深层气井试气工艺设计研究

井帅、许元鹏、陈天喜、高顶

延长石油质量监督中心第五监督站 716000

摘要：深层气井的测试在我国气田开创具有重要意义。从具体而言，深层气井整体结构复杂，存在不稳定高压、高温、含有酸性腐蚀气体较强的特点，对深层气井试气工作增加很多工作压力。同时，对于现阶段深层气井测试情况，通过多年实践操作经验，对管柱力、腐蚀性质等采取针对性研究，借助现代先进气井试气相关技术，规划出完整深层气井试气工艺设计方案，为我国相关类型气田开创提供多样化帮助。

关键词：深层气井：试气工艺：设计方案

1. 试气管柱相关概述

1. 试气管柱力学机理分析

对于地下工程应用情况而言，井下管柱力学分析关键目的是对管柱压裂、射孔、开关井等试气阶段所产生的状态和稳定性进行准确计算，为相关人员管柱设计提供工程数据的支持，更好选择合适管柱设计方案。针对试气管柱来说，在日常承载、结构变形、应力开展对应分析工作时，首要任务是对管柱轴向弯曲进行深层研究，只有明确管柱井下状态，才能获取管柱力学实质结论。如果结果管柱出现位移问题，必须对提前设计好的只要轴向发生改变，成为深层井下管柱的必要发展变化，也是工程施工注重的关键问题^[1]。

2. 深井完井测试管柱结构的设计方法

井口顶部测试管柱能够发挥作用，主要是因为悬挂器在其中起到明显作用，在测试管柱结构设计方面将测试设备调整为压控形式，防止在应用中出现操作不妥当的问题。

测试管道进行设计过程中，设计方法的使用发挥重要作用。站在整体角度分析，具体考虑测试工艺、测试方式和相关要求等，选择合适设计方案，确保测试管柱结构设计合理。但是在相应设计中，必须注重以下设计内容：①如果深井完井是水平井和斜井状态，可以利用环空加压的方式进行有效设计。但对于深井直井来说，除了相关方式之外，还可以利用机械设备为设计工作提供应有帮助；②测试管柱结构设计应用需要借助跨隔测试的方式，保证隔离设备数量保持在两个以上，有效发挥测试层和封隔地层作用；③将电子压力测量计安置在完井测试管柱底部，有效达到压力测试规范要求；④ 如果深井完井出现材料外泄现象，必须利用定量砾石堵塞管柱结构，防止材料流入都管道内^[2]。

2. 测试工艺技术探究

1. APR测试技术

APR测试技术是我国现代深井试气的新型工艺，是由上外筒、下外筒、上下芯轴、活塞、衔接短节等部件组成。具体特点包含如下：①全通经测试。可以在测试管柱内对电缆和钢丝进行有序施工，确保挤柱施工能够正常进行；②利用环空管柱采取压力控制，有效完成具体施工任务；③借助高质量密封丝扣部件，有利于作业压力不断上升，主要适用于高压气井测试施工；④反循环阀门可以多次重复开启、进入，为顺利完成一系列作业奠定基础。
（二）优化简单稳定的管柱结构

1.APR射孔一测试联作管柱

负压射孔测试联动管柱，具体应用在储备层质量差、低压气层环境内。油管内部物质和杂质必须清理干净，可以通过射孔两侧激发环空压力，形成负压射孔，有效减少射孔液对地层造成的污染。与此同时，借助压力相差较大的地层流体认真冲刷射孔产生的压实，为保护附近井边环境奠定基础。等到以上作业认真完成之后，通过专业阀门对井下关井压力进行完善，压力正常恢复可以利用安全循环阀采取压井作业，但是在这一操作中出现泄漏问题，必须利用专业阀门堵塞压井，避免对其他作业造成影响。

2. 射孔一酸压一测试三联作管柱

射孔酸化测试三联与先射孔测试完成的二次作业模式相对等，技能减少试气期限，达到压缩测试成本控制目标，有效降低射孔测试对地层整体的污染，尤其是对于深井、高压低渗井，避免钻井时无法发挥作用，使钻井液沉淀在底层，发生复杂局面。

负压射孔—酸压—测试联动管柱技术会在射孔作业完成之后对地层产物进行酸压施工，保证功能完整性。

2. 超正压射孔酸压联动测试工艺

这种技术会在射孔完成之后不会对阀门部件进行持续酸压作用，利用超正压射孔出现的高压凝聚气体对地层进行一些裂缝进行完善，缓解注酸压力，快速借助普通酸对井筒附近井地质实行针对性处理，也可以利用酸压增强射孔压力，实现有效传播。

（三）APR测试管柱施工数据的完善

APR测试管柱施工数据设计和压力控制，与管柱结构、施工工艺等产生直接联系。利用环空压力、油管回压的APR测试压力控制计算方法不断完善施工数据，为压力控制设计提供有效帮助。

①遵守油套环空施工泵压要求，有效满足套管承受能力、测试设备耐压能力，严格按照测试油管强度，确保环空实现最大化控制。

②压力级数在于工具，每个压力操作情况都会体现出一种压力等级，通常情况下都会使用最小压力作为重复开关阀门压力，形成RD循环阀开启压力，保证每个测试工具压力程度产生的安全数值一直保持在规定范围内。

（四）高质量复合排液技术

高质量复合排液技术操作方式简单、快捷，都是酸液加入适当起泡剂，全过程搅拌液氮，加入到固体起泡剂排放，同时液氮也可以处理掉残留部分酸液，全面优化复合排液技术

^[3]。

总结：

深层气井之所以具有“高温、高压、腐蚀性强”的特点，导致试气工艺与其他油气气井测试不相同，通过深入了解深层气井测试工作难度，掌握常规试气工艺操作流程和规范，有助于深层气井测试技术应用安全、稳定，提高测试工艺水平，为我国天然气储备做出巨大贡献。

参考文献：

[1]刘合. 加速科技创新 突破技术瓶颈 为大庆油田可持续发展提供采油工程技术支撑[J]. 大庆石油地质与开发,2016(01):23-27+104.
[2]董才友,宋居濮,张麦云,马连俊,姬振宁. APR压控测试联作工艺技术在川东北气田的应用[J]. 油气井测试,2016,20(04):50-53+77.
[3]贺海军,徐德奎,马文海,袁玲,张凤. 大庆深层气完井管柱CO_2腐蚀防护技术[J]. 石油管材与仪器,2016,2(04):35-38.