高溫高壓深井試油完井研究

安鵬

（天津市大港油田第四采油廠（灘海開發公司），天津300280）

0 引言

在組織開展油井鉆探作業時，高溫高壓深井屬于一種鉆探難度大、技術含量高的油井。所謂高溫高壓深井是指油井底部溫度超過150℃，油井井口壓力超過70MPa（油井底部壓力超過105MPa）的油井。與常規油井相比，無論是試油，還是完井，高溫高壓油井的作業難度都非常大，開展油井鉆探作業面臨的風險因素也比較多。在高溫高壓深井鉆探過程中，為了防止發生安全事故，需要針對高溫高壓深井試油工作的實際情況，制定詳細的工作流程。當前，隨著科技的不斷發展，一些先進的鉆探技術被應用在石油開采作業中，在一定程度上促進了石油測試技術的快速發展。但是，在利用新技術開展油井鉆探作業的過程中，依然存在一些問題，需要深入研究分析高溫高壓深井試油完井工作的特點，針對試油完井存在的問題制定詳細的解決方案，確保試油完井工作順利進行。

1 高溫高壓深井試油完井作業特點

與常規油井作業相比，高溫高壓深井作業存在很大的差異性，尤其是隨著石油鉆采技術、鉆采機械水平的不斷提升，在組織開展精細勘測作業時，一般利用相同管柱完成多種勘測任務，從根本上確保勘測作業的速度和勘測效益。在我國，受地質結構等因素的影響和制約，高溫高壓深井勘測作業的特點主要表現為高溫、高壓、結構復雜、油井深度大等，由于油井深度大，在這種情況下，需要采用尾部懸掛管柱方式進行測試。在組織開展勘測作業時，由于深井油井結構復雜，無形中加快了套管損傷，在一定程度上產生安全隱患。在實際的深井油井作業中，由于存在眾多不確定因素，一方面出現高壓高滲現象，另一方面還存在低滲高壓現象，都嚴重影響試油準備、套管正常工作的順利進行。對于高溫高壓深井來說，由于深度較深，一般都超過6000m，甚至有些油井深度深達9000m，由于需要采用套管技術開展試油作業，在深井油井的后期作業中，之前下入深井的技術套管必然會受到不同程度的磨損，進而對試油測試效果產生影響，為了確保套管強度，需要對磨損的套管進行及時更換。受壓力、溫度、流體密度、摩擦力等因素的影響和制約，井下管柱會產生不同程度的變形，在一定程度上嚴重影響管柱的使用效果，進一步影響試油測試工作順利進行，嚴重制約了深井試油作業效率。

在組織開展深井試油作業時，受高溫、高壓、高應力等因素的影響和制約，導致套管受力不均，造成套管出現被擠毀的現象，甚至由于油井開關壓力過大，造成油井內部壓力急劇增加，引發套管破裂等一系列問題，對測試結果產生嚴重影響，進一步出現測試失敗，以及射孔、套管破損等現象。

在高溫高壓深井試油完井作業中，通常會出現多個項目聯合作業的現象，整個過程涉及測試、酸化、氣舉等多項作業內容，例如高壓低滲井，在開展測試排液后期作業時，由于下部套管承受壓力較差，存在套管被擠毀的風險，為了防止套管被擠毀，一般采用儲層改造的方式進行處理，但是，這種處理方式又會導致套管承受較大的內壓力，造成射孔套管出現破裂。如果在管柱位置注入大量酸化劑，就會降低管柱溫度，導致管柱縮短，在進行測試時，由于升高溫度，管柱又會進一步拉伸。所以，在對深井油井進行酸化測試作業時，需要結合管柱軸向縮短變形情況，選擇科學合理的封隔器，借助封隔器的密封性功能，提升測試結果的準確性。

2 高溫高壓深井試油完井工作存在的問題分析

2.1 套管損壞 在組織開展高溫高壓深井試油完井作業時，針對井下工具（封隔器、套管、下井管柱等）、直讀試井電纜等存在的問題，需要采取相應的應對解決方案。對于套管損害，由于套管損害主要包括套管擠毀、套管卡槍、套管竄漏現象，其中：

①套管擠毀。造成套管擠毀的原因主要包括技術問題造成的套管磨損，以及清水替漿產生的內外壓差和超過剩余強度引發的套管磨損等，針對上述問題，解決方案首先需要對磨損進行評價，對完井液密度進行確定，然后采取相應的措施。

②套管卡槍。對于套管卡槍現象，由于造成卡槍的原因主要是射孔套管強度較低，應力不均使得套管發生不同程度的形變，這對卡槍現象，需要對套管強度、產量等因素進行綜合分析，并對射孔進行優化處理。

③套管竄漏。對于竄漏現象，造成側漏現象的原因主要是井下套管出現不同程度的磨損引發破裂，以及受地質結構的影響難以對套管進行固定處理，解決方案是對井筒進行全面綜合評價，并根據評價結果采取相應的措施。

2.2 油管出現破損 在高溫高壓深井試油完井作業過程中，油管損壞是一種常見的現象，這種現象主要包括油管的井口擠毀、井底擠毀、塑性螺旋彎曲、外壁磨損、破裂等。

①井口擠毀。對于油管井口擠毀問題，造成這種現象的原因主要是受軸向拉伸力的影響，使得油管排擠強度出現不同程度的降低，主要解決方案是對返排速度、環空壓力等進行控制。

②井底擠毀。對于油管井底擠毀問題，造成這種現象的原因主要是受軸向拉伸力的影響，油管工作強度出現不同程度的降低，主要解決方案是對環空壓力進行控制。

③塑性螺旋彎曲。對于油管塑性螺旋彎曲問題，造成這種現象的原因主要是虛構力、軸向壓力、應力等過大，主要解決方式是對泵壓、內部壓力進行控制。

④外壁磨損。對于油管外壁磨損問題，引發這種問題的原因主要是管柱出現不同程度的彎曲，以及高產流體產生的低頻振動，進一步加劇套管磨損，主要解決方案是對產量進行控制，或者對油管下部軸向壓力進行降低處理。

⑤破裂。對于油管破裂問題，造成油管破裂的原因主要是油井油管受到不同程度的破損，在一定程度上降低了油管強度，主要解決方案是利用無壓痕管線對油管進行上扣處理。

2.3 封隔器發生破損 在對高溫高壓深井進行射孔測試作業時，封隔器發生破損也是一種比較常見的問題，造成封隔器發生破損的原因主要是管柱軸向力過大以及壓力過大等，主要解決方案是對中心管進行加厚處理以及對射孔進行延時處理等。

①封隔器跨過失敗。造成封隔器跨過失敗的原因主要是封隔器生產壓差過大或跨距過大，進一步損壞跨距間工具，主要解決方案是在測試前需要科學合理地確定壓差、跨距等指標，通過詳實勘測施工環境因素指標，收集與施工相關的數據參數。

②封隔器失封。造成封隔器失封的主要原因是大排量酸壓降低了井下溫度，導致管柱出現不同程度的縮短，主要解決方案是增大坐封壓縮距離，提升坐封的載荷能力，以及設置伸縮管。

③油嘴損壞。對于油嘴損壞現象，主要表現為刺漏，造成這種現象的原因是油嘴存在較大的上下油壓，主要解決方案是設置多級節流。

④電纜損壞。對于電纜損壞問題，主要是電纜在井口部位發生斷裂，造成電纜損壞的主要原因橫向載荷過大、電纜自重過大，導致電纜無法承受載荷要求，進而出現斷裂現象，主要解決方案是設置雙級節流。

另外，在組織開展高溫高壓完井作業時，還存在諸如套壓升高等問題，對于這一問題主要是封隔器設計存在缺陷，油管存在質量問題（諸如油管強度低、扛擠強度能力弱等），這一問題的主要解決方案是對油井入管加強規范化管理，通過對測試員工進行教育和培訓，幫助測試員工強化安全生產意識，進一步對施工流程、施工方案等優化和明確，嚴格控制現場施工質量，確保高溫高壓深井射孔測試作業順利進行。

3 高溫高壓試油完井作業的政策建議

在高溫高壓試油過程中，可以借助動態試油完井管柱力學分析法，對高溫高壓試油完井試油作業進行操作，對于整個高溫高壓試油完井操作來說，其關鍵過程主要包括五個環節，分別為下管柱、射孔、酸壓、排液、開關井。在整個試油過程中，無論是套管，還是井下管柱，需要承受動態載荷，在作業現場，受研究方法等因素的影響和制約，主要借助靜態工序參數法進行測試和研究。在使用過程中，針對管柱減震、振動分析等工作，通過仿真模擬的方式計算動態試油完井管柱力學指標參數，進一步獲得試油測試相關的數據信息。然后對試油完井系統壓力進行綜合分析，通過對井下工具、井口等級等進行科學合理的選擇，同時對油嘴、壓力等進行合理分配與組合，進而在一定程度上弱化測試過程中受到的磨損。另外，深入研究分析完井工藝技術。我國作為資源大國，受計劃經濟體制的影響，對于完井投產作業缺乏足夠的重視。隨著油田開采難度的不斷加大，無形中增加了完井投產作業的難度，同時石油開采過程對環境影響越來越嚴重，出現一系列的環境污染問題。我國在組織開展完井投產作業時，絕大多數企業制定實施的完井投產作業方案，普遍缺乏理論依據，沒有形成自主完井作業技術，完井作業嚴重依賴國外的生產經驗，或者直接外包給工具服務商等第三方服務機構，對于有效的工具設備缺乏必要的維護、檢查等，以及對測試現場的施工管理工作缺乏必要的監督，導致施工質量難以得到有效保證。

4 結論

通過以上所分析，在組織開展高溫高壓深井試油完井作業時，受井下高壓、高溫等因素的影響和制約，增加了完井試油作業難度，進而引發各種問題。在實際的高溫高壓深井試油完井作業中，需要對潛在的問題進行綜合分析，并制定合理有效的應對舉措，針對井下工具壓差、磨損等問題，借助成熟、先進的完井試油作業技術，進一步提升油井作業的安全性、可靠性，從根本上提升我國高溫高壓深井試油完井工作水平。