射孔壓裂測試一體化技術(shù)在東海探井的應(yīng)用

摘要：介紹了射孔壓裂測試一體化工藝技術(shù)，通過對管柱設(shè)計及工藝創(chuàng)新進(jìn)行優(yōu)化，使得該項技術(shù)在海上多口井次的壓裂測試作業(yè)中進(jìn)行了成功的應(yīng)用，為海上低孔滲油氣藏勘探測試提供了新的方法，具有很好的推廣應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：射孔 壓裂 測試 一體化 創(chuàng)新技術(shù) 低孔滲 勘探測試

低孔滲油氣藏儲層具有小孔隙、細(xì)喉道、低滲透、高毛管壓力等特點，在海上此類儲層中進(jìn)行常規(guī)測試作業(yè)時均無產(chǎn)出，無法對儲層進(jìn)行有效的勘探評價。要想最大限度地提高產(chǎn)能，達(dá)到認(rèn)識和評價低孔滲儲層的目的，水力加砂壓裂改造是最有效的方法之一。

一、射孔壓裂測試一體化工藝概況

射孔壓裂測試一體化是在現(xiàn)有測試工藝及測試管柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要及實際情況優(yōu)選測試工具，防止加砂壓裂時砂子進(jìn)入工具而造成井下事故；通過優(yōu)化后的施工管柱，實現(xiàn)地質(zhì)上多次開關(guān)井錄取相關(guān)資料的要求；對井下工具優(yōu)選、配置、組合，同時通過一次管柱下井，可以進(jìn)行射孔、壓裂及測試作業(yè)，實現(xiàn)了低成本、高時效，并減少了對儲層的污染。

射孔壓裂測試一體化工藝采用油管傳輸射孔與環(huán)空壓力響應(yīng)測試工具聯(lián)作，射孔、常規(guī)測試后進(jìn)行壓裂作業(yè)，再進(jìn)行測試作業(yè)。

常規(guī)測試與一體化測試技術(shù)對比

方案工序優(yōu)點缺點

第一種方案（1）下射孔測試聯(lián)作管柱，射孔、測試、壓井、起鉆；

（2）下壓裂管柱，壓裂、排液，壓井、起鉆；

（3）下測試管柱、測試。（1）管柱安全可靠；

（2）各個工序?qū)儆诔墒熳鳂I(yè)；

（3）不必?fù)?dān)心攜砂液對管柱的沖蝕等影響；

（4）作業(yè)風(fēng)險分散在不同工序中，減弱作業(yè)風(fēng)險。（1）工序繁多；

（2）作業(yè)時間長；

（3）作業(yè)對儲層較大傷害；

（4）費用高。

第二種方案（1）下射孔和測試聯(lián)作管柱，射孔、測試壓裂、排液、壓井、起鉆；

（2）下測試管柱、測試。（1）測試管柱可靠；

（2）壓后測試管柱不受攜砂液沖蝕管柱的影響；

（3）作業(yè)風(fēng)險分散在不同工序中，減弱作業(yè)風(fēng)險。（1）工序較多；

（2）作業(yè)時間較長；

（3）作業(yè)對儲層較大傷害；

（4）費用較高。

第三種方案下射孔壓裂測試一體化管柱，射孔、測試、壓裂、排液、壓井、測試。（1）作業(yè)管柱簡單；

（2）儲層傷害小；

（3）作業(yè)時間少；

（4）費用低。（1）攜砂液對管柱沖蝕影響測試工具的開關(guān)；

（2）作業(yè)對儲層較大傷害。

二、射孔壓裂測試一體化管柱

該管柱主要在APR測試管柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上結(jié)合加砂壓裂作業(yè)工藝及實際情況優(yōu)選測試工具。設(shè)計時需考慮壓裂過程中整個管柱將承受高壓，以及壓裂時支撐劑進(jìn)入管柱，對井下工具的影響；壓裂后管柱還需具備多次開關(guān)井錄取相關(guān)資料的功能。

1、一體化管柱設(shè)計原則

（1） 確保射孔、壓裂和測試作業(yè)安全；

（2） 保證泵入攜砂液過程中管柱通暢；

（3） 保證測試取全取準(zhǔn)資料；

（4） 保證測試管柱井下工具開關(guān)靈活；

（5） 盡量減少壓井次數(shù)，最大限度避免儲層污染；

（6） 盡量減少起下鉆的次數(shù)，節(jié)約作業(yè)時間和費用。

2、井下測試工具優(yōu)化

射孔壓裂測試一體化技術(shù)對測試工具部分的整體要求為：滿足負(fù)壓誘噴的要求，解除近井地帶的污染；首先對地層進(jìn)行常規(guī)測試，獲得地層的自然產(chǎn)能等資料；優(yōu)化壓裂測試工藝，進(jìn)行壓裂測試前后的產(chǎn)能對比；保證壓裂測試一體化作業(yè)成功，減少對地層的污染等等。

通過優(yōu)選簡化井下工具組合，并采用一定的改造措施，以及對一體化管柱進(jìn)行校核等，設(shè)計了一體化作業(yè)管柱，其各工具功能如下：

（1）封隔器：采用103.4Mpa加強(qiáng)型封隔器，具有雙水力錨、三塊膠筒，自帶液壓旁通的功能，滿足了加砂壓裂作業(yè)高壓的需要。

（2）壓力計：托筒采用外置式，防止砂在拖筒內(nèi)沉積，減少了砂卡的風(fēng)險；壓力計量程為110Mpa，滿足高壓作業(yè)的需要。

（3）循環(huán)閥：下入兩支循環(huán)閥，設(shè)計間距為300-500m，防止管柱內(nèi)沉砂而不能建立壓井循環(huán)，起到雙保險的作用。

（4）由于是氣層測試，管柱中沒有下入取樣器，同時兩個循環(huán)閥的操作壓力值設(shè)定為21Mpa以上，可以滿足環(huán)空打平衡壓的要求，減少了壓裂作業(yè)時測試管柱承受的壓力。

（5）伸縮接頭：通過對管柱強(qiáng)度以及軸向變形量進(jìn)行模擬計算，在壓裂作業(yè)時由鼓脹效應(yīng)、活塞效應(yīng)、溫度效應(yīng)共同作用而引起的變形量為：-3.3m（即收縮3.3m），所以采用3支伸縮接頭并倒置下入，以調(diào)整管柱深度及壓縮距離，并減少了砂卡的可能。

（6）88.9mm氣密性油管：壓裂主體管柱采用88.9mm氣密性油管，絲扣密封，抗壓能力強(qiáng)，滿足了高壓作業(yè)的需要。

三、射孔壓裂測試一體化工藝技術(shù)

1、射孔工藝

采用超深穿透集束體射孔技術(shù)，負(fù)壓閥造負(fù)壓，投棒和壓力引爆兩種方式（投棒點火為主），在射孔后自動丟槍。

2、測試工藝

采用APR測試工具+鉆桿+水下測試樹管柱，用柴油作為液墊，誘噴壓差為8-12MPa，采用三開二關(guān)的不穩(wěn)定試井方法，求取地層流體性質(zhì)、產(chǎn)能及溫度壓力資料，為油藏評價提供可靠依據(jù)。

3、壓裂工藝

對于一個新氣藏而言（尤其是低滲儲層），實施儲層模擬，確定合理的裂縫系統(tǒng)及施工參數(shù)是進(jìn)行單井壓裂方案優(yōu)化的技術(shù)關(guān)鍵，也是壓裂工藝技術(shù)研究的首要環(huán)節(jié)。通過FracproPT三維壓裂軟件對該井進(jìn)行壓裂縫長、導(dǎo)流能力、施工參數(shù)優(yōu)化，通過優(yōu)化得到適合該區(qū)塊儲層的各種優(yōu)化參數(shù)，以便指導(dǎo)后期的單井方案優(yōu)化。

4、排液技術(shù)

在加砂壓裂、頂替、停泵以后，關(guān)井30min。放噴排液，如果含氣量較大，應(yīng)根據(jù)實際產(chǎn)期情況控制放噴速度。在放噴管線出口不再有液體噴出后要至少觀察2小時，若無液關(guān)井，若有液體或霧化水，就繼續(xù)放噴。壓后若不能實現(xiàn)自噴返排，則采用連續(xù)油管氮氣氣舉誘噴。

四、現(xiàn)場應(yīng)用

“海上探井射孔壓裂測試一體化創(chuàng)新技術(shù)”在東海4口井次中得到成功應(yīng)用，并且效果顯著。通過本項目海上探井射孔壓裂測試一體化管柱的研究和實踐，推動了海上探井作業(yè)進(jìn)程，降低了海上油氣資源的勘探開發(fā)費用，使得低孔低滲氣田得以順利高效的勘探開發(fā)，提高了東海氣田勘探開發(fā)利用效率，為勘探開發(fā)東海低孔低滲氣田提供了一套的成熟的技術(shù)方案，并且可在我國四海范圍內(nèi)的油氣田推廣使用本技術(shù)，促進(jìn)了我國海上油氣田開發(fā)的技術(shù)進(jìn)步，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。