閥是靠破裂盤(pán)控制,環(huán)空加壓開(kāi)啟,具有通徑大（內(nèi)徑57 mm）,單向向下流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)的井下工具。利用該套工具組合能夠?qū)崿F(xiàn)封隔器座封后替漿、測(cè)試、井下關(guān)井、循環(huán)壓井（備用擠注壓井、置換壓井）等多種功能,能夠滿(mǎn)足測(cè)試要求。

2.2 測(cè)試管柱選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）根據(jù)河壩嘉二氣藏水平井產(chǎn)能預(yù)測(cè),考慮儲(chǔ)層產(chǎn)能測(cè)試評(píng)價(jià)時(shí)間較短的特征,通過(guò)進(jìn)行氣井節(jié)點(diǎn)分析、井筒攜液、井筒沖蝕、腐蝕預(yù)測(cè)等計(jì)算分析,優(yōu)選φ88.9 mm×9.52 mm 110SS+φ88.9 mm×6.45 mm 110SS油管組合能夠滿(mǎn)足施工要求;

（2）通過(guò)進(jìn)行管柱受力分析,并在封隔器上部800 m井段采用φ88.9 mm×9.52 mm厚壁油管以減小管柱的彎曲變形,封隔器座封位置控制在井斜角小于50°的位置,并盡量座封在穩(wěn)斜段;

（3）本井完井時(shí)采用變孔密篩管完井。該完井方法有助于實(shí)現(xiàn)均勻布酸的目的,后續(xù)儲(chǔ)層改造考慮采用高溫轉(zhuǎn)向酸酸化施工,因此本井主要考慮泥漿返排問(wèn)題。為防止返排泥漿堵塞或卡埋管柱,設(shè)計(jì)測(cè)試管柱底界下入到A靶點(diǎn)附近,同時(shí)在管柱底界安裝篩管,增加過(guò)流面積,防止堵塞流動(dòng)通道。

2.3 測(cè)試流程選擇

（1）考慮腐蝕氣體、泥漿及固相顆粒對(duì)地面測(cè)試流程的腐蝕、沖蝕破壞較為嚴(yán)重,為保證測(cè)試期間地面安全,地面測(cè)試流程由一套進(jìn)口 EXPRO抗硫流程和一套常規(guī)三級(jí)節(jié)流EE級(jí)抗硫地面流程組成,采用進(jìn)口抗硫流程進(jìn)行測(cè)試求產(chǎn),常規(guī)流程進(jìn)行防噴排液;

（2）在排液期間通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)放噴油嘴、地面伴注清水等措施,控制流體對(duì)流程的沖蝕作用。

2.4 壓井施工工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)選擇的井下工具組合,優(yōu)化設(shè)計(jì)如下施工步驟確保壓井施工安全有效:

（1）測(cè)試求產(chǎn)結(jié)束后,通過(guò)環(huán)空壓力操作,先打開(kāi)單向閥,實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)關(guān)井;

（2）環(huán)空繼續(xù)加壓打開(kāi)上RD循環(huán)閥,循環(huán)泥漿,將單向閥上部井筒內(nèi)置換為壓井泥漿,降低后續(xù)壓井施工風(fēng)險(xiǎn);

（3）利用單向閥通道對(duì)封隔器下部井筒進(jìn)行擠注法壓井,由于單向閥過(guò)流面積大,泥漿及堵漏漿中的固相顆粒能夠順利通過(guò),而且單向閥具有單向流通的特征,能夠有效防止封隔器下部高壓天然氣上竄對(duì)井筒安全產(chǎn)生的隱患,因此能夠有效保證壓井堵漏成功。

（4）優(yōu)化設(shè)計(jì)泵壓、排量、泥漿漿柱結(jié)構(gòu)等施工參數(shù),壓井施工過(guò)程中根據(jù)測(cè)試求產(chǎn)的初步成果,確定壓井施工泵壓與排量,其原則是盡量保證不壓破地層;為保證壓井堵漏施工后,封隔器及井下管柱能夠順利起出,在進(jìn)行壓井堵漏泥漿漿柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確保壓井堵漏平穩(wěn)后堵漏漿液面處于管柱底界之下。

3 實(shí)際應(yīng)用

針對(duì)該井情況,設(shè)計(jì)采用單向閥作為主要壓井通道,預(yù)留環(huán)空吊罐堵漏通道下RD循環(huán)閥,封隔器座封位置4 330 m,采用φ88.9 mm×9.52 mm 110SS+φ88.9 mm×6.45 mm 110SS油管組合,管柱底界4 430 m,管柱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1,示意圖見(jiàn)圖1。

表1 管柱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)Tab.1 The pipe string structure

圖1 管柱結(jié)構(gòu)示意Fig.1 The sketch map of pipe string structure

為防止替漿過(guò)程中泥漿沉淀堵塞OMNI閥,封隔器座封后,采用高黏隔離液3 m3+清水13 m3進(jìn)行替漿,控制高黏隔離液液面底界距離OMNI閥375 m;通過(guò)計(jì)算不同粒徑巖屑的臨界攜砂流量,并根據(jù)臨界攜砂流量計(jì)算不同粒徑巖屑在不同井口壓力下對(duì)應(yīng)的最小油嘴,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況,放噴過(guò)程中井口油壓0～20 MPa,采用4 mm油嘴控制,井口油壓大于20 MPa以后,采用6～8 mm油嘴放噴,同時(shí)地面伴注清水,地面流程未發(fā)生明顯的沖蝕損害;通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)壓井施工參數(shù)和泥漿漿柱結(jié)構(gòu),施工控制泵壓小于23 MPa,連續(xù)泵注密度為2.25 g/cm3的領(lǐng)漿30 m3+堵漏漿20 m3+密度2.25 g/cm3的泥漿進(jìn)行壓井,確保了該井壓井順利施工。該井替噴測(cè)試獲天然氣無(wú)阻流量90×104m3/d,測(cè)試過(guò)程安全順利,說(shuō)明該井管柱結(jié)構(gòu)、井下工具組合、地面流程及施工工藝參數(shù)設(shè)計(jì)合理。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）河壩嘉二含硫氣藏水平井壓井堵漏難度大,通過(guò)國(guó)內(nèi)首次引入單向閥井下工具,為深層高壓氣藏水平井壓井堵漏提供了新的技術(shù)手段,在國(guó)內(nèi)首次形成了多功能壓井APR測(cè)試管柱結(jié)構(gòu)。

（2）針對(duì)河壩嘉二含硫氣藏第一口水平井測(cè)試的系列難點(diǎn),通過(guò)施工工藝及參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì),形成了河壩嘉二含硫氣藏水平井測(cè)試工藝技術(shù)體系,并在河嘉203H井獲得成功應(yīng)用,為類(lèi)似氣藏的勘探開(kāi)發(fā)提供了可供借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。

[1]馬麗勤.水平井測(cè)試技術(shù)的研究與推廣[J].油氣井測(cè)試,2009,18（3）,47-49.

[2]劉華強(qiáng),羅邦林.高含硫氣田水平井試井工藝技術(shù)[J].天然氣工業(yè),2005,25（8）:97-99.

[3]喬智國(guó).四川省通江縣通南巴構(gòu)造HJ203H井完井測(cè)試方案設(shè)計(jì).內(nèi)部資料

The technological practice of testing HJ203H horizontal sulfurous gas well

Tang Bo1,Qiao Zhiguo2,Chen Wei1,Ye Cuilian2

（1.Northeastern Sichuan Production Gas Plant of SINOPEC Southwest Oil&Gas Company,Deyang618000;2.Engineering Technology Institute of SINOPEC Southwest Oil&Gas Company,Deyang618000）

TE272

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.103

1008-2336（2010）04-0103-03

2010-08-06;改回日期:2010-08-27

唐波,男,1975年生,1996年畢業(yè)于西南交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè),2007年西南學(xué)院石油工程本科專(zhuān)業(yè)畢業(yè),現(xiàn)從事油氣井完井測(cè)試相關(guān)工作。E-mail:cdbtb@126.com。