毛 軍 張同義 毛 慶 賀 英

（1.中石化石油工程技術(shù)研究院，北京 100101；2.大慶測井公司，黑龍江大慶 163403）

完井測試是探井鉆完井后，為取得油氣儲層參數(shù)，對儲層進(jìn)行產(chǎn)能評價的必要手段。為了有效縮短測試施工周期，節(jié)約施工成本，根據(jù)完井需求，通常采用完井測試聯(lián)作工藝。而儲層壓力是完井測試工程設(shè)計考慮的一個重要指標(biāo)，異常壓力是影響整個測試施工的關(guān)鍵因素。

地層壓力系數(shù)是評價儲層能量高低的重要指標(biāo)。一般來說，大多數(shù)油氣藏的儲層壓力系數(shù)在0.7～1.2之間，稱之為常壓儲層，而小于0.7，則稱為低壓異常，大于1.2為高壓異常［1］。低壓異常儲層分布較少，一般低壓異常儲層如果具備開采價值，其滲透率相對較高，油、氣侵發(fā)生的速度較快，為方便試油或試氣誘噴返排，該類井通?？紤]負(fù)壓射孔，完井測試時完井液通?？紤]低密度或通過計算掏空一定管柱深度完井，避免儲層污染；完井測試過程如果發(fā)生油、氣侵，為防止井涌或井噴，必須在二次井控中將侵入井筒的儲層流體迅速及時地壓回去， 保證井筒內(nèi)部壓力平衡［2］。高壓異常儲層分布相對較廣，尤其在川東北深層氣井和頁巖氣井，以及老區(qū)儲層斷裂帶普遍存在。由于儲層壓力過大，測試施工時易引起井涌、井噴等事故，完井測試時通常采用提高井漿密度來實現(xiàn)一級井控，保證施工安全。放噴測試時，則通過控制流量來控制壓差，防止儲層出砂或垮塌。高壓異常儲層測試，尤其是聯(lián)作測試，采用高密度井漿易造成管柱埋、卡，易污染儲層，增加測試施工的復(fù)雜性。本文主要針對高壓異常儲層的完井測試技術(shù)策略進(jìn)行論述。

1 完井測試工具

完井測試工具國內(nèi)通常采用多流測試器（MFE）、液壓彈簧測試器（HST）、壓力控制測試器（PCT）和環(huán)空壓力控制測試器 （APR）等［3］。其中APR （Annulus Pressure Responsive）工具因其全通徑、操控壓力低且方便簡單、易于聯(lián)作、簡化施工過程等特點，目前在國內(nèi)處于主導(dǎo)地位。

APR工具是Halliburton生產(chǎn)的一系列壓力控制工具的總稱，通過環(huán)空壓力的控制來實現(xiàn)井下工具的操作，并通過控制不同的壓力級別來實現(xiàn)對不同測試工具的操控。APR工具自從20世紀(jì)80年代引入國內(nèi)，目前已經(jīng)逐步呈現(xiàn)壟斷趨勢。APR測試工具有如下優(yōu)點［4］：（1）由環(huán)空壓力控制，操作簡單方便，且操作中無需動管柱；（2）全通徑，適用于高產(chǎn)井，并可進(jìn)行繩索作業(yè)；（3）有利于對儲層進(jìn)行酸洗和擠注作業(yè)，有利于聯(lián)作測試，節(jié)省施工時間；（4）可在斜度較大的井或定向井中進(jìn)行測試。

采用APR測試，可根據(jù)測試井需求，對一系列不同功能的測試工具進(jìn)行優(yōu)選組合。APR主要測試工具有：（1）壓控測試閥（LPR-N閥），一種套管井內(nèi)使用的大通徑、環(huán)空壓力操作的井下測試開關(guān)閥，通過環(huán)空加壓、泄壓的反復(fù)操作，可實現(xiàn)多次開關(guān)井；（2）多次循環(huán)開關(guān)閥（OMNI 閥），一種由環(huán)空壓力控制的可實現(xiàn)多次開關(guān)的循環(huán)閥；（3）破裂盤循環(huán)閥（RD閥），通過環(huán)空壓力控制的一次性循環(huán)閥，主要用于測試完畢后循環(huán)和壓井作業(yè)；（4）破裂盤安全循環(huán)閥（RDS閥），作用同RD閥，打開循環(huán)同時，內(nèi)部球閥關(guān)閉實現(xiàn)測試儲層封隔，主要用于封隔測試層和將儲層液體循環(huán)排出管柱，國內(nèi)常與LPR-N閥聯(lián)合使用進(jìn)行取樣；（5）RD取樣器，一種通過環(huán)空壓力操作實現(xiàn)井下液體取樣的全通徑取樣器，取樣前后均保持測試管串全通徑狀態(tài)；（6）RTTS封隔器，一種大通徑、可封隔雙向壓力、機(jī)械坐封的封隔器［5］。

此外，根據(jù)不同施工需求，還有伸縮接頭、震擊器、液壓循環(huán)閥、放樣閥、壓力計托筒、安全接頭等全通徑配套工具。測試時，要根據(jù)測試的目的和測試井實際井況，選用合適的工具，形成適用的測試工藝，從而完成完井測試的目的。

2 APR測試工藝

APR因其全通徑及環(huán)空壓力控制等特性，適用于聯(lián)作測試。經(jīng)典聯(lián)作測試工藝為射孔—測試聯(lián)作和射孔—酸壓—聯(lián)作測試［6-7］。

2.1 射孔—測試聯(lián)作管柱

如圖1a所示，射孔前掏空液柱，降低回壓增大測試壓差，通過環(huán)空加壓進(jìn)行負(fù)壓射孔測試，也可采用環(huán)空加壓或油管內(nèi)加壓延時正壓射孔測試，均有利于及時發(fā)現(xiàn)油氣層，獲得真實的流體產(chǎn)能。測試一般選用LPR-N閥作為測試主閥，可以通過環(huán)空加壓、泄壓實現(xiàn)測試主閥的井下開關(guān)井。測試完畢后，環(huán)空加壓，打開RDS閥，進(jìn)行循環(huán)替液、壓井，并在RDS閥和LPR-N閥之間取樣。當(dāng)壓井發(fā)生嚴(yán)重漏失時，RD閥可以作為備用循環(huán)閥使用。該測試管柱可以實現(xiàn)多次開關(guān)井，適用于儲層物性相對較差的井。

2.2 射孔—酸壓—測試聯(lián)作管柱

如圖1b所示，該測試管柱下管柱過程中OMNI閥處于循環(huán)位，坐封封隔器后替酸，通過環(huán)空加壓、泄壓操作，將OMNI閥從循環(huán)位換至測試位，然后從油管內(nèi)加壓射孔，進(jìn)而實施酸化、測試作業(yè)，測試結(jié)束后環(huán)空加壓關(guān)閉RDS循環(huán)閥，進(jìn)行井下關(guān)井測壓力恢復(fù)以及壓井。這種管柱結(jié)構(gòu)簡單，使用工具部件相對較少，測試通道大，施工成功率高，測試周期短，施工費用相對較低，可以大大加快勘探開發(fā)的進(jìn)度。

圖1 APR測試聯(lián)作管柱

3 異常壓力儲層完井測試策略

3.1 完井液優(yōu)選

完井測試的目的通常是對評價井或參數(shù)井測試層段產(chǎn)能進(jìn)行評估并取得地層參數(shù)。測試過程采用的完井液在井下通常處于靜止?fàn)顟B(tài)3 d以上，有時甚至幾個月。相對鉆井過程中循環(huán)使用的鉆井液，測試使用的完井液性能不能得到及時調(diào)整和維護(hù)，且完井測試工具，如封隔器的坐封、解封、測試閥的關(guān)閉與打開等，都對完井液的性能提出了更高要求。對高壓異常儲層來說，完井液通常采用鉆井循環(huán)并處理的鉆井液加入重晶石粉調(diào)高密度來獲取，鉆井液內(nèi)含有鉆井巖屑致使性能下降，在高溫高壓下極易出現(xiàn)固化現(xiàn)象，致使測試工具失效。為避免由完井液帶來安全隱患，通過采用如下策略對完井液進(jìn)行優(yōu)化。

（1）根據(jù)異常高壓儲層特性預(yù)先開展小型實驗，根據(jù)實驗結(jié)果確定完井液配方。

（2）進(jìn)行現(xiàn)場鉆井液室內(nèi)模擬老化實驗，重點控制其穩(wěn)定性，加足抗高溫高壓處理劑，保證完井液測試周期內(nèi)無固相析出。

（3）循環(huán)過程中，密切檢測完井液性能，確保其性能穩(wěn)定，一旦發(fā)現(xiàn)有固相析出，停止測試起鉆。

3.2 高壓異常儲層測試工藝優(yōu)化

壓力異常井因為壓力異常造成施工難度加大。對高壓異常儲層，通常調(diào)高完井液密度壓井來保證施工安全，而這就容易造成測試管柱的卡、埋等施工隱患。通過對APR測試技術(shù)的總結(jié)，針對不同完井需求及適用條件，形成對應(yīng)測試聯(lián)作類型，優(yōu)選出管柱結(jié)構(gòu)，可為完井測試工程設(shè)計提供參考（表1）。

表1 高壓異常儲層測試工藝管柱

（1）先射孔、再測試。該方案主要針對深層復(fù)雜異常高壓油氣井，通過降低測試管串工藝復(fù)雜性，保證施工安全。其中射孔亦可選擇電纜輸送射孔技術(shù)，射孔工藝由射孔層段的長度決定。測試管串具有酸洗、酸壓的功能。儲層改造可采用連續(xù)油管擠酸或地面擠注。該套方案通過簡體管串工藝，施工可靠性高，但同樣增加了工序，延長工程周期。

（2）射孔—測試聯(lián)作。該方案主要針對高滲高壓異常儲層，工藝較為成熟，施工可靠性高。因高壓儲層高滲產(chǎn)出快，易造成井涌甚至井噴，建議采用正壓射孔工藝。

（3）射孔—酸壓—測試聯(lián)作。該方案主要針對低孔低滲高壓異常儲層。為保證該類儲層試油或試氣效果，射孔工藝建議采用正壓射孔，儲層改造建議采用地面擠注酸液。該套工藝較為復(fù)雜，為保證施工安全，需對儲層認(rèn)知清楚，工序必須經(jīng)過嚴(yán)格論證。

4 異常壓力儲層測試實例

4.1 測試井現(xiàn)狀及對策

以X井為例，該井是一口評價井，射孔層段4 287.5～4 301.0 m，測試層是一套淺海碳酸鹽巖臺地沉積地層，具有較好的含油性；壓力系數(shù)1.54～1.62，屬于高壓異常系統(tǒng)；地溫梯度3.01 ℃/100 m，預(yù)測目的層溫度在130 ℃左右；H2S含量0.15%。

該區(qū)塊原采用射孔—測試—酸洗三聯(lián)作方案，采用鉆井回收鉆井液配制密度1.8 g/cm3完井液。

施工過程中出現(xiàn)以下問題：（1）封隔器坐封后，環(huán)空壓力控制井下工具失效；（2）起鉆時卡鉆，載荷過載，造成測試管柱斷裂；通過鉆銑、打撈落魚等手段，打撈井下斷裂的測試管串落魚，地面觀察，封隔器膠筒已經(jīng)開裂損壞，且管串內(nèi)部井漿嚴(yán)重固化。

分析原因，一是因為異常高壓采用重漿循環(huán)，在高溫高壓下測試時，上部管柱重漿靜候時間較長，導(dǎo)致稠化，并有固相析出，造成封隔器埋卡及測試工具堵塞，環(huán)空壓力無法作用在測試工具上，導(dǎo)致測試工具失效；二是下部管柱環(huán)空中重漿無法循環(huán)導(dǎo)致稠化，造成測試管柱卡鉆，起鉆時因載荷過大，造成管柱斷裂；三是井下測試工具多，測試工藝較復(fù)雜，井下測試靜候時間過長，測試風(fēng)險性增加。

根據(jù)上述情況分析，采用如下對策：（1）優(yōu)化完井液性能，保證高溫高壓下完井液性能穩(wěn)定；（2）優(yōu)化測試管柱工藝，盡量保持完井液循環(huán)，預(yù)防完井液靜候時間過長導(dǎo)致固相析出。

4.2 測試優(yōu)化方案

4.2.1 完井液優(yōu)化方案 為保證測試施工安全，優(yōu)選完井液，采用如下措施：（1）對調(diào)整密度的完井液預(yù)先開展小型實驗，檢測其基本性能，從表1可看出，該配方在高溫老化96 h后，性能穩(wěn)定，能夠滿足入井的要求；（2）控制完井液的高溫穩(wěn)定性，重點以磺化酚醛樹脂、磺化褐煤和抗高溫聚合物進(jìn)行調(diào)整；（3）循環(huán)過程中，密切檢測完井液性能，確保其性能穩(wěn)定。

表2 入井完井液性能

4.2.2 測試工藝及工具優(yōu)化方案 針對該井異常高壓、高溫、含H2S等難點，優(yōu)選測試工具及射孔器材耐溫150 ℃。為防止H2S滲入到井筒，對井筒造成酸腐，測試前地面保證封隔器膠筒密封性良好，測試上部測試管柱鋼級采用L80-1，扣型采用VAM TOP氣密封扣，測試工具采用CAS扣。為保證二次安全施工，降低測試管柱復(fù)雜性，采用先射孔再測試的方案。因射孔層段跨隔較長，采用油管輸送射孔工藝（TCP）。

優(yōu)化射孔管柱：壓力延時點火頭+TCP槍總成+壓力延時點火頭+篩管+減震器+油管+磁定位短接+油管。

優(yōu)化測試管柱：篩管+RTTS封隔器+安全接頭+大約翰震擊器+液力旁通閥+壓力計托筒+LPRN閥+放樣閥+RDS閥+RD閥+伸縮接頭+磁定位短接+油管。

儲層改造采用連續(xù)油管布酸，擠酸和地面擠注相結(jié)合的方式擠酸。

4.3 應(yīng)用效果

該井調(diào)整方案后測試過程中，因產(chǎn)量較高，采用系統(tǒng)測試，通過在地面調(diào)整油嘴改變生產(chǎn)制度。地面測試記錄見表3。

表3 試氣地面油嘴調(diào)控數(shù)據(jù)

該井在測試過程進(jìn)行一開、一關(guān)，進(jìn)行原始儲層壓力測試，然后進(jìn)行放噴求產(chǎn)，產(chǎn)量較小，決定進(jìn)行酸化。酸化采用連續(xù)油管布酸，井口擠酸。酸化后放噴，待產(chǎn)出穩(wěn)定后進(jìn)行系統(tǒng)測試求產(chǎn)。通過地面對油嘴調(diào)整，實現(xiàn)了3種不同工作制度的測試。

通過現(xiàn)場試驗，完井液得到有效改善，沉淀問題得到了很好的控制。測試工藝滿足該異常壓力儲層，整個施工安全、可靠，且在測試時，產(chǎn)出穩(wěn)定，縮短整個施工周期。

5 結(jié)論與認(rèn)識

（1）異常壓力儲層因其特殊性，會造成施工安全隱患或儲層污染隱患，測試過程中要盡量考慮其特征因素，優(yōu)化測試管柱工藝，保障施工安全。

（2）異常壓力儲層，無論低壓還是高壓，對完井液的性能要求較高，下井前一定要做完井液的溫度、壓力穩(wěn)定性實驗，保證整個測試過程中無固相析出，杜絕因此造成的測試管柱卡、埋等情況。

（3）測試時盡量縮短完井液靜止時間，增加循環(huán)過程，防止完井液稠化。

（4）測試管柱工藝主要考慮測試功能的需求，完井液的優(yōu)選配置是解決異常壓力的關(guān)鍵，考慮相互影響因素，將兩者緊密結(jié)合，才能形成適用于異常壓力儲層的測試工藝。

［1］ 葉慶全，袁敏.油氣田開發(fā)常用名詞解釋［M］. 3版.北京：石油工業(yè)出版社，2009.

［2］ 侯巖松.論異常壓力地層下鉆井井控方法［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010（20）：313.

［3］ 莊明之.國內(nèi)外儲層測試器的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.石油機(jī)械，1994，22（7）：47-50.

［4］ 馬永峰，莊建山，張紹禮.油氣井測試工藝技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

［5］ 葉榮.儲層測試技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1991.

［6］ 董尚富.射孔—測試—酸化聯(lián)作工藝應(yīng)用與分析［J］.石油鉆采工藝，2004，26（4）：72-74.

［7］ 李發(fā)全，龍學(xué)，吳建軍.APR工具在川東北高含硫超深氣井測試中的應(yīng)用［J］ .天然氣勘探與開發(fā)，2009，32（1）：51-53.