劉述忍 程曉東 趙政嘉 李璐 李金華 陳京原

1.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司；2.華北油田公司勘探事業(yè)部；3.華北油田公司技術監(jiān)督檢驗處

河西務潛山帶位于冀中坳陷廊固凹陷東部，為北東向斷壘潛山帶，勘探面積約410 km2，由于奧陶系潛山儲層非均質性強，成藏復雜，30多年來潛山勘探一直久攻不克。為了探索冀中坳陷北部非均質碳酸鹽巖儲層超深層奧陶系潛山的含油氣性，尋找油氣勘探接替新戰(zhàn)場，華北油田于2016年優(yōu)選河西務潛山帶北部的楊稅務潛山西高點部署鉆探風險探井——安探1x井［1］。該井于2016年7月9日完鉆，完鉆井深5496 m（垂深5243 m），完鉆層位下馬家溝組；井深5480 m溫度達到177 ℃。上馬家溝組中上部5065.2～5203 m作為測試井段，酸壓改造施工后，11月8—9日采用?16 mm油嘴、?60.325 mm孔板放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)氣40.89×104m3、日產(chǎn)油71.16 m3，油壓為 20.01 MPa，獲得高產(chǎn)油氣流［2］。2017 年，華北油田繼續(xù)加大勘探力度，深化楊稅務潛山地層認識和評價，相繼完鉆了安探3井和安探2x井，并進行了測試-酸壓-試氣，均獲得了工業(yè)油氣流。楊稅務潛山氣藏埋藏深、溫度高，對測試技術的可靠性和安全性提出了更高的要求。

目前，我國西部油田超深超高壓高溫氣井鉆探數(shù)量逐年增多，以MFE+RTTS封隔器和LPRN+RTTS封隔器為主體的測試管柱已不能滿足超深超高壓高溫氣井測試施工作業(yè)的要求［3-4］。要實現(xiàn)測試管柱既簡單又能達到測試目的，近幾年在工具選型及管柱結構優(yōu)化上不斷推陳出新，根據(jù)井的具體情況集成優(yōu)化出“兩閥一封”、“三閥一封”、“四閥一封”和“五閥一封”等4套適應超深超高壓高溫氣井測試的一體化管柱［5-6］，滿足了西部超深超高壓高溫氣井的測試需求。由于西部超深超高壓高溫氣井的地層壓力系數(shù)高，測試前采用高含固相的高密度壓井液壓井，測試時間較長，為防止井下管柱長時間測試被埋卡，通常采取在封隔器坐封后將井筒內重漿用無固相壓井液替出，然后在無固相壓井液中進行測試放噴求產(chǎn)［5，7］。然而，楊稅務潛山儲層的壓力系數(shù)低，為了進一步簡化測試管柱，需要根據(jù)楊稅務潛山氣藏區(qū)域儲層特征和井筒條件優(yōu)化測試管柱，制定合理的測試方案，為錄取科學的儲層資料提供技術支撐，從而深化勘探地質人員對楊稅務潛山儲層的認識和評價。

因此，通過楊稅務潛山高溫氣藏測試技術所面臨的難點研究，配套集成了適合于該潛山高溫氣藏的測試管柱，制定了合理的測試工作制度，并對測試施工過程和解釋結果進行了分析，有效地解決了楊稅務潛山高溫氣藏測試難題，提高了測試成功率，保證了深層油氣藏勘探的順利進行。

1 楊稅務高溫潛山氣藏測試技術難點

（1）井深大。安探1x井的儲層深度為5086.60 m，儲層垂深為4927.66 m；安探2x井的儲層深度為5366.40 m，儲層垂深為5270.46 m；安探3井的儲層深度為5421.70 m，儲層垂深為5414.62 m。井下管柱在高溫條件下處于極限工作環(huán)境，測試工具操作難度增大，管柱、配合接頭容易擠毀、變形，甚至破損斷裂，施工風險極大。另外，測試管柱需要在小井眼內進行測試施工，如安探2x井井身結構為?177.80 mm技術套管內懸掛?127 mm的油層套管（4610.46～5896.00 m），工具尺寸小，強度低，間隙小，施工時稍有不當就易出現(xiàn)井下埋卡等復雜情況［7-8］。

（2）溫度高。如果采用固相完井液，完井液成分容易老化而埋卡封隔器，因此高溫環(huán)境對井筒液體性能的影響極大；工具的橡膠密封件在高溫條件下易發(fā)生脆化甚至碳化，強度大大減弱，密封性能降低。高溫環(huán)境還容易造成電子壓力計失靈、工具材料性能退化、改變封隔器等工具受力造成測試閥誤動作等［9］。

（3）射孔跨距長。楊稅務高溫潛山氣藏所鉆的安探1x井、安探2x井和安探3井的射孔跨距分別為91.4 m、158 m和73.4 m。在測試射孔聯(lián)作工藝中，夾層一般采用夾層槍而不使用油管和增壓裝置，所以夾層槍跨度長，火藥敏感性差，大跨距射孔容易出現(xiàn)“斷點”?；鸸て泛蜕淇灼鞑谋仨氝M行優(yōu)化選配以滿足該區(qū)域儲層高溫條件下射孔作業(yè)的需要。

2 楊稅務潛山高溫氣藏測試工藝優(yōu)化

2.1 測試射孔聯(lián)作管柱優(yōu)化

高溫井測試一般都要采用測試射孔聯(lián)作方式，即一趟管柱完成射孔和測試作業(yè)［10］。測試射孔管柱一方面要能夠實現(xiàn)測試管柱的基本功能，另一方面要簡單可行以降低潛在風險。因此，需要科學配置管柱組成，盡可能地減少工具數(shù)量和操作次數(shù)，保證高溫井施工的成功率。

根據(jù)以上考慮，由于楊稅務潛山高溫氣藏的壓力系統(tǒng)為正常壓力系統(tǒng)，誘噴方式不需要替液，直接掏空即可，因此集成配套了適用于楊稅務潛山高溫氣藏的負壓測試閥射孔聯(lián)作管柱，采用一開一關一開放噴工作制度。管柱從上到下包括油管+校深短節(jié)+油管+加強型RDS循環(huán)閥+加強型負壓測試閥+加強型RD循環(huán)閥+油管+電子壓力計托筒+機械壓力機托筒+液壓旁通+RTTS安全接頭+傳壓接頭+RTTS封隔器+扶正器+減震器+篩管密封接頭+油管+壓差延時點火頭+射孔槍，負壓測試閥射孔管柱簡稱“三閥一封”，結構見圖1。

圖1 負壓測試閥射孔聯(lián)作管柱示意圖Fig. 1 Schematic combined string of negative test valve and perforation

RDS循環(huán)閥、負壓測試閥和RD循環(huán)閥均帶有破裂盤結構［11-12］，通過設置不同破裂壓力的破裂盤依次操作負壓測試閥、RDS循環(huán)閥和RD循環(huán)閥，完成開井、關井和循環(huán)的功能。首先，環(huán)空打低壓，負壓測試閥的破裂盤破裂，心軸帶動操作臂開啟球閥，完成開井，同時射孔槍延時起爆，完成射孔；開井至設定時間或根據(jù)井口泡泡頭顯示情況，從環(huán)空打一個中等壓力，RDS循環(huán)閥的破裂盤破裂，下端球閥關閉完成關井動作，同時上端循環(huán)孔打開，油套連通；完成關井恢復后，如果地層有產(chǎn)出，用高密度壓井液壓井，根據(jù)設定壓力和壓井液密度計算出環(huán)空需要的操作壓力，打壓后RD循環(huán)閥的破裂盤破裂，循環(huán)孔打開，RDS球閥以下的油套連通，可以循環(huán)壓井，然后解封，如果地層沒有產(chǎn)出，可直接解封。

2.2 射孔器材優(yōu)選

目前，國內射孔彈常用作火工品的材料有HMX、HNS、PYX［13］。這幾種材料在不同溫度下的耐溫時效性如圖2所示。從圖2可以看出，只有HNS和PYX兩種材料能夠滿足楊稅務高溫潛山氣藏儲層射孔要求?？紤]經(jīng)濟效益，優(yōu)選出火工品材料為HNS。以HNS為火工品材料的超高溫深穿透射孔彈主要有四川射孔彈廠的DP36HNS25-9和川南692廠的DP36HNS25-1，兩者的射孔穿深分別為560 m和641 m，選擇DP36HNS25-1用作目標區(qū)塊測試射孔聯(lián)作施工射孔彈。

圖2 不同溫度下各種材料的耐溫時效性Fig. 2 High-temperature aging of various materials at different temperatures

3 應用實例

2016—2017年采用負壓測試閥射孔聯(lián)作工藝對安探1x井、安探2x井和安探3井進行了施工，工藝均成功，而且錄取的儲層測試資料齊全、準確。以安探2x井為例對施工過程及測試結果進行分析。

安探2x井位于河北省廊坊市廣陽區(qū)北旺鄉(xiāng)大棗林村西南140 m，是冀中坳陷廊固凹陷河西務構造帶楊稅務潛山構造安探1東潛山南高點的一口預探井。該井2016年12月16日開鉆，2017年4月30日完鉆，完鉆層位寒武系，完鉆井深5899.00 m，最大井斜深度5825.00 m，最大井斜23.5°，方位角354°。本次試油井段為上馬家溝組（O2s）和下馬家溝組（O2x），射孔井段 5287.40～5445.40 m，射孔跨距 158 m，實射厚度45.20 m。完鉆后?177.80 mm技術套管下入深度10.10～4873.00 m，?127.00 mm油層套管下入深度4610.46～5896.00 m。測試目的是求取儲層液性、產(chǎn)能、壓力及相關地層參數(shù)。采用一開一關一開放噴的工作制度，RTTS封隔器坐封位置為5235.78 m，壓井液為清水，密度1.0 g/cm3，測試前加清水液墊2686.53 m，容積6.38 m3。測試管柱組成見圖1。施工程序如表1所示。

表1 安探2x井負壓測試閥射孔聯(lián)作施工程序Table 1 Construction procedure of combined operation of negative pressure test valve and perforation in Well Antan 2x

圖3表示的是安探2x井測試時間-壓力歷史展開圖。電子壓力計回放出的數(shù)據(jù)真實地記錄了井底壓力的動態(tài)變化，獲得了清晰、完整的壓力曲線，其形態(tài)反映出封隔器密封良好，測試開井、關井操作準確無誤，測試工藝成功。

根據(jù)9月21日12:00—20:00放噴數(shù)據(jù)折產(chǎn)，油嘴直徑6 mm，油壓7.92～8.33 MPa，孔板直徑19.05 mm，分離器壓力 2.17～1.70 MPa，產(chǎn)油 3.67 m3，折日產(chǎn)油11.01 m3，日產(chǎn)氣31180 m3。依據(jù)石油天然氣行業(yè)標準SY/T 6293—2008《勘探試油工作規(guī)范》相應條款，結合測試期間放噴定產(chǎn)情況和試油定性標準，該層測試結論為凝析氣層。

圖3 安探2x井測試時間-壓力歷史展開圖Fig. 3 Expanded view of test time-pressure historу of Well Antan 2x

關井外推壓力55.90 MPa作為原始地層壓力，測點深度5215.37 m，測點垂深5131.05 m，由于產(chǎn)出為氣，測試層較厚，未進行梯度測試，借用安探1x井0.555 MPa/100 m壓力梯度折到儲層中部5366.40 m（垂深5270.46 m）壓力56.67 MPa，壓力系數(shù)為1.10（供參考），屬正常地層壓力系統(tǒng)。本井測點溫度178.3 ℃。對一次關井數(shù)據(jù)進行雙對數(shù)-導數(shù)曲線分析，從圖4可以看出，導數(shù)曲線在井儲階段后出現(xiàn)了明顯的裂縫特征，后期出現(xiàn)“凹”字形態(tài)，為雙重孔隙油藏特征，由此選用變井儲+裂縫+雙孔油藏模型定量擬合，求得氣相有效滲透率0.011 mD，表皮因數(shù)-3.01，彈性儲能比0.022，無量綱竄流系數(shù)7.67×10-5，測試結果反映儲層滲透性較低，近井筒地帶存在輕微污染。

圖4 安探2x井的關井雙對數(shù)曲線Fig. 4 Log-log plot of Well Antan 2x during shutdown

4 結論

（1）針對楊稅務潛山高溫氣藏井深大、井底溫度高的測試技術難點，優(yōu)化了負壓測試閥射孔聯(lián)作管柱，該管柱的測試閥主要由負壓測試閥、RDS循環(huán)閥和RD循環(huán)閥組成。

（2）根據(jù)火工品的耐溫性能和射孔彈的穿深數(shù)據(jù)，優(yōu)選了川南692廠的超高溫深穿透射孔彈DP36HNS25-1用作楊稅務高溫潛山氣藏測試射孔聯(lián)作施工射孔彈。

（3）楊稅務潛山高溫氣藏3口井的應用結果表明，負壓測試閥射孔聯(lián)作管柱和超高溫深穿透射孔彈能夠滿足楊稅務高溫潛山氣藏測試射孔聯(lián)作施工的要求，提高了測試層資料錄取的正確性和完整性，具有較好的應用推廣前景。

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