特殊井試油5-1-高溫高壓井測(cè)試

1、 5.1 高高 溫溫 高高 壓壓 井井 測(cè)測(cè) 試試 （H T H P）第第5章章 特殊井試油特殊井試油高溫高壓井的概念高溫高壓井的概念 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫高壓井的概念沒(méi)有做出統(tǒng)一的目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高溫高壓井的概念沒(méi)有做出統(tǒng)一的解釋和規(guī)定。解釋和規(guī)定。 哈里伯頓公司規(guī)定地層壓力達(dá)到哈里伯頓公司規(guī)定地層壓力達(dá)到70MPa，或地層溫度，或地層溫度達(dá)到達(dá)到150以上為高壓高溫井以上為高壓高溫井 , 斯倫貝謝、挪威能源公司斯倫貝謝、挪威能源公司規(guī)定地層壓力達(dá)到規(guī)定地層壓力達(dá)到105MPa以上，或井底溫度達(dá)到以上，或井底溫度達(dá)到210 以上為高壓高溫井。以上為高壓高溫井。 根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況，根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況

2、，CNPC認(rèn)為地層壓力認(rèn)為地層壓力 105MPa或或地層溫度地層溫度 150、含、含H2S 3 %、含、含CO2 3 %的油氣井為的油氣井為高壓高溫井。高壓高溫井。國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)、國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)、CNPCCNPC將高溫高壓井統(tǒng)一將高溫高壓井統(tǒng)一定義認(rèn)為：定義認(rèn)為： 把井口壓力大于把井口壓力大于70MPa70MPa（或者是井底壓（或者是井底壓力大于力大于105MPa105MPa）、井底溫度大于）、井底溫度大于150150定定義為高溫高壓井；義為高溫高壓井； 把井口壓力大于把井口壓力大于105MPa105MPa（或者是井底（或者是井底壓力大于壓力大于140MPa140MPa），井底溫度大于

3、），井底溫度大于170170定義為超高溫高壓井。定義為超高溫高壓井。國(guó)外高溫高壓井的發(fā)展簡(jiǎn)介國(guó)外高溫高壓井的發(fā)展簡(jiǎn)介 進(jìn)入進(jìn)入2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代，隨著全球?qū)κ图疤烊粴庑枨蟮哪甏S著全球?qū)κ图疤烊粴庑枨蟮娜找婕哟?，而較容易的勘探目標(biāo)都已突破，因此全世界的日益加大，而較容易的勘探目標(biāo)都已突破，因此全世界的油公司都轉(zhuǎn)入了對(duì)惡劣環(huán)境中進(jìn)行油氣勘探，惡劣環(huán)境之油公司都轉(zhuǎn)入了對(duì)惡劣環(huán)境中進(jìn)行油氣勘探，惡劣環(huán)境之一就是高溫高壓（一就是高溫高壓（HPHTHPHT）井）井。 高溫高壓井從鉆井設(shè)計(jì)、鉆井、測(cè)井、測(cè)試、試采都與普通井有高溫高壓井從鉆井設(shè)計(jì)、鉆井、測(cè)井、測(cè)試、試采都與普通井有很大區(qū)別。

4、為此國(guó)際上大的油公司并吸收了一部分國(guó)際性的服務(wù)公司很大區(qū)別。為此國(guó)際上大的油公司并吸收了一部分國(guó)際性的服務(wù)公司斯倉(cāng)貝謝（斯倉(cāng)貝謝（SchlumbergerSchlumberger）、哈里伯頓（）、哈里伯頓（HalliburtonHalliburton）、貝克休斯）、貝克休斯（BakerBaker）、艾克斯普洛（）、艾克斯普洛（ExproExpro）等，成立了國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)。）等，成立了國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)。國(guó)外高溫高壓井的發(fā)展簡(jiǎn)介國(guó)外高溫高壓井的發(fā)展簡(jiǎn)介 協(xié)會(huì)以定期或不定期的方式召開(kāi)研討會(huì)，協(xié)會(huì)以定期或不定期的方式召開(kāi)研討會(huì)，交流研討高溫高壓井的鉆井、測(cè)井、測(cè)試及交流研討高溫高壓井的鉆井、測(cè)

5、井、測(cè)試及試采技術(shù)。該協(xié)會(huì)規(guī)定：經(jīng)過(guò)高溫高壓井的試采技術(shù)。該協(xié)會(huì)規(guī)定：經(jīng)過(guò)高溫高壓井的協(xié)會(huì)認(rèn)可的服務(wù)公司才具備對(duì)高溫高壓井提協(xié)會(huì)認(rèn)可的服務(wù)公司才具備對(duì)高溫高壓井提供鉆井、測(cè)井、試油及試采技術(shù)服務(wù)的資格。供鉆井、測(cè)井、試油及試采技術(shù)服務(wù)的資格。由德士古（由德士古（Texaco）和英國(guó)石油（）和英國(guó)石油（BP）公司共同開(kāi)發(fā)的）公司共同開(kāi)發(fā)的Erkine油田位于蘇格蘭阿伯丁東面油田位于蘇格蘭阿伯丁東面160英里（英里（256km） 油田于油田于1981年被發(fā)現(xiàn)，測(cè)試時(shí)井口關(guān)井壓力年被發(fā)現(xiàn)，測(cè)試時(shí)井口關(guān)井壓力73MPa、井底壓力井底壓力97MPa，井底溫度，井底溫度175，由于當(dāng)時(shí)的開(kāi)采，由于當(dāng)時(shí)的開(kāi)

6、采技術(shù)受到限制，直至技術(shù)受到限制，直至1994年才認(rèn)真考慮開(kāi)發(fā)該油田。年才認(rèn)真考慮開(kāi)發(fā)該油田。1997年年12月第一口井正式投產(chǎn)，由于月第一口井正式投產(chǎn)，由于Erkine油田的成油田的成功投產(chǎn)，為北海功投產(chǎn)，為北海HPHT井打了開(kāi)發(fā)之路，這包括后來(lái)井打了開(kāi)發(fā)之路，這包括后來(lái)的的shearwater,puffin,Elgin和和Fraklin油田。油田。 通過(guò)這些油田的鉆探及開(kāi)發(fā)制定了一系列高溫高壓井通過(guò)這些油田的鉆探及開(kāi)發(fā)制定了一系列高溫高壓井的鉆井、測(cè)試、開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)。的鉆井、測(cè)試、開(kāi)采標(biāo)準(zhǔn)。 國(guó)外高溫高壓井實(shí)例：國(guó)外高溫高壓井實(shí)例：國(guó)內(nèi)高溫國(guó)壓井發(fā)展情況國(guó)內(nèi)高溫國(guó)壓井發(fā)展情況（以塔里木為例）（

7、以塔里木為例） 三個(gè)階段三個(gè)階段第一個(gè)階段是從第一個(gè)階段是從19891989年到年到19961996年底年底第二個(gè)階段是第二個(gè)階段是19971997年到年到20002000年底年底第三個(gè)階段是第三個(gè)階段是20012001年始年始第一個(gè)階段：第一個(gè)階段： 是從是從19891989年到年到19961996年底年底第一階段（第一階段（19891989年年-1996-1996年底）年底）n 在這個(gè)階段內(nèi)，塔里木勘探先后探明了吉拉克、英買(mǎi)在這個(gè)階段內(nèi)，塔里木勘探先后探明了吉拉克、英買(mǎi)7 7、提爾根、紅旗提爾根、紅旗1 1號(hào)、牙哈、吉南號(hào)、牙哈、吉南4 4、羊塔克、玉東、羊塔克、玉東2 2等八個(gè)等八個(gè)凝析

8、氣田，這凝析氣田，這8 8個(gè)凝析氣田的油氣層埋深在個(gè)凝析氣田的油氣層埋深在4500-5500m4500-5500m之之間、地層溫度間、地層溫度100-130100-130、地層壓力系數(shù)、地層壓力系數(shù)1.1-1.41.1-1.4，地層，地層壓力均小于壓力均小于70MPa70MPa。測(cè)試時(shí)井口關(guān)井壓力在。測(cè)試時(shí)井口關(guān)井壓力在35-50MPa35-50MPa這間，這間，這類井按國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)的定義不能定義為高溫高壓這類井按國(guó)際高溫高壓井協(xié)會(huì)的定義不能定義為高溫高壓井。但相對(duì)于其它油田的井或者是塔里木的油井其難度有井。但相對(duì)于其它油田的井或者是塔里木的油井其難度有明顯的增加。在這一階段試油工藝上采

9、用常規(guī)的工藝即可明顯的增加。在這一階段試油工藝上采用常規(guī)的工藝即可解決問(wèn)題的一些特殊工具。解決問(wèn)題的一些特殊工具。n第一種井下測(cè)試工藝（自下而上）第一種井下測(cè)試工藝（自下而上） 射孔槍射孔槍+P-T+P-T封隔器（寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)）封隔器（寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)）+MFE+MFE測(cè)試工具測(cè)試工具（寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)）（寶雞石油機(jī)械廠生產(chǎn)）+ +鉆桿鉆桿+ +井口控制頭。井口控制頭。n第二種井下測(cè)試工藝（自下而上）第二種井下測(cè)試工藝（自下而上） 射孔槍射孔槍+P-T+P-T封隔器（或者封隔器（或者EZ-SVEZ-SV插管封隔器）插管封隔器）+APR+APR測(cè)試工具測(cè)試工具（哈里伯頓第（哈里伯頓第2

10、 2代產(chǎn)品）代產(chǎn)品）+API+API油管（或者是油管（或者是3SB3SB油管）油管）+70MPa+70MPa采油采油樹(shù)（多數(shù)為國(guó)產(chǎn)）。樹(shù)（多數(shù)為國(guó)產(chǎn)）。n地面測(cè)試工藝一般是地面測(cè)試工藝一般是 控制頭（采油樹(shù)）控制頭（采油樹(shù)）鉆臺(tái)油嘴管匯鉆臺(tái)油嘴管匯地面地面2 7/8API2 7/8API油管油管地地面節(jié)流管匯（面節(jié)流管匯（70MPa70MPa）間接火加熱器間接火加熱器三相分離器。三相分離器。井下測(cè)試工藝一般有兩種：井下測(cè)試工藝一般有兩種：第二階段第二階段 是從是從19971997年年-2000-2000年底年底 隨著塔里木部分地區(qū)的深層勘探及庫(kù)車(chē)隨著塔里木部分地區(qū)的深層勘探及庫(kù)車(chē)地區(qū)天然氣勘探

11、的發(fā)展，出現(xiàn)了一批高溫地區(qū)天然氣勘探的發(fā)展，出現(xiàn)了一批高溫高壓井高壓井第二階段（第二階段（19971997年年-2000-2000年底）年底） CNPC CNPC科學(xué)探索井科學(xué)探索井英科英科1 1井，井深井，井深6400m,6400m,地地層溫度層溫度150150、地層壓力系數(shù)、地層壓力系數(shù)2.22.2、地層壓力、地層壓力129MPa129MPa；亞洲第一超深直井一塔參；亞洲第一超深直井一塔參1 1井、井深井、井深7200m7200m、地層溫度、地層溫度170170、地層壓力力系數(shù)、地層壓力力系數(shù)1.541.54、地層壓力地層壓力106MPa106MPa。英科。英科1 1、塔參、塔參1 1井雖

12、然地層壓力井雖然地層壓力都超過(guò)了都超過(guò)了105Pma105Pma，塔參，塔參1 1井溫度達(dá)到了井溫度達(dá)到了170170，屬，屬于高壓（超高壓）、高溫（超高溫）范疇內(nèi)，但于高壓（超高壓）、高溫（超高溫）范疇內(nèi)，但由于地層未出油氣，因此試油的難度大大降低由于地層未出油氣，因此試油的難度大大降低。 通過(guò)英科通過(guò)英科1 1井設(shè)計(jì)與施工，確立了我國(guó)高溫井設(shè)計(jì)與施工，確立了我國(guó)高溫高壓井的設(shè)計(jì)步驟：高壓井的設(shè)計(jì)步驟： 1、測(cè)試井的基本數(shù)據(jù)、測(cè)試井的基本數(shù)據(jù) 2、測(cè)試地質(zhì)數(shù)據(jù)、測(cè)試地質(zhì)數(shù)據(jù) 3、測(cè)試工程設(shè)計(jì)、測(cè)試工程設(shè)計(jì) 4、測(cè)試計(jì)算、測(cè)試計(jì)算 5、測(cè)試施工前的準(zhǔn)備工作、測(cè)試施工前的準(zhǔn)備工作 6、測(cè)試施工程

13、序及、測(cè)試施工程序及HSE要求要求設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容1 1、了解掌握測(cè)試井的基本數(shù)據(jù)、了解掌握測(cè)試井的基本數(shù)據(jù) 包括井別、地理位置、構(gòu)造位置、包括井別、地理位置、構(gòu)造位置、井位坐標(biāo)、地面海拔、補(bǔ)距、鉆井井位坐標(biāo)、地面海拔、補(bǔ)距、鉆井日期、完鉆層位、完鉆井深、人工日期、完鉆層位、完鉆井深、人工井底、井深結(jié)構(gòu)、井斜結(jié)構(gòu)、地層井底、井深結(jié)構(gòu)、井斜結(jié)構(gòu)、地層壓力、井底溫度、待測(cè)層基本數(shù)據(jù)、壓力、井底溫度、待測(cè)層基本數(shù)據(jù)、儲(chǔ)層物性、分層情況、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)等。儲(chǔ)層物性、分層情況、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)等。2、測(cè)試地質(zhì)數(shù)據(jù)、測(cè)試地質(zhì)數(shù)據(jù) 主要包括試油氣地質(zhì)目的，測(cè)試層主要包括試油氣地質(zhì)目的，測(cè)試層段及選擇依據(jù)，流體性質(zhì)

14、判別，測(cè)試段及選擇依據(jù)，流體性質(zhì)判別，測(cè)試要求等。要求等。設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容3、測(cè)試工程設(shè)計(jì)、測(cè)試工程設(shè)計(jì) 主要包括設(shè)計(jì)原則，地面流程設(shè)計(jì)，主要包括設(shè)計(jì)原則，地面流程設(shè)計(jì)，地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，地面緊急關(guān)閉系地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，地面緊急關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)計(jì)，井下管柱設(shè)計(jì)，封堵位置設(shè)統(tǒng)設(shè)計(jì)，井下管柱設(shè)計(jì)，封堵位置設(shè)計(jì)，射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)，封隔器的選擇等計(jì)，射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)，封隔器的選擇等設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容4 4、測(cè)試計(jì)算、測(cè)試計(jì)算 主要包括測(cè)試工藝計(jì)算，射孔工藝主要包括測(cè)試工藝計(jì)算，射孔工藝計(jì)算、射孔參數(shù)，井口及井底壓力計(jì)算，計(jì)算、射孔參數(shù)，井口及井底壓力計(jì)算，管柱力學(xué)計(jì)算等。管柱力

15、學(xué)計(jì)算等。設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容5 5、測(cè)試施工前的準(zhǔn)備工作、測(cè)試施工前的準(zhǔn)備工作 主要包括井筒及壓井液的準(zhǔn)備，下井主要包括井筒及壓井液的準(zhǔn)備，下井工具準(zhǔn)備井口及地面流程準(zhǔn)備，其他設(shè)備工具準(zhǔn)備井口及地面流程準(zhǔn)備，其他設(shè)備準(zhǔn)備，試壓準(zhǔn)備，安全準(zhǔn)備，應(yīng)急措施，準(zhǔn)備，試壓準(zhǔn)備，安全準(zhǔn)備，應(yīng)急措施，施工過(guò)程中壓力控制等。施工過(guò)程中壓力控制等。 主要包括施工過(guò)程中的各種記主要包括施工過(guò)程中的各種記錄，環(huán)境保護(hù)，及安全規(guī)定等。錄，環(huán)境保護(hù)，及安全規(guī)定等。設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟內(nèi)容6 6、測(cè)試施工程序及、測(cè)試施工程序及HSEHSE要求要求 庫(kù)車(chē)地區(qū)的典型井是克拉庫(kù)車(chē)地區(qū)的典型井是克拉2 2、克拉、克拉3 3

16、、依南、依南2 2、大北、大北1 1等等井。克拉井。克拉2 2、克拉、克拉3 3井地層壓力系數(shù)在井地層壓力系數(shù)在1.96-2.031.96-2.03之間，氣之間，氣層地層壓力層地層壓力74MPa74MPa，測(cè)試時(shí)井口最高關(guān)井壓力達(dá)到，測(cè)試時(shí)井口最高關(guān)井壓力達(dá)到65MPa65MPa，地層溫度不超過(guò)地層溫度不超過(guò)100100，定義為準(zhǔn)高壓常溫井。，定義為準(zhǔn)高壓常溫井。 大北大北1 1井下系三系一白堊系儲(chǔ)層埋深井下系三系一白堊系儲(chǔ)層埋深5500m5500m，地層壓力，地層壓力系數(shù)系數(shù)1.611.61，地層壓力為，地層壓力為88MPa88MPa，地層溫度，地層溫度125125，酸化壓裂，酸化壓裂后求產(chǎn)

17、井口最高關(guān)井壓力達(dá)到后求產(chǎn)井口最高關(guān)井壓力達(dá)到70MPa70MPa，是第二階段井口關(guān)，是第二階段井口關(guān)井壓力最高的一口井，達(dá)到了高壓井的標(biāo)準(zhǔn)。井壓力最高的一口井，達(dá)到了高壓井的標(biāo)準(zhǔn)。 第二階段（第二階段（19971997年年-2000-2000年底）年底）第二階段（第二階段（19971997年年-2000-2000年底）年底） 9797年在英科年在英科1 1井試油時(shí)，首次采用了貝克公司的永久式封井試油時(shí)，首次采用了貝克公司的永久式封隔器測(cè)試完井管柱，測(cè)試結(jié)果為低產(chǎn)水層，磨掉封隔器后采隔器測(cè)試完井管柱，測(cè)試結(jié)果為低產(chǎn)水層，磨掉封隔器后采用了當(dāng)時(shí)測(cè)試公司僅有的、從哈里伯頓公司引進(jìn)的用了當(dāng)時(shí)測(cè)試公司

18、僅有的、從哈里伯頓公司引進(jìn)的3 3 7/8“RD7/8“RD閥及閥及5”RTTS5”RTTS封隔器進(jìn)行第二次測(cè)試并獲成功。這封隔器進(jìn)行第二次測(cè)試并獲成功。這次測(cè)試的成功為今后這種井下管柱的應(yīng)用起到一個(gè)次測(cè)試的成功為今后這種井下管柱的應(yīng)用起到一個(gè)“先河先河”的作用，的作用， 后來(lái)應(yīng)用這種井下管柱先后在塔參后來(lái)應(yīng)用這種井下管柱先后在塔參1 1井、克拉井、克拉2 2井、克拉井、克拉201201、克拉、克拉202202、克拉、克拉203203、克拉、克拉204204、大北、大北1 1等井進(jìn)行測(cè)試近等井進(jìn)行測(cè)試近5050井次均獲成功。井次均獲成功。 測(cè)試最大井深測(cè)試最大井深72007200米，最高靜液柱

19、壓力米，最高靜液柱壓力108MPa108MPa，井下最高溫溫度，井下最高溫溫度170170，測(cè)試時(shí)封隔，測(cè)試時(shí)封隔器承受最大壓差器承受最大壓差83MPa83MPa，測(cè)試井最高泥漿密度，測(cè)試井最高泥漿密度2.352.35，測(cè)試最高氣產(chǎn)量，測(cè)試最高氣產(chǎn)量201201萬(wàn)方萬(wàn)方，射孔測(cè)試聯(lián)，射孔測(cè)試聯(lián)作的一次射開(kāi)井段為作的一次射開(kāi)井段為218218米。米。第二階段（第二階段（19971997年年-2000-2000年底）年底）井下測(cè)試管柱應(yīng)用的記錄：井下測(cè)試管柱應(yīng)用的記錄： 隨著柯深隨著柯深101101井的完鉆井轉(zhuǎn)入試油，使塔里井的完鉆井轉(zhuǎn)入試油，使塔里木的試油轉(zhuǎn)入一個(gè)超高壓、高溫的試油階段木的試油轉(zhuǎn)入一個(gè)超高壓、高溫的試油階段. .n第三階段（第三階段（20012001年元月起）年元月起）柯深柯深101101井白堊系射孔底界深度達(dá)井白堊系射孔底界深度達(dá)6835m6835m，地層，地層壓力系數(shù)壓力系數(shù)1.91.9，地層壓力達(dá)到，地層壓力達(dá)到126MPa126MPa，地層溫度，地層溫度153153，在對(duì)白堊系測(cè)試時(shí)，在日產(chǎn)水，在對(duì)