高压气井测试工艺及新技术(2016)

川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院二O一六年四月钻采工程技术研究院是川庆钻探工程有限公司下属二级单位，由原川庆钻采工艺技术研究院与长庆工程技术研究院重组整合而成，多年来在地质条件复杂的川渝、长庆、塔里木等地区作业积累了丰富的经验。具有较强的解决“三高”、“三低”油气藏钻完井工程技术难题的综合实力。现有的气体钻井、欠平衡钻井、HPHT含H2S油气井完井与测试等十大钻完井特色技术在国内处于领先水平,可为国内外客户提供全面高效的钻井、完井、测试一体化技术服务。Branches:定向井服务公司欠平衡钻井公司空气钻井服务公司油气井测试公司钻井液服务公司钻完井设计公司机械设计中心四川石油取心中心井控培训中心灭火公司信息中心长庆分院塔里木分院东部项目部特种车辆服务公司技术创新能力与成果我院坚持“产学研、科工贸一体化”的发展方向，走“创新促转变、技术创效益”的发展之路，形成了较强的技术研发、成果转化和技术服务实力，可针对油气田勘探开发需要，提供先进、安全、经济的一体化井筒工程技术解决方案。低渗透油气田勘探开发国家工程实验室国家油气田救援广汉基地中国石油井控应急救援响应中心中石油欠平衡/气体钻井试验基地井控IADC国际资质培训中心建成的科研平台：十二项特色技术：形成从钻井完井到油气田增产稳产的十二项特色技术，总体达到国内先进水平，部分进入国际先进行列，基本占据行业高端。钻井完井工程设计与研究深井超深井优快钻井技术定向井水平井钻井技术钻井完井液技术气体/欠平衡钻井技术井控与硫化氢防护技术钻井取心技术固井技术“三高”油气井测试技术油气田增产稳产改造技术油气田井筒腐蚀与防护技术油气井抢险灭火技术连年实现“零事故、零伤害、零污染”目标被中国质量协会授予“全国用户满意企业”“四川省守合同重信用企业”和”四川省文明单位”多年川庆公司先进企业、HSE模范单位Venezuela委内瑞拉Kazakhstan哈萨克Russia俄罗斯Uzbekistan乌兹别克India印度Iraq伊拉克Indonesia印度尼西亚Thailand泰国Iran伊朗Kuwait科威特Canada加拿大Egypt埃及Turkmenistan土库曼油气井测试公司专业从事油气井DST、地面测试、除砂捕屑、封隔器完井、特殊油管钳、钢丝试井等完井试油技术研究和服务，拥有具有国际先进水平、适应各种井眼尺寸的HST和APR、POTV全通径测试工具以及各型封隔器完井工具，拥有140MPa、105MPa防硫地面测试流程设备、量程达210MPa的电子压力计和105MPa防硫钢丝电缆作业井口防喷装置，各类资产总值近4亿元。拥有中国石油集团公司甲级队伍施工作业资质，年综合作业能力超500层次。在国内多个油气田、国内雪佛龙、壳牌等反承包市场以及土库曼斯坦、委内瑞拉、印度尼西亚、肯尼亚、乌兹别克斯坦、阿富汗等国家成功开展测试服务4000余层次。通过多年对含硫气田高温高压深井测试技术的研究与实践，公司在高温高压高含硫气井和非常规油气藏等测试领域积累了丰富的经验，具有独特的优势。现有员工200余人，五年以上工作经验人数107人。集团公司技术专家：1人集团公司技能专家：1人高级工程师：11人集团公司资质队伍：地层测试作业队：7支地面测试作业队：20支钢丝试井作业队：2支连续荣获局级金、银、铜牌队称号。地面测试作业井下测试作业封隔器完井作业井口高压除砂作业钢丝电缆作业微压痕/无压痕特殊油管服务油藏解释评价委内瑞拉Venezuela印度尼西亚IndonesiaKenya肯尼亚土库曼斯坦Turkmenistan乌兹别克斯坦Uzbekistan阿富汗Afghanistan油气井测试公司标准化实验车间，面积：5000平米进口APR测试工具工具检修维护区重型货架进口油管钳测试工具车间设备试压数据自动采集与监控系统配件库房转向、节流管汇井下工具试验坑配件库房地面设备试压坑采油树重型货架车间宣传栏车间会议室车间培训室车间库管办公室HPHT测试技术发展现状我国深层、超深层天然气储量分别占天然气总资源量的31.23%、15.93%。其中四川盆地、塔里木油田、准格尔盆地、松辽盆地、南海莺歌海等均存在高温高压含硫气藏，测试技术充满挑战。近年来，国内外石油公司都在加大加快天然气勘探步伐，尤其四川盆地更是成为国内天然气勘探的热点地区。伴随着向盆地深部地层的礁滩气藏等开展预探和评价勘探，高温、高压含硫超深井气藏成为勘探开发的重要对象，所面临的这类井测试作业也越来越多。如何找到行之有效的办法来解决高温、高压含硫超深井测试技术这一世界性难题，已经成为国内试油界需要解决的首要问题。HPHT测试技术发展现状主要作业区域：美国墨西哥湾、北海、加拿大东海岸、玻利维亚及委内瑞拉、澳大利亚、独联体环里海国家、中国等。高温高压（HPHT）含硫深井目前在国际上还没有一个统一的定义，几个大的石油公司自己定义有所差异。机构高温高压井超高温高压井特高温高压井HalliburtonBHP10000psi,BHT150℃BHP15000psi,BHT177℃BHP20000psi,BHT204℃英国能源部BHT150℃,压力梯度0.8psi/ft或BOP额定压力10,000psiSchlumbergerBHP10000PsiBHP15000PsiBHT150℃BHT177℃HPHT测试技术发展现状斯伦贝谢HPHT测试技术发展现状哈里伯顿OperatingEnvelope–TestTools3004004503505001015203025ULTRAHPHTSTANDARDTOOLSw/CONDITIONSSTANDARDTOOLSPRESSURE(KPSI)TEMPERATURE(ºF)HPHTLPLTEXTREMEHPHTHPHT测试技术发展现状OperatingEnvelope–MemoryGauges3004004503505001015203025ULTRAHPHTPRESSURE(KPSI)TEMPERATURE(ºF)HPHTLPLTEXTREMEHPHTHPHT测试技术发展现状HPHTJobs050001000015000200002500030000100150200250300350400450TemperatureºFPressurePSITCP-1299JobsMemoryGauge-2303JobsHPHT测试技术发展现状HPHTCaseHistoryHighlights350ºF175ºC10Kpsi69MPa15Kpsi103MPa20Kpsi138MPa300ºF150ºC30Kpsi207MPaTemperaturePressureHalliburtonCompletionToolsSamplingofHPHTExperienceTahiti(GOM)Jack&WalkerRidge(GOM)500ºF260ºC400ºF200ºC150ºF65ºCPeterson(GOM)FrontRunner(GOM)SouthTexasBrazos(GOM)ElginFranklin(NorthSea)Kristen(NorthSea)MobileBay(GOM)Triassic(NorthSea)Auger(GOM)Thunderhorse(GOM)ShahDeniz(Azerbaijan)Khuff(SaudiArabia)Sable(Canada)StandardHPHTExtremeHPHTUltraHPHTLichtenberg(GOM)Dina(China)Trecate(Italy)ArgentinaHPHT测试技术发展现状深井：井深≥5000m。高温：地层温度≥150℃。高压：地层压力或井底压力≥70MPa。硫化氢：天然气中硫化氢分压达0.0003MPa，或H2S含量大于75mg/m3（50ppm）。四川油气田对高温高压含硫深井目前采用标准为：深井：井深≥5000m。高温：地层温度≥150℃。高压：地层压力或井底压力≥70MPa。硫化氢：天然气中硫化氢分压达0.0003MPa，或H2S含量大于75mg/m3（50ppm）。HPHT测试技术发展现状1.井筒条件受限套管承压能力不足；套管存在磨损；固井质量难以保证；地层塑形变形，损坏套管；近年来，我们在高温高压试油测试面临以下主要挑战：HPHT测试技术面临的问题L39井井身结构井段5357-5364米、5433-5457米扭曲变形，5433-5440米严重扭曲变形膏岩塑性变形使套管扭曲变形套管受力复杂HPHT测试技术面临的问题2.测试管柱承受载荷复杂测试管柱承受交变载荷，测试管柱容易发生挤毁、断裂等损坏。HPHT测试技术面临的问题3.高温、高压、含硫影响测试工具稳定性和可靠性井下工具H2S腐蚀断裂油管氢脆断裂井下工具、油管受硫化氢腐蚀严重；H2S应力开裂工具密封极易失效；封隔器容易失封；HPHT测试技术面临的问题4.高温条件下井底资料录取难地层温度超过常规压力计量程；电子压力计在高温条件下使用寿命降低；井号井下压力MPa地层温度℃使用情况F1酸压1451491支25k/177℃和2支20K/177℃压力计损坏L6酸压1421372支25k/177℃和1支20K/177℃压力计损坏L18酸压1601392支25k/177℃工作91小时后酸压时压力计损坏T243酸压1441604支20K/177℃压力计均损坏HPHT测试技术面临的问题4321起下钻作业时间长；井下资料录取时间长；反复压井，污染储层；成本高，效率低。HPHT测试技术面临的问题5.常规测试作业时间长，效率低6.工具、设备刺漏严重◆放喷时地面设备刺漏；◆压井时井下工具刺坏；节流油嘴RD循环阀HPHT测试技术面临的问题7.压井困难◆高产储层易漏易喷；◆循环压井夹杂H2S；◆封隔器在井下过长易卡埋；HPHT测试技术面临的问题8.地面测试流程控制难度大，业风险大环境保护要求高；人口稠密地区，安全控制难度大；设备性能、安全和防护能力要求高。作业地理环境受限HPHT测试技术面临的问题人口多、居民集中HPHT测试技术面临的问题为解决高温、高压含硫超深井测试难题，近年来我们积极开展装备配套和专项科研研究，并进行了大量探索和实践，基本形成了“三高”气井安全、快速、高效的试油测试工艺技术。联作工艺大幅度提高了深井试油施工效率。科学设计、精心施工有效保护油了层套管和试油管柱,提高了深井试油作业井筒安全。严执行含硫条件下的作业规程，保障了作业现场的安全为勘探提供了准确、完整的地质资料。HPHT测试技术解决方案基于动静态参数的储层量化评分公式的建立：Y=ax1+bx2+cx3+dx4+ex5将前期试油结果与储层微观结构、钻录井、测井、地震、试油动态资料结合进行综合分析，量化评价,指导试油层段及改造措施优选，避免试油的盲目性。Y=ax1+bx2+cx3+dx4+ex5动态参数优选根据评分值Y（0-100）对储层进行评价静态参数优选基于动静态参数的储层量化评分公式的建立：目前该技术广泛应用于龙岗、九龙山等构造，符合率达94%。HPHT测试技术解决方案试油技术安全风险点识别射孔压井压裂酸化钻塞井口超压未压平稳压井液密度低塞下高压气窜井口试压不合格井漏严重井口密封失效磨坏套管互窜井口失效循环不足电缆射孔井不平稳观察不够封隔器密封失效过油管未装防喷管压坏套管井下作业循环时间不足未及时灌液、未观察计量井口压力等级低起钻抽汲井口失效未装内防喷工具观察时间不足控制参数不合理观察时间不足(压差过大、压力过高管柱密封失效井内不平稳井内不平稳测试换装井口起下钻作业阶段存在风险原因通井、刮管、洗井通井、刮管、循环洗井等作业时压井液中残留的H2S扩散，施工人员及井周边人群中毒压井液未充分循环排气起钻下管柱井漏引起井内不平稳，存在井喷失控风险下管柱速度过快激动井漏；下管柱未计量、观察返出大于管柱体积，井内溢流未及时发现，存在井