硫超深井试气技术难点分析

硫超深井试气技术难点分析

李建平

西南石油工程有限公司井下作业分公司，四川省德阳市，618000

摘要：硫化氢含量4．37％～18．68％，为高含H2S气藏；二段HzS含量o．。65％，为微含HzS气藏，飞三段含为微含HzS的气藏。常压压力系统压力系数1-01～1．04；超高压压力系统，压力系数1．70～2．17。

关键词：含硫超深井试气；技术难点；

前言：试油技术是在地震勘察、钻井录井、测井等间接手段初步确定油气层位的基础上，采用专用的设备和方法对油气层进行直接测试，获取气层的产能资料、地层参数和取样资料等数据，实现对气藏的更进一步的认识和鉴别，为天然气的开发提供更为详实和可靠依据的油气田开发辅助工艺技术。

一、含硫超深井试气技术难点

1.多功能试气管柱选择难度大。前期川东北海相含硫气井测试管柱遇卡、断脱、变形等事故时有发生。如进行测试后，在堵漏压井过程中，由于堵漏泥浆中堵漏材料和加重材料滤失沉积造成测试管柱卡钻，由于修井难度大放弃了对该层的继续评价；进行酸压作业时(井口最高压力90MPa)，发生管柱窜漏、油套沟通。

2.地面安全控制及井控风险大。含硫化氢气井具有井口压力高、测试产量大、含硫化氢等特点，在排液和求产期间，含有固体颗粒的流体对流程冲蚀(磨蚀)较大，严重影响测试施工的顺利进行；同时，由于测试压差大，且流体中含有HzS，高压气井试气过程极易发生冰堵。给地面安全控制带来很大安全风险。

3.腐蚀环境恶劣，合理经济试气材质选择难度大。含硫气藏不但Hz S、C02含量均较高，而且井深深(大于4000m)。含硫气藏腐蚀环境按规范要求应选择高镍基合金钢材质管材，但具有高抗硫性能的高合金钢等管材极为昂贵；若采用普通抗硫材质，管柱长时间处于高分压下，极易发生硫化物应力腐蚀开裂。

4.防漏堵漏难度大。漏失通道主要以裂缝和溶洞为主，尤其在构造的主体部位上，井漏地层多为中下统三叠系碳酸盐岩，由于长期地下水的侵蚀，裂缝、溶洞发育，井漏现象比较严重，常见于垂直型、大倾角型裂缝漏失、孔隙漏失和溶洞漏失等。同时试气后对产层段进行压井作业时，地层很容易再次发生井漏，处理起来非常困难，防漏堵漏难度非常大。

二、防护措施

1.高温高压气井投产试气及配套技术。对管柱的整体耐压和防腐材质的经济陛、安全性提出更高要求；通过新型工具和材质引进，既提高了投产管柱整体耐压能力，增强管柱安全性，又简化施工操作，为经济开发河坝飞三气藏提供条件。HB2井采用的耐压105MPa的可回收生产封隔器和抗CQ腐蚀、抗SCC的S一2cr材质油管作投产管柱，基于测试过程中不同工况分析描述，建立了受井眼约束的管柱变形微分方程及各工况下的管柱力学计算模型，通过测试管柱受力及变形进行管柱强度校和结构优化，初步形成一套适合高温高压气井的管柱力学分析、优化设计技术，并利用管柱受力分析技术对埋深大于6000m的直井、定向井(YBl一侧1等)、大斜度井(HB302、HB203)、水平井(HJ203H)等井型的测试管柱进行优化，确保了酸压(施工压力超过90MPa)、试气及求产、压井、解封上提管柱等工况下管柱的安全。相储层“压力高、温度高和含HzS性介质”的特点，为实现射孔、测试、储层改造、多次诱喷、压井、录取压力和温度资料等多次作业的需要，达到节约生产成本、加快试气测试进度的目的，形成了以“测试压力参数控制、射孔一酸化一测试联作测试管柱”为核心、以“超正压射孔一酸化一测试联作、负压射孔一酸化一测试联作及新型超高温射孔器材选择”等工艺为主的系列深井、超深井优快测试评价技术；高压、高含硫(3829／m3)、大井斜(井斜56。)等特点，射孔一酸压一测试联作技术首次在井深超过7000m的定向超深气井应用，经受住酸压最高施工泵压95MPa的反复震荡和无阻流量达82×104 m3／d的工业气流的考验，取得元坝区块勘探上的突破。

2．高效复合排液技术。相储层最有效的增产措施是酸压，而残酸的返排是提高酸化效果的一个重要环节，残酸返排率低，残酸会对地层产生二次污染，因此，提高残酸返排率是提高低压低渗井酸压改造效果的关键因素之一，也是相储层酸化的一个难点和重点。通过0MNI阀、在全程伴注液氮或段塞液氮酸压和液氮助排形成的复合排液技术能大大提高残酸的返排力度，基本解决残酸返排的问题。目前酸压后已基本全面推压井时常出现漏失，特别是经过酸压改造后的地层更易出现大漏情况，给压井、解封封隔器带来一定的风险。通过总结前期堵漏技术的，通过不同堵漏材料组合优化和堵漏工序优化，通过在HB2井成功应用，形成了一套适合相碳酸盐岩储层的堵漏技术。HB2井酸压改造后产能达204×104 m3／d，考虑井下工具通径，在压井时采用直径小于3mm的非纤维状堵漏材料和一级堵漏浆，堵漏效果十分显著，减低作业难度和施工周期。漏失特点及效果。腐蚀环境复杂，加之酸化等增产措施的实施，对材质选择及防腐工艺提出了更高要求。采用实验研究、比对、经济评价等多种手段，通过对腐蚀机理、材质耐腐蚀性能研究和现场试验，优选出以110SS材质为主的抗硫材质为含硫化氢气藏测试管柱材质。

3.高压含酸性介质气井封堵技术。针对通南巴地区海相气藏纵向上层系多、地层高温、超高压、含硫化氢、勘探转开发、油层套管抗内压强度低、井身结构异常复杂、完井液密度高等特点，采用跨隔封堵技术成功实现对高温高压含硫层段的封堵。现场施工维护措施(1)器械的现场布置。井气测试施工的控制装置、管汇和工具都要严格按照安装技术的要求配制、安装、固定和调试，并在施工前后将其合理、科学地安放在空旷的工地或者工棚内，避开寒流量巨大的井口区域，严格做好位置分配和维护工作。(2)设备防护和监测。安装报警装置，检测硫化氢在空气中的含量，一旦超过控制范围，通过自动报警，施工现场的人员能及时采取措施降低硫化氢浓度，保证施工安全和员工人身安全。在检测前后，监督专业技术人员周检、强检和维护监测仪器。

4.井下工具、管柱和地面设备必须适应高温高压作业环境。在含硫天然气超深井试油作业中，所使用的井下工具、管柱和地面设备等，都必须适应高温高压作业环境，否则，一旦气体出来，关不住，又输不走，就会引发重大安全事故。甚至可以说，含硫天然气超深井试油，就是一场考验井下工具、管柱和地面设备抗高温、高压、抗硫能力的一场硬仗。应进行动态试油、完井管柱力学分析。试油作业包含下管柱、替液、射孔、酸压、 排液、开关井等多个作业流程，在超深井试油作业过程中，井下管柱和套管均处高温、高压和含硫介质之中，而且由于试油工序的不同，井下工具和油管处在动态载荷作用之下，人工测算几乎不可能，因此要编制一套超深井试油的设计软件，以便于对井管柱振动与减振进行分析，建立动态试油完井管柱力学仿真模型，并对试油系统压力进行分析，从而有效提高超深井试油工艺水平。在测试技术不断提升的情况下，人们通过对新技术探索和实践，创造出了更符合油气田发展需求的试油技术，使得试油工艺呈现出向测试管柱和设备多样化、测试工艺智能化方向。

结束语：试气技术使用与高含量硫超深井的检测测试， 具有较大难度。但通过技术改进，在超深井的恶劣条件中，采取各种技术性的有效措施减少天然气中的硫含量、降温减压，保护检测设备和仪器，实现试气装置的可应用性，使含硫超深井的试气检测顺利进行，为油气开采施工提供可行性依据和创造条件。综上所述，解决含硫超深井试气技术的难点， 对超深井油气开采具有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 孙永涛，马魁魁，陆爱华 . 浅海试油排液工艺的对比及优选 [J]. 油气井测试，2019（3）

[2] 龚建萍 . 深井试油测试工艺技术 [J]. 内江科技，2022（1）