利用循环挤注法求取地层压力、压井施工

利用循环挤注法求取地层压力、压井施工

张  军      王斌     马军虎     孙振华

玉门油田分公司油田作业公司修井一队

（地址：甘肃省玉门市老市区玉门油田作业公司试油修井经理部     邮编：735200    联系电话：15393482757

【摘要】所谓井控，就是油气井的压力控制技术，就是用井筒系统的压力控制地层压力。井控分级就是根据井涌规模和采取的控制方法的不同，把井控作业分为三级，即一级（初级）井控、二级井控和三级井控。溢流的根本原因是井内压力失去平衡，井底压力小于地层压力导致的。预防溢流要求液柱压力稍大于地层压力，修井液液柱压力的主要决定因素是修井液的密度。

【关键词】井控   地层压力   节流洗（压）井  

压井就是将具有一定性能和数量的液体，泵入井内，并使其液柱压力相对平衡于地层压力的过程（建立平衡的过程）。是井下作业施工中最常用、最基本的作业，是其他作业的前提。遵循“压而不喷，压而不漏，压而不死”的原则。

地层压力的确定，利用循环挤注法求取地层压力。

一、地层压力确定的方法：

1、测静压

将要进行井下作业施工的油井关井复压3-7d，待地面表压力读数稳定后，下压力计到油层中部测压，直接读出地层静压。适用于上修前对油井地层压力的确定。

2、 液面恢复法计算油层静压

关井后连续录取关井后的恢复液面数据，依据物理模型和压力叠加原理，利用监测仪微机系统的处理软件处理后，确定地层压力。作业现场使用受到极大限制，特别是对于生产后期的油井，成本高，仪器、软件难以获取。现场难于应用。

3、计算法

对注水井和低气油比可利用套压加上井筒液柱压力来计算。不适用于溢流后的测压。

4、估算法

可根据开发状况或邻井压力资料、钻井时压井液密度等来综合参考，估算地层压力。

5、溢流后的测压

溢流后，关井15min，观察油套管压力，则地层压力为：Pp=P0+Pm=Pa+Ph(式1）

式中P0、Pa——分别为油管压力和套管压力，单位：MPa。

Pm、Ph——分别为油管内液柱压力和油、套环空液柱压力管，单位：MPa。

由于环空修井液已被油、气污染，采用Pa和Ph计算地层压力是不准确的，只能根据P0、Pm求得地层压力。如果井深为H，未受油、气污染的压井液密度为ρ1，关井时油管压力为P0，则：Pp=P0+9.8ρ1H/1000（式2）

由于环空内受气侵的压井液密度低于管柱内压井液密度，通常关井套压大于油管压力。这个差值越大，反映地层中流体侵入的程度越严重。式1、式2为压井作业提供了地层压力参数。

二、地层压力确定的新方法：利用循环挤注法求取地层压力

发生溢流时，多数发生在起管柱工况。因此，管脚距离油层距离不定，极端情况下井内只有很少的管柱。求取地层压力可以采取节流循环洗井至进出口液性一致后，关闭套管闸门，向井内挤入修井液，至修井液距油层10—20 米（也可充满射孔段以上井筒）后，关井。观察油套管压力至压力值稳定后计算油层压力的方式。主要操作方式如下：

关井后，先测油套管压力，估算地层压力，算出关井最大压力。防止后续洗井，挤注测算修井液过程中最大井口压力不超过允许最大关井压力。选用与地层配伍性好的修井液，液量为套管容积的1.2-1.5倍备用。连接正（反）洗井管线，出口要使用节流阀节流控制。开泵洗井，洗井过程中要保障泵压高于关井压力。测量返出口修井液密度（也可估算使用大于管脚以上套管容积1.2倍的修井液循环洗井）。待进出口液性一致后关闭返出口闸门，向井内挤入修井液，待修井液达到油层以上套管容积量时，停泵，关井测压。待井口压力稳定15min无变化时，计算井内液柱压力（以油管压力为主，油套管压力差越小越准确，压力差不大于0.2MPa为最大值）。则：

Pp=P0+Pm=Pa+Ph

由于使用密度已定的修井液节流循环挤注修井液，最大限度排除了井内流体对修井液侵入的影响。所确定的地层压力最接近真实地层压力。加之压井液密度确定附加值为0.5MPa，大于压力差0.2MPa。所以使用计算出密度值的压井液压井，能保证压井施工一次成功。压井过程与测算地层压力过程一致。

三、压井的方法：

常用的压井的方法有灌注法、循环法、挤注法三种。

1、灌注法是向井筒灌注一段压井液，液柱压力就能平衡地层压力的方法。适用于压力不高、工作简单、时间短的井下作业上。

2、循环法是将密度合适的压井液泵入井内并进行循环，密度小的原压井液被新压井液替出井筒达到压井目的的方法。可分为正循环压井和反循环压井。

3、挤注法是对油套既不连通，无法循环，也不能采用灌注法的情况下采用挤注法。使用挤注法压井，地层压力难于确定，压井密度也就难于确定，容易造成压井失败和油层污染。

四、压井的新方法：循环挤注法压井

通过现场经验，可以使用循环挤注法来进行压井作业。操作过程与节流循环挤注法求取地层压力操作方法一致。可采用两次施工的方法进行。第一次使用低密度的压井液求取准确的地层压力，配制符合要求密度的压井液。第二次采取节流循环挤注压井。压井施工成功率高，作业现场易于操作，成本低，短时间内就可完成测算地层压力，配压井液，压井的工序。在知道地层压力的情况下，一次压井施工也可完成压井作业。

五、操作实例

2018年，在玉门老君庙油田I187井压裂施工后，经过控制放压，井口压力已经小于0.2MPa，不具备自喷生产能力。采油队通知五小队上修下泵投产施工。

井下技术状况：2014年9月下Φ115mm×2.17m通井规通至井深H：667.42m遇阻，起出通井规，检查通井规有明显划痕。下Φ115mm铅模打印667.42m，检查铅模被挤扁，最大变径为Φ120mm，最小变径为Φ110mm，分析套管变形。填砂找漏，730m以上不漏，下Φ60.3mm×9根油管+Φ73mm组合油管，冲至最大井深781.80m。2015年7月冲砂用60.3mm油管可冲砂至最大深度781.80m。

施工过程

动力搬迁到位，前期准备工作全部完成。拆除井口下冲砂管柱探砂面（由于该井在667.42m套管变形，下部套管最大通径φ110mm，所以冲砂管柱采用组合管柱，管柱结构自下而上：φ60.3mm油管20根+φ60.3Xφ73变扣接头+φ73mm油管），发现该井射孔段全部砂埋。冲砂施工冲开射孔段后，井内有溢流。

经过计算，配制密度1.17g/cm3密度的盐水就能满足压井需要。而这也是现场所能配制KCL盐水的最高密度。压井液配好后，使用循环挤注法压井施工，一次成功。完成了后续的下泵工序。

通过查阅资料，理论验证，该方法理论成立，实际操作案例成功。可作为老君庙油田测地层压力和压井的方法之一，有推广使用的价值。同时此方法还可用于油藏埋藏深度较浅，油层深度小于1000m以内的油气井、小井眼井的使用。可有效缩短压井施工准备阶段施工时间，准确确定地层压力。

使用此方法需要注意以下3个方面的问题：

1、关井压力和节流循环挤注测压、压井过程中要保障井底压力不大于地层破裂压力、防喷器额定压力和套管抗内压三者之中的最小值。

2、测压过程中要使用的修井液密度不能太大，不大于压井所需修井液的密度。防止压井液进入油层，造成油层污染。造成地层压力求取不到现象的发生。

3、节流循环洗井过程中，要保障泵压高于井口压力，防止地层流体进入井筒，影响地层压力的求取和压井施工的成败。

参考文献： M《石油天然气井下作业井控》 石油天然气井下作业井控编写组编

作者简介：张军，中国石油天然气集团公司玉门油田分公司油田作业公司试油修井经理部。助理工程师。王斌，中国石油天然气集团公司玉门油田分公司油田作业公司，井下作业工。高级技师。马军虎，中国石油天然气集团公司玉门油田分公司油田作业公司试油修井经理部。井下作业工，高级技师。孙振华，中国石油天然气集团公司玉门油田分公司油田作业公司。