朱克祥

（中石化江漢石油工程有限公司井下測試公司，湖北 武漢430040）

建南地區(qū)的含硫化氫天然氣氣井由于地層壓力虧空，經常給修井時的壓井施工作業(yè)帶來困難，加大了井控的安全風險。在以往大多采用“灌飽”的方式給地層不斷補充壓井液，即便是順利完成了施工作業(yè)，但是氣井的產能卻下降了。針對建南地區(qū)的天然氣井，急需一個既能保證施工作業(yè)中的井控安全，又能盡可能少灌注壓井液的施工作業(yè)方法。因此，本文提出了EM液面監(jiān)測動態(tài)壓井技術。

1 井下動態(tài)液面監(jiān)測技術

施工作業(yè)中井控安全是非常重要的。由于地層的虧空，循環(huán)入井的壓井液常因為負壓而不會反出地面，而在井筒的某個深度相對穩(wěn)定成為井下液面。在沒有動態(tài)液面監(jiān)測技術之前，人們無法獲知井下動態(tài)液面的變化，不能做到以合理的壓井液、合理的方式進行灌注，為了抑制地層流體的上竄，往往采用高密度壓井液過量地進行灌注，這樣的做法對地層的傷害非常大。

動態(tài)液面監(jiān)測的目的相當于用眼睛看井下液面的變化狀況，解決了漏失井環(huán)空液面的控制問題，可以確定合理的灌注密度、灌注量以及灌注時間。同時，對井筒動態(tài)液面的實時監(jiān)測從井口轉移到井下，提高了現(xiàn)場對油氣井控制的能力，能夠科學地進行灌注作業(yè)，準確地計算地層壓力，確保井控安全、降低儲層污染和節(jié)約壓井液。

常用的液面監(jiān)測方法有下鋼絲帶電子壓力計監(jiān)測和地面聲納液面監(jiān)測，前者需要專用帶鋼絲車輛，測試時間長、存在安全隱患、不能監(jiān)測環(huán)空液面；后者準確性不高、壓力高時就無法監(jiān)測。

現(xiàn)場施工作業(yè)的動態(tài)液面監(jiān)測的要求是：誤差??；滿足現(xiàn)場作業(yè)實時監(jiān)測要求；操作簡便、對現(xiàn)場作業(yè)沒影響；能監(jiān)測動態(tài)液面；氣侵關井時，能進行高壓監(jiān)測。EM液面監(jiān)測系統(tǒng)基本符合了現(xiàn)場施工的多方面要求。

EM液面監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理（圖1）是：①發(fā)射信號：發(fā)射槍通過壓差產生聲波在井筒中傳播、反射；②接收處理：EM液面監(jiān)測儀接收反射信號并分別處理；③信號解釋：計算液面深度。

圖1 EM液面監(jiān)測工作原理圖

2 井況介紹

J35－5井是開發(fā)井，完鉆井深4 155m。預測其地層壓力26.34MPa、溫度92.5℃。該井酸壓后投Φ56.5mm球打壓3次，均未打開連通閥。分析認為：球卡在滑套上，導致油管流動通道及循環(huán)通道不通。采用套管生產方式投產，投產時油壓0MPa，套壓11.9MPa，在生產過程中產氣量基本保持穩(wěn)定，日均產氣量6.95×104m3，間斷性產少量水。

2011年12月，該井在進行更換管柱施工作業(yè)時鋼絲在井口處提斷。不壓井作業(yè)起油管時，由于含硫氣井對不壓井設備的材質要求較高，現(xiàn)有作業(yè)設備抗硫等級較低，且在起管柱的放噴過程中，壓力、產量均上升，作業(yè)風險高，放棄不壓井起管作業(yè)，維持套管生產現(xiàn)狀。不壓井作業(yè)后，油管阻塞未解除，井筒殘留兩個油管堵塞器，斷落鋼絲2 000m。2013年7月，對該井進行連續(xù)油管打撈鋼絲和射孔作業(yè)，撈出落井鋼絲316.5m，在上提連續(xù)油管過程中，多次出現(xiàn)遇卡，最大遇卡噸位為19t不能解卡，起出后，發(fā)現(xiàn)馬達上部拉斷，井下落魚為：馬達Φ43mm×1.9m＋ 扶正短接 Φ72mm×0.1m＋ 內撈矛Φ38.1mm×0.61m＝2.61m。隨后停止打撈作業(yè)，繼續(xù)維持套管生產（圖2）。

圖2 J35－5井井身結構圖

隨著生產時間的延長，套管在長期生產的過程中由于遭受腐蝕，使安全風險進一步增加。同時該井不僅存在油管通道堵死、管內落物多，還有天然氣硫化氫含量高、地層漏失嚴重、無壓井循環(huán)通道等狀況，經過反復論證、考察，最終選定使用井下動態(tài)液面監(jiān)測壓井技術對J35－5井進行復產作業(yè)施工。

3 施工關鍵點分析及處置措施

3.1 動管柱前壓井

在動管柱壓井前主要采取井下液面監(jiān)測動態(tài)壓井方法測取安全時間。通過實時使用液面監(jiān)測系統(tǒng)進行環(huán)空液面監(jiān)測的同時，泵車從油套環(huán)空擠入壓井液至套壓落零后，持續(xù)不斷的給油套環(huán)空補水，在井內無氣上竄的情況下觀察，測取有效安全時間并監(jiān)測環(huán)空液面的變化。

2014年9月3日的施工情況：8∶30－9∶30反擠活性水33m3，泵壓5↓0MPa，排量350～500l／min；9∶30－4日8∶00用150l／min的排量從油套環(huán)空累計灌水100m3，井內無流體返出。此種壓井方法可以保證24小時的工作安全。通過環(huán)空液面監(jiān)測，液面基本維持在1 380～1 400m，根據(jù)液面監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出漏失速度大概在每小時3.4m3。

3.2 施工中壓井方案

根據(jù)測得的有效安全時間，在施工中進行適當調整，增加一定的補水量，盡量縮短補水周期。同時，為了有效使用此種壓井方式，必須保證水源的給水供應。具體措施如下：①每天根據(jù)施工情況，每6個小時增大排量至350l／min，每次從油套環(huán)空擠入活性水30m3，每次擠入完畢后，仍保持50l／min排量進行持續(xù)灌水。②環(huán)空液面監(jiān)測，如液面深度有變化則根據(jù)實際情況進行補水。實際施工中按上述方案實施，壓井效果較好。同時根據(jù)實際情況，考慮到后期排水困難，在動態(tài)液面沒有大幅度下降的情況下，進行適當減少灌注量。

4 結論與認識

1）在易漏失地區(qū)修井作業(yè)施工過程中進行液面監(jiān)測，有利于保證井控安全，有利于節(jié)省堵漏時間，有利于為壓井作業(yè)提供依據(jù)。

2）井下動態(tài)液面監(jiān)測技術操作簡便，對現(xiàn)場作業(yè)沒影響，監(jiān)測位置靈活，監(jiān)測誤差小，可以實現(xiàn)環(huán)空帶壓監(jiān)測。

3）井下動態(tài)液面監(jiān)測可快速估算井底壓力，判斷井筒內液面變化情況，為下步措施進一步提供依據(jù)。

［1］張朝暉.采油井動態(tài)液面測量技術研究［J］.傳感技術學報，2007，20（5）：1180－1183.