聯(lián)作試油技術(shù)多媒體

第一部分聯(lián)作試油技術(shù)2004年8月內(nèi)容

概述測(cè)試三聯(lián)作技術(shù)

酸化四聯(lián)作技術(shù)壓裂四聯(lián)作技術(shù)

概述●常規(guī)試油(測(cè)試)工藝技術(shù)包括：油輸負(fù)壓射孔試油工藝、地層測(cè)試試油工藝；汽化水排液、抽吸提撈、液氮排液、納維泵、螺桿泵、水泵排液等?！癯Ｒ?guī)試油(測(cè)試)工藝技術(shù)特點(diǎn)：各工序相對(duì)較獨(dú)立；換管柱頻繁不能連續(xù)完成射孔、測(cè)試、泵排、措施等工作，容易造成地層第二次污染；周期長、成本高，安全風(fēng)險(xiǎn)大?！衤?lián)作試油技術(shù)包括：射孔-測(cè)試二聯(lián)作、射孔-泵排二聯(lián)作、射孔-測(cè)試-泵排三聯(lián)作、射孔-測(cè)試-泵排-酸化四聯(lián)作(簡稱酸化四聯(lián)作)、射孔-測(cè)試-泵排-壓裂四聯(lián)作(簡稱壓裂四聯(lián)作)?！衤?lián)作試油技術(shù)特點(diǎn)：一趟管柱可以完成常規(guī)試油(測(cè)試)工藝幾乎所有工作，提高了資料品質(zhì)，周期短、成本低，安全風(fēng)險(xiǎn)小。二、測(cè)試三聯(lián)作技術(shù)設(shè)計(jì)原理將射孔槍、MFE測(cè)試器、水力泵排液裝置按設(shè)計(jì)順序連接，并一同下入井內(nèi)；伽瑪定位，調(diào)整管柱，使射孔槍對(duì)準(zhǔn)測(cè)試層；連接地面流程，座封封隔器，同時(shí)測(cè)試器打開；密封井口，憋壓引爆射孔槍；進(jìn)行開關(guān)井測(cè)試，洗井取樣計(jì)量油水量；投泵芯泵排。技術(shù)特點(diǎn)在原二聯(lián)作基礎(chǔ)上增加水力泵和托砂皮碗裝置，目的是增大排液量，尤其對(duì)低產(chǎn)層搞清液性提高產(chǎn)量效果較好，并起到了強(qiáng)排解堵疏通地層孔道的作用；一趟管柱完成射孔、測(cè)試、泵排工作，降低成本，減輕了作業(yè)強(qiáng)度；保護(hù)油氣層，防止地層第二次污染；減少措施工作量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

三聯(lián)作管柱結(jié)構(gòu)及工具介紹射孔井段表套定位短節(jié)滑套水力泵Φ73mm油管托砂皮碗球座監(jiān)測(cè)機(jī)械壓力計(jì)多流測(cè)試器鎖緊接頭及三支機(jī)械壓力計(jì)傳壓孔封隔器

篩管接頭軸、徑向減震器人工井底油層套管槍身點(diǎn)火頭Φ73mm油管

射孔槍：一般采用89槍89彈每米16孔，也可以采用大一些的槍彈如102槍127彈、102槍1米彈等，盡量避免采用增效彈，因?yàn)檫@種彈射孔時(shí)瞬間產(chǎn)生的高溫高壓較大，對(duì)儀表和封隔器有一定的破壞作用，而產(chǎn)生損壞儀表和封隔器失封等副作用。

點(diǎn)火頭：環(huán)空壓力經(jīng)封隔器上的傳壓孔接頭，沿著導(dǎo)壓管向下一直到達(dá)點(diǎn)火頭液壓活塞上表面積，靠著活塞上下面積差而產(chǎn)生力使活塞向下移動(dòng)，當(dāng)活塞移動(dòng)到擴(kuò)徑處時(shí)，活塞快速下移撞針撞擊雷管而引爆射孔彈，完成射孔。還有一種點(diǎn)火頭，沒有液壓部分，它是靠環(huán)空壓力推動(dòng)活塞而剪斷銷釘，活塞下面的撞針?biāo)查g撞擊雷管引爆射孔彈。

油管：一般加4-6根，主要作用是使射孔槍離封隔器保持足夠距離，減少射孔沖擊，保證封隔器及以上工具、儀表工作正常。另外一個(gè)作用是如果地層出砂或其他固體顆粒流出時(shí)，在篩管下留有一定存砂空間，防止過早堵塞篩管。

軸、徑向減震器：減緩射孔時(shí)產(chǎn)生沖擊波而影響封隔器密封以及保持儀表正常工作，基本與加油管作用相同。

篩管接頭：溝通地層與工具內(nèi)空間的通道。導(dǎo)壓管通過此件，并與下部保持密封，使導(dǎo)壓管下部空間與環(huán)空處于同一壓力系統(tǒng)，為完成傳壓射孔提供條件。

封隔器：采用P-T卡瓦封隔器，封隔地層與環(huán)空，實(shí)現(xiàn)射孔、負(fù)壓、單獨(dú)測(cè)試的目的。

傳壓接頭：使環(huán)空及井口壓力與導(dǎo)壓管連通，完成射孔工作。

壓力計(jì)：隨時(shí)記錄井下壓力變化數(shù)據(jù)。一般采用200-J型機(jī)械壓力計(jì)，內(nèi)帶有阻尼器，射孔沖擊時(shí)可自動(dòng)關(guān)閉，正常傳壓時(shí)打開?？筛鶕?jù)不同井深選擇不同壓量的壓力計(jì)，時(shí)鐘有48小時(shí)、96小時(shí)和192小時(shí)。

鎖緊接頭：在MFE下面相當(dāng)于增加一個(gè)向下的力，當(dāng)開關(guān)測(cè)試時(shí)，防止上提管柱封隔器被提松，而使環(huán)空液體進(jìn)入油管內(nèi)，造成測(cè)試失利。

MFE多流測(cè)試器：相當(dāng)于一個(gè)井下開關(guān)閥，靠上提下放管柱完成，求產(chǎn)時(shí)打開，測(cè)壓時(shí)關(guān)閉，并帶有取樣器。監(jiān)測(cè)壓力計(jì)：用來監(jiān)測(cè)管柱的滲漏情況，如有滲漏可通過此壓力計(jì)核實(shí)漏失量，獲得真實(shí)產(chǎn)量。同時(shí)也為責(zé)任的確定提供依據(jù)。球座：投泵芯之前，首先投下密封鋼球，落在球座上起到一個(gè)單流閥的作用，地層流體向上能順利通過它，但當(dāng)停排時(shí)井筒的液體不會(huì)倒灌入地層，另外還可以使恢復(fù)測(cè)壓工作成為可能。油管短節(jié)：因泵芯下帶1.5米左右壓力計(jì)，所以在球座與水力泵之間必須留有大于1.5米的距離，否則壓力計(jì)就會(huì)在球座處擱淺，造成泵芯不能入位，也就不能實(shí)現(xiàn)泵排。托砂皮碗、水力泵：見下，另有詳述定位短節(jié)：油管短節(jié)，作為磁性定位的深度標(biāo)志之用。上接頭皮碗托中心管襯管0傳壓托砂皮碗工作原理及技術(shù)特點(diǎn)

在起下測(cè)試管柱時(shí)，托砂皮碗上下的液體繞過皮碗及托通過襯管流動(dòng)從而達(dá)到卸壓的目的；環(huán)空加壓點(diǎn)火時(shí)同樣通過襯管傳遞地面壓力以達(dá)到加壓點(diǎn)火的目的。

傳壓托砂皮碗除了具有常規(guī)托砂皮碗的托砂功能外，能夠?qū)崿F(xiàn)加壓點(diǎn)火。同時(shí)在起下管柱時(shí)能及時(shí)平衡皮碗上下液體壓力，從而降低了起油管時(shí)托砂皮碗的膠皮掉落的可能性；下油管時(shí)又不會(huì)對(duì)底部射孔槍的點(diǎn)火裝置造成加壓，提高了聯(lián)作工藝的安全可靠性。1

泵筒上部6剪切銷釘5液流通道喉管2高壓腔室3泵體4混合腔室7密封滑套8低壓腔室擴(kuò)散管噴嘴工作原理及技術(shù)特點(diǎn)

滑套短水力泵是水力噴射泵的一種，其基本原理與傳統(tǒng)水力噴射泵一致，通過地面泵正循環(huán)動(dòng)力液，當(dāng)高壓動(dòng)力液經(jīng)過噴嘴和喉管時(shí)，在噴嘴和喉管之間形成負(fù)壓，依靠這個(gè)負(fù)壓把地層流體抽吸上來并隨著動(dòng)力液一同進(jìn)入喉管和擴(kuò)散管，被擴(kuò)散管降速的混合液通過環(huán)行空間帶到地面計(jì)量罐內(nèi)，在罐內(nèi)進(jìn)行油水計(jì)量、取樣。

滑套短水力泵除了具有常規(guī)水力噴射泵的功能外，還具有以下獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):

1）、負(fù)壓密封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了與地層測(cè)試器的配套使用。

2）、泵芯長度設(shè)計(jì)為1.1m，比傳統(tǒng)水力泵短了2.45m，更容易實(shí)現(xiàn)反洗泵芯，同時(shí)在斜井中泵芯更容易到位。井號(hào)油層井段（m）層位試油方法工作制度日產(chǎn)量靜壓壓力系數(shù)地層參數(shù)油(t)氣(m3)水(m3)SDRK(md)G793536.2-3539.2濱四三聯(lián)作測(cè)液面1490m

10.850.791.46-3.180.550.8263394.2-3402.1濱三三聯(lián)作油暢3.94

19.547.61.43-2.40.713369.6-3376濱三三聯(lián)作油管自噴8mm214.651023

46.421.4-1.560.7922.1X15X13364.9-3382.5棗四下三聯(lián)作測(cè)液面1609m0

10.435.611.08-1.150.810.2723203.6-3214.9棗四上三聯(lián)作泵排25MPa6.71

031.571.003-0.720.871.73131.3-3143.8棗四上三聯(lián)作測(cè)液面1715m8.02

030.470.99-2.40.571.65G146X12289.3-2295.9孔二三聯(lián)作測(cè)液面1535m3.49

022.611.01-2.030.6082.1432003年三聯(lián)作測(cè)試推廣應(yīng)用統(tǒng)計(jì)表三、酸化四聯(lián)作技術(shù)問題的提出

原三聯(lián)作測(cè)試技術(shù)與常規(guī)負(fù)壓射孔試油工藝技術(shù)相比，有較大創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了射孔、測(cè)試、泵排的有機(jī)結(jié)合，但也有其一定的局限性。具體表現(xiàn)在：第一，由于帶有MFE測(cè)試器，同一管柱不能完成酸化等措施；第二，壓力計(jì)采用200-J型機(jī)械壓力計(jì)，精度低，性能不穩(wěn)定，直接影響資料質(zhì)量；第三，管柱長較復(fù)雜，施工時(shí)容易出現(xiàn)各種故障；第四，對(duì)于低產(chǎn)非自噴井，有時(shí)地層排出液量少，造成液性不清，第五，不能實(shí)現(xiàn)井下壓力、溫度的全過程監(jiān)控；第六，成本相對(duì)較高。設(shè)計(jì)原理

首先采用汽化水或氣舉排液方法進(jìn)行負(fù)壓施工，使井筒液面深度符合設(shè)計(jì)要求。調(diào)試2支電子壓力計(jì)，裝入托筒內(nèi)，與射孔和水力泵系統(tǒng)在地面連接好，并一同按順序下入井。自然伽瑪和磁性定位后，調(diào)整射孔管柱，裝井口采油樹，投棒射孔。地層流體沿著環(huán)空和油管內(nèi)空間向上流動(dòng)，電子壓力計(jì)記錄流壓、流溫，反映地層原始產(chǎn)量的大小情況。求產(chǎn)結(jié)束后，上提管柱使射孔槍底部與油層頂部相隔一定的距離，然后座封封隔器，投堵塞器，洗井，地面計(jì)量油水量，確定液性。采油樹關(guān)井測(cè)壓力恢復(fù)，但井口要加適當(dāng)壓力，目的是平衡地層壓力，防止堵塞器漏失。測(cè)壓結(jié)束后，如泵排則投泵芯，進(jìn)行排液求產(chǎn)，如酸化等措施，可撈出堵塞器，直接采取措施，措施后又可投泵芯排液求產(chǎn)。這樣就完成了射孔、求產(chǎn)、洗井確定液性、測(cè)壓、泵排和措施等一系列試油工作，可管柱結(jié)構(gòu)不變，只動(dòng)一次井口，即安全又減少勞動(dòng)強(qiáng)度。工藝技術(shù)特點(diǎn)

①、一趟管柱可以完成試油的幾乎所有工作，尤其可以進(jìn)行措施改造?？s短了施工時(shí)間，節(jié)省了施工費(fèi)用，安全可靠，大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。②、與原三聯(lián)作管柱相比更加簡捷有效，其長度縮短了三分之二。電子壓力計(jì)代替了200-J型機(jī)械壓力計(jì)，提高了資料品質(zhì)，并且對(duì)井下壓力、溫度全過程監(jiān)控。③、整個(gè)管柱通徑較大，使酸化等措施成為可能，這是一步非常重要的技術(shù)創(chuàng)新。④、整個(gè)施工不換管柱、只有一次洗井也是在投堵塞器狀況下施工，洗井液不與地層直接接觸，避免了試油期間對(duì)地層的污染。⑤、由于射孔前井筒處于負(fù)壓狀態(tài)，并且未座封封隔器，這樣，射孔后地層流體將沿著環(huán)空和油管內(nèi)空間流動(dòng)，相對(duì)于原三聯(lián)作管柱，增加了環(huán)空流動(dòng)空間，地層流出的液量將提高4倍，對(duì)搞清液性作用較大。四聯(lián)作試油技術(shù)井下管柱結(jié)構(gòu)篩管壓力釋放裝置槍身點(diǎn)火頭油管球座內(nèi)置式壓力計(jì)托筒封隔器滑套水力泵部分油管定位短節(jié)油管至井口油管定位短節(jié)水力泵滑套出口托砂皮碗球座壓力計(jì)托筒封隔器篩管油管點(diǎn)火頭射孔槍釋放裝置電子壓力計(jì)X4減震彈簧母扣托筒本體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①、內(nèi)徑較大（ф50mm），可通過射孔投棒完成射孔作業(yè)及進(jìn)行酸化等措施改造。②、最多可安裝4支電子壓力計(jì)，配備有防震裝置，防止壓力計(jì)在射孔和其他機(jī)械震動(dòng)時(shí)損壞壓力計(jì)。③、體積小，搬運(yùn)拆裝方便。④、抗內(nèi)外壓差及抗拉強(qiáng)度大，滿足各種施工要求。

內(nèi)置式壓力計(jì)托筒結(jié)構(gòu)示意圖序號(hào)井號(hào)測(cè)試井段（m）泵排前原始油產(chǎn)量（t/d）泵排日產(chǎn)油量（t/d）地層壓力（Mpa）表皮系數(shù)1旺321516.9-1522.10.9118.36（酸后）14.50-2.962扣48X12646.05-2653.1714.1017.4225.87-2.103扣502337.9-2366.929.760.122.67-5.104孔891400.8-1403.526.8（水）未排13.67

5棗103X12715.6-2726.819.4未排27.05

62587.1-2675.08.4423.0226.06-2.12003年現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用7口井11井次，全部獲得成功從表中數(shù)據(jù)可以看出，地層表皮系數(shù)為負(fù)值，屬于超完善地層，說明沒有造成油層污染。泵排前后產(chǎn)量提高幅度較大，旺32井酸后泵排求產(chǎn)達(dá)到日產(chǎn)油18.36t，比原始產(chǎn)量增加了20倍。對(duì)本井區(qū)來說，擴(kuò)大了優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量范圍，是大港勘探工作的一項(xiàng)重要成果。

現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用情況問題的提出

水力壓裂是改造油氣層措施中常規(guī)的也是最有效的方法之一。一般情況下，壓裂措施層原始產(chǎn)能較低，壓后能依靠自身能量連續(xù)自噴的層不足30%，大部分壓裂層必須通過汽化水排液、液氮排液等來完成排液工作，這些常規(guī)排液方法不但排液時(shí)間長、費(fèi)用高，而且由于施工時(shí)泵壓高，使井筒液體容易被壓入地層，對(duì)地層造成傷害。如果壓裂后起出壓裂管柱再下水力泵管柱，最少需用24小時(shí)，這樣未排出的壓裂殘液在地層中產(chǎn)生沉淀，造成更大污染。所以基于上述原因，要求我們研制出一套壓后能連續(xù)快速排液的新方法，以減少地層污染，最大可能地提高油氣產(chǎn)能，真實(shí)體現(xiàn)出地層產(chǎn)能的本來面貌。四、壓裂四聯(lián)作技術(shù)研究思路

經(jīng)過我們調(diào)研、篩選各種排液技術(shù)，目前要實(shí)現(xiàn)壓后快速排液求產(chǎn)，最可行的方法之一是水力泵隨射孔、測(cè)試管柱一同下入井內(nèi)。這樣，一趟管柱即可完成射孔、測(cè)試，也可完成壓裂及泵排施工，簡稱壓裂四聯(lián)作。具體管串結(jié)構(gòu)為（從下至上）：壓力釋放裝置→槍身→點(diǎn)火頭→篩管→投球丟槍裝置→部分油管→封隔器→內(nèi)置式壓力計(jì)→單流閥→托砂皮碗→壓裂水力泵→油管?，F(xiàn)場(chǎng)施工步驟為：（1）在井筒負(fù)壓狀態(tài)下，把管柱下入井內(nèi)；（2）射孔定位，調(diào)整管柱，裝采油樹，投棒射孔；（3）下試井壓力計(jì)監(jiān)測(cè)液面上升情況，同時(shí)井下電子壓力計(jì)隨時(shí)記錄著流壓和流溫，反映地層原始產(chǎn)量的大?。唬?）上提管柱，完成壓裂深度，座封封隔器，投堵塞器，洗井確定液性和油水量，關(guān)采油樹閘門測(cè)壓力恢復(fù)；（5）撈堵塞器，封隔器試壓，投球正蹩壓丟槍，進(jìn)行壓裂施工；（6）反蹩壓洗井，投泵芯排液。采用3″油管壓裂，底部位置與所壓層頂部要大于50米距離，保證地層液攜砂時(shí)有充分的沉淀時(shí)間，防止卡管柱和卡泵。技術(shù)要求1、研制3″帶反循環(huán)裝置的水力泵，具有耐磨性，無死角存砂空間，全通徑并且有足夠大的內(nèi)徑（>Φ62mm）。2、丟槍裝置工作可靠。3、托砂皮碗能托固體顆粒，內(nèi)徑>Φ62mm。4、單流閥內(nèi)徑不小于Φ50mm，密封可靠。進(jìn)展情況

目前已完成了壓裂水力泵、托砂皮碗、丟槍裝置的整體設(shè)計(jì)、零部件制圖、機(jī)加工以及室內(nèi)試驗(yàn)工作，并經(jīng)試驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求，滿足了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的條件，如果有壓裂井即可投入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。管柱結(jié)構(gòu)及各工具介紹人工井底油層套管點(diǎn)火頭Φ73mm油管Φ73mm油管篩管壓裂水力泵槍身表套壓力釋放裝置定位短節(jié)射孔井段投球丟槍裝置封隔器內(nèi)置式壓力計(jì)單流閥托砂皮碗

1、壓力釋放裝置：相當(dāng)于一個(gè)密封空筒子，射孔瞬間產(chǎn)生的高壓打開筒子，使壓力得以釋放，緩解對(duì)封隔器及壓力計(jì)的沖擊。

2、點(diǎn)火頭：投棒式引爆射孔的點(diǎn)火頭。

3、丟槍裝置：需壓裂時(shí)，從井口投入鋼球，鋼球落到限位套后，井口加壓剪斷6棵剪切銷，壓力推動(dòng)限位套向下運(yùn)動(dòng)并釋放下接頭上的卡爪，射孔槍在重力和壓力推動(dòng)下釋放到井底（如下圖動(dòng)作過程所示）釋放落井限位套控制卡爪投球加壓鋼球底部射孔槍初始狀態(tài)剪切銷限位套卡爪銷釘剪斷限位套下移限位套與射孔器一同下落卡爪松脫下落

4、封隔器：采用帶水力錨的RTTS卡瓦封隔器，并且上部配有旁通閥。

5、內(nèi)置式壓力計(jì)：測(cè)取壓裂、泵排、壓力恢復(fù)等施工的井下壓力溫度數(shù)據(jù)。

6、單流閥：目前有球座式和投撈式兩種。投撈式比較科學(xué)，密封較可靠，投下去可以再撈出來，而球座式的密封球一旦投下去就無法取出。

7、托砂皮碗：與三聯(lián)作和四聯(lián)作使用的托砂皮碗結(jié)構(gòu)相同，只是壓裂時(shí)為了降低摩阻設(shè)計(jì)的內(nèi)徑較大。

8、壓裂水力泵：結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示其特點(diǎn)是本身帶有反循環(huán)功能。壓裂時(shí)密封滑套處于上行點(diǎn)，這時(shí)循環(huán)孔關(guān)閉；壓裂結(jié)束環(huán)空打壓，依靠面積差產(chǎn)生向下力使密封滑套下移而剪斷銷釘，這時(shí)循環(huán)孔打開，進(jìn)行洗井；投泵芯座在密封滑套內(nèi)開始泵排施工。喉管1

泵筒上部2高壓腔室3泵體4混合腔室5地層液流通道噴嘴7剪銷孔擴(kuò)散管8密封滑套6循環(huán)孔

第二部分硫化氫防護(hù)內(nèi)容概述硫化氫的來源和特性含硫化氫井設(shè)備的腐蝕與防護(hù)硫化氫防護(hù)演習(xí)硫化氫對(duì)人體的危害、急救與護(hù)理含硫化氫井井下作業(yè)施工安全注意事項(xiàng)一、概述我國現(xiàn)已開發(fā)的油氣田不同程度地含有硫化氫氣體,有的含量極高。如四川石油管理局含硫化氫氣田約占已開發(fā)氣田的78.6%,其中臥龍河氣田硫化氫含量高達(dá)10%,大港油田硫化氫含量16.5%，華北油田晉縣趙蘭莊氣田,硫化氫含量高達(dá)92%。硫化氫是僅次于氟化物的劇毒、易致人死亡的有毒氣體。一旦含硫化氫氣井發(fā)生井噴失控,將導(dǎo)致災(zāi)難性的悲劇。如華北油田的趙48井,試油起電纜,誘發(fā)井噴失控,純硫化氫氣體大量噴出,當(dāng)場(chǎng)7人死亡,數(shù)人中毒，造成20余萬人的大逃亡。四川的墊25井井噴失控,硫化氫氣體迫使方圓數(shù)公里百姓棄家逃難；硫化氫氣體不僅嚴(yán)重威脅著人們的生命安全,造成環(huán)境的惡性污染,同時(shí),它對(duì)金屬設(shè)備、工具及用具也將造成嚴(yán)重的腐蝕破壞。硫化氫的來源

硫化氫是由硫和氫結(jié)合而成的氣體,硫和氫都存在于動(dòng)植物的機(jī)體中,在高溫、高壓及細(xì)菌作用下,經(jīng)分解可產(chǎn)生硫化氫。對(duì)油氣井硫化氫的來源,可歸結(jié)于以下幾個(gè)方面:1．熱化學(xué)作用于油層時(shí),石油中的有機(jī)硫化物分解,產(chǎn)生硫化氫。因地層埋藏越深地溫越高，這樣,硫化氫含量將隨地層埋深增加而增加。如井深2600m,硫化氫含量在0.1～0.5%之間,而井深超過2600m或更深,則硫化氫含量將超過2～23%。地層溫度超過200～250℃,熱化學(xué)作用將加劇而產(chǎn)生大量的硫化氫。

2．石油中的烴類和有機(jī)質(zhì)通過儲(chǔ)集層水中的硫酸鹽的高溫還原作用而產(chǎn)生硫化氫。

3．通過裂縫等通道,下部地層中硫酸鹽層的硫化氫竄入井眼。因底水運(yùn)動(dòng),將含硫化氫的地層水推人生產(chǎn)井而產(chǎn)生硫化氫。

4．油氣井井下作業(yè)中,硫化氫的來源主要有:

（1）某些泥漿液處理劑在高溫?zé)岱纸庾饔孟?產(chǎn)生硫化氫；（2）泥漿液中細(xì)菌的作用產(chǎn)生硫化氫；（3）含有硫化氫的層產(chǎn)生硫化氫。二、硫化氫的來源和特性硫化氫的特性

硫化氫氣體又稱之為酸性氣體,了解并熟知它的特性,才能有效地預(yù)防硫化氫的侵害,保證井下作業(yè)的安全。

1．劇毒:其毒性僅次于氟化物,是一種致命的氣體。它的毒性為一氧化碳(CO)的5～6倍。它對(duì)人體的致死濃度為500ppm,在正常條件下,對(duì)人的安全臨界濃度是不能超過20ppm。

2．它是無色氣體,沸點(diǎn)約為-60℃。

3．硫化氫的相對(duì)密度為1.176,比空氣重,因此,在通風(fēng)條件差的環(huán)境,它極容易聚集在低凹處。

4．硫化氫在低濃度(0.3～4.6ppm)時(shí)可聞到臭雞蛋昧,當(dāng)濃度高于4.6ppm,人的嗅覺迅速鈍化而感覺不出硫化氫的存在。

5．當(dāng)硫化氫的含量在4.3～46%時(shí),在空氣中形成的混合氣體遇火將產(chǎn)生強(qiáng)烈的爆炸(甲烷爆炸濃度5～15%)。

6．硫化氫的燃點(diǎn)為260℃(甲烷為595℃),燃燒時(shí)為藍(lán)色火焰,并生成危害人眼睛和肺部的二氧化硫。

7．硫化氫可致人眼、喉和呼吸道發(fā)炎。

8．硫化氫易溶于水和油,在20℃、1個(gè)大氣壓下,1體積的水可溶解2.9體積的硫化氫,隨溫度升高溶解度下降。

9．硫化氫及其水溶液,對(duì)金屬都有強(qiáng)烈的腐蝕作用,如果溶液中同時(shí)含有CO2或O2，其腐蝕速度更快。三、含硫化氫井設(shè)備腐蝕與防腐

硫化氫不僅對(duì)人體有致命的危害，對(duì)油田的管材、設(shè)備也可以造成很大的破壞。例如：四川雙龍構(gòu)造十一號(hào)氣井，鉆至井深4100米時(shí)發(fā)生井噴，當(dāng)時(shí)使用的是31/2"X-95鋼級(jí)的鉆桿，天然氣中含硫化氫4.73-4.89毫克/升,氣井中產(chǎn)水含硫化氫356～487毫克/升。鉆具因氫脆斷裂無法壓井，被迫完鉆。硫化氫腐蝕的兩種類型硫化氫對(duì)鐵金屬的腐蝕主要是兩種：失重腐蝕（也稱電化學(xué)腐蝕）和硫化物應(yīng)力腐蝕（破裂）。（一）失重腐蝕失重腐蝕實(shí)際上是硫化氫在有水的條件下在金屬表面產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)。Fe+H2S→FexSy↓+2H其中FexSy有幾種形式。如FeS，F(xiàn)e2S3。這個(gè)反應(yīng)要在有水的條件下才能成立。干燥無水的情況下，硫化氫不產(chǎn)生腐蝕，因?yàn)橹挥性谒那闆r下，才有硫離子存在。H2s→H++HS-HS-→H++S=生成物FexSy是一種疏松的物質(zhì)，因此這種腐蝕對(duì)鋼材產(chǎn)生破壞作用。失重腐蝕使鋼材產(chǎn)生蝕坑、斑點(diǎn)和大面積脫落，造成設(shè)備變薄、穿孔、強(qiáng)度減弱等現(xiàn)象，甚至造成破裂。關(guān)于硫化物應(yīng)力腐蝕的機(jī)理，有人曾做過如圖1-2所示的實(shí)驗(yàn)，將鋼塞和鋼套合上，之間留有極微小的問隙，并將間隙接上壓力表，封死間隙，將整個(gè)裝置浸人硫化氫溶液中，相當(dāng)長時(shí)間后，在壓力表上有壓力顯示，這說明硫化氫溶液使金屬的間隙中產(chǎn)生了壓力（應(yīng)力）。

圖1-2氫原子在金屬內(nèi)造成內(nèi)壓的實(shí)驗(yàn)2、硫化物應(yīng)力腐蝕破裂的五個(gè)特征1）斷口平整，不存在塑性變形，象陶瓷斷口；2）主要發(fā)生在受拉應(yīng)力時(shí)，斷口主裂紋與拉力方向垂直；3）硫化氫應(yīng)力腐蝕破裂多發(fā)生在設(shè)備使用不久，屬于低應(yīng)力下破裂；4）硫化物應(yīng)力腐蝕破裂往往是突然性斷裂，沒有任何先兆；5）裂源多發(fā)生在應(yīng)力集中點(diǎn)。硫化氫溶液鋼塞鋼套壓力表（二）硫化物應(yīng)力腐蝕1、硫化物應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理圖1-1硫化物應(yīng)力腐蝕機(jī)理示意圖

如上圖所示，硫化氫在金屬表面有水的條件下，先對(duì)金屬產(chǎn)生失重腐蝕，使金屬表面產(chǎn)生斑點(diǎn)，蝕坑，同時(shí)，也使金屬表面的水中存在大量氫原子，這些氫原子在一般條件下絕大部分會(huì)結(jié)合成氫分子，但在水中硫化氫和HS-的濃度較大的情況下，就大大阻止了氫原子結(jié)合成分子的速度，使金屬表面存在一定濃度的氫原子，這些氫原子中的一部分就滲入到金屬的內(nèi)部,在有缺陷的地方聚集起來，結(jié)合成氫分子。氫分子所占的空間比氫原子所占的空間要大20多倍，這使金屬內(nèi)部形成巨大的內(nèi)壓，即在金屬內(nèi)部形成很大的內(nèi)應(yīng)力。如果金屬是軟鋼（20號(hào)以下的低碳鋼）質(zhì)地就會(huì)變硬，表面會(huì)出現(xiàn)氫泡。如果是高硬度的鋼就變脆，延展性下降，出現(xiàn)破裂。影響硫化氫腐蝕的因素

影響硫化氫腐蝕金屬的因素主要是溫度、溶液的PH值和金屬自身的性能（金相組織及硬度）。

1、溫度對(duì)硫化氫腐蝕的影響前面已經(jīng)講過，失重腐蝕實(shí)際上是一化學(xué)過程，一般地說，化學(xué)反應(yīng)速度是隨溫度的升高而加快，隨溫度的降低而變慢，因此失重腐蝕的速度是隨溫度升高而增加的，隨溫度下降而變緩。這就是為什么在潮濕、高溫環(huán)境的金屬會(huì)最快被腐蝕掉的道理。對(duì)于溫度對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕的影響，有人做過這樣一組試驗(yàn)，在相同的硫化氫環(huán)境，但溫度不同的情況下，對(duì)金屬進(jìn)行破壞試驗(yàn)，將試驗(yàn)的數(shù)據(jù)繪出如圖1-3所示的曲線?？梢?，在25℃左右，金屬被破壞所用的時(shí)間最短，硫化物應(yīng)力腐蝕最為活躍。溫度很低（＜-5℃時(shí)，氫的擴(kuò)散速度慢，不會(huì)有明顯的硫化物應(yīng)力腐蝕，溫度很高（>90℃）,氫的擴(kuò)散速度極大，反從鋼材中逸出，也不會(huì)發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕。圖1-3硫化物應(yīng)力腐蝕與溫度的關(guān)系

2、溶液PH值的影響

隨著溶液PH值降低（酸性增大）,腐蝕增加，當(dāng)PH<6時(shí)，硫化氫應(yīng)力腐蝕嚴(yán)重，當(dāng)PH>6時(shí)，產(chǎn)生一般腐蝕。此外，如果溶液中含有氧或CO2，或兩者都有時(shí)，硫化氫對(duì)鋼材的腐蝕速度會(huì)大大增加。

3.鋼材性能與硫化物應(yīng)力腐蝕的關(guān)系

在分析硫化物應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理時(shí)已知，氫原子滲透到金屬內(nèi)部，特別是在有缺陷，組織不勻或應(yīng)力集中處，結(jié)合成氫分子。在金屬內(nèi)形成很大的內(nèi)應(yīng)力，這使原來比較軟的金屬變硬，而本來較硬的金屬變脆，更易于破裂，一般地說，較硬的鋼材容易受硫化物應(yīng)力腐蝕。許多碳素鋼和低合金鋼硫化物應(yīng)力腐蝕破裂表明，其破裂的敏感性，主要取決于鋼材的金相組織，通過對(duì)鋼材合理的熱處理，可以得到抗硫性能良好的金相組織。硬度相同的鋼材，經(jīng)高溫調(diào)質(zhì)處理，得到一種呈均勻球形分布的索氏體金相組織，抗硫化氫性能最好。這里要特別提到，焊接件的焊口對(duì)硫化氫的硫化物應(yīng)力腐蝕極為敏感，這是因?yàn)楹缚谔幍慕饘俳M織呈馬氏體態(tài)，缺陷很多，容易聚集氫原子，造成嚴(yán)重的氫脆。例如，四川局的威遠(yuǎn)23井，下入177.8mm(7")N-80的生產(chǎn)套管，對(duì)絲扣連接不放心，在連接處電焊加固，而這口氣井恰好含硫化氫，井口壓力大，很快就將焊口憋破，井口被抬起，引起爆炸著火，火焰高達(dá)100米。3分鐘后燒倒井架，燒了44天，損失1億元。鋼材的表面情況對(duì)硫化物應(yīng)力腐蝕也有很大影響。完好的表面可以均勻地分布載荷，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。受損傷的表面，如腐蝕坑，機(jī)械傷痕等，受傷處就容易成為應(yīng)力集中點(diǎn)，往往是設(shè)備斷裂的裂源。因此，在硫化氫環(huán)境中的鋼材設(shè)備要盡量避免損傷表面、或?qū)υO(shè)備進(jìn)行冷加工，盡量減少殘余應(yīng)力。含硫化氫井套管及鉆桿的防腐蝕措施（一）油、套管的防腐蝕措施油、套管的防腐蝕主要有兩方面的措施：選擇防硫化氫腐蝕的管材和采用緩蝕劑防硫化氫腐蝕管材的選擇可參照下表1-1,從表中可以看出，屈服強(qiáng)度在52.78kg/mm2(75千磅/英寸2)以下的管材屬于抗硫材料，中等強(qiáng)度油、套管，例如屈服強(qiáng)度56.3OKg/m2（80千磅/英寸2）,如要在硫化氫環(huán)境中使用，必須要控制環(huán)境。而屈服強(qiáng)度大于66.85Kg/mm2（95千磅英寸2）的油、套管則對(duì)硫化氫很敏感，一般不用于硫化氫的環(huán)境。表1-1油管套管備注鉆桿備注H40抗硫管材,較安全的可選用區(qū)D-55抗硫鋼材，較安全的可選用區(qū)J-55J-55E-75C-75C-75X-95N-80N-80可用在65℃以上井段G-105不得已才用，注意環(huán)境控制C-95C-95S-135不能用對(duì)H2S很敏感P-105P-110可用在80℃以上井段對(duì)H2S很敏感日本NKK公司在嚴(yán)格控制溫度和環(huán)境條件下，對(duì)AC-90鋼材生產(chǎn)的管子內(nèi)外表面同時(shí)進(jìn)行碎火處理，并適當(dāng)控制其硬度，生產(chǎn)出NKAC-95和NKAC-95(含更多的鋁)管材，其屈服值在66.33kg/mm2(90千磅/英寸2)以上，具有優(yōu)越的抗硫化氫應(yīng)力腐蝕和破裂性能，低溫下也有很高的耐沖擊韌性，可適用于非常嚴(yán)峻的含硫環(huán)境。同樣，NKK95S鉆桿最小的屈服值強(qiáng)度大于66.85kg/mm2（95千磅/英寸2）也可用于含硫氣田鉆井，目前，他們正在研究和開發(fā)更高強(qiáng)度，屈服極限高于77.41ltg/mm2（110千磅/英寸2）的抗硫?qū)Ｓ霉懿?。油、套管防腐的另一方面是采用緩蝕劑，緩蝕劑的作用原理是借助于緩蝕劑分子在金屬表面形成保護(hù)膜，隔絕硫化氫與鋼材的接觸。達(dá)到減緩和抑制鋼材的電化學(xué)腐蝕作用，延長管材和設(shè)備的使用壽命?，F(xiàn)常用的緩蝕劑有康多爾,PA23(外國產(chǎn))等。采油（氣）井加入緩蝕劑一般是從油、套管環(huán)空注入，在井底與生產(chǎn)液（氣）混合后經(jīng)過油管。（二）鉆桿(或油管)的防腐蝕措施油田最易受硫化氫腐蝕的設(shè)備當(dāng)首數(shù)鉆桿，這不僅是因?yàn)殂@桿是運(yùn)動(dòng)件，受到拉、壓、沖、扭等載荷，而且鉆桿的工作環(huán)境十分嚴(yán)峻。因此對(duì)鉆桿的防護(hù)就十分突出，其防腐措施主要有以下幾方面。

1、合理選材淺井和中深井用低硬度鉆桿，要避免用高硬度鉆桿，避免使用有機(jī)械傷痕及冷加工的鉆桿，對(duì)焊接件的焊縫與熱影響區(qū)，要進(jìn)行先猝火，再回火的調(diào)質(zhì)處理，使硬度小于HRC22。

2、控制鉆桿環(huán)境如果實(shí)際中必須使用高硬度鉆桿時(shí)，就必須控制鉆桿環(huán)境：

1）鉆井液PH值大于10,這樣可以中和可能出現(xiàn)的硫化氫，方法是加入堿性物質(zhì)如NaOH,Ca(OH)2,Na2CO3

原理：

H2S+NaOH==NaHS+H2O

NaHS+NaOH==Na2S+H2o2）使用鉆井液除硫劑例如堿式碳酸鋅〔3Zn(OH)2〕ZnCO3〔3Zn(OH)2〕ZnCO3+4H2S==4ZnS↓+CO2+7H20

生成物ZnS沉淀除掉了硫。

3）有條件盡可能使用油基泥漿

3、采用內(nèi)涂層鉆桿使用時(shí)要注意保護(hù)好內(nèi)涂層，限制鋼絲繩和各種工具在鉆桿內(nèi)作業(yè)，如必須作業(yè)時(shí)要限制工具在鉆桿內(nèi)的線速度小于30米/分；避免鐵器插入管內(nèi)移動(dòng)鉆桿；井溫超過94℃時(shí)，保證適當(dāng)?shù)南淳翰粩嘌h(huán)以防涂層老化，用完鉆桿后用水沖洗。

4、使用涂氧劑。

5、對(duì)鉆具進(jìn)行探傷檢查。四、硫化氫防護(hù)演習(xí)為了使井場(chǎng)上所有施工人員都能夠高效地應(yīng)付硫化氫緊急情況,井下作業(yè)施工隊(duì)伍應(yīng)每周進(jìn)行一次硫化氫防護(hù)演習(xí)。當(dāng)聽到硫化氫報(bào)警器發(fā)出警報(bào)時(shí),應(yīng)采取下列步驟:1．所有人員都要立即戴上防毒面具,將所有的明火熄滅,不必要人員要全部撤離到安全地帶。

2．保證至少2人在一起工作,防止任何人單獨(dú)出人硫化氫污染區(qū)。

3．封鎖井場(chǎng)大門,并派人巡邏。在井場(chǎng)門口插上紅旗,警告在井場(chǎng)附近有極度危險(xiǎn)。

4．迅速將緊急情況通知上級(jí)及地方有關(guān)部門,必要時(shí),應(yīng)協(xié)助危險(xiǎn)區(qū)域的居民疏散。

5．為保持井場(chǎng)安全,未經(jīng)許可,無關(guān)人員禁止進(jìn)入井場(chǎng)。五、硫化氫對(duì)人體的危害、急救與護(hù)理一、硫化氫對(duì)人體危害的生理過程硫化氫被吸入人體,通過呼吸道,經(jīng)肺部,由血液運(yùn)送到人體各個(gè)器官。首先剌激呼吸道,使嗅覺鈍化、咳嗽,嚴(yán)重時(shí)將被灼傷;眼睛被刺痛,嚴(yán)重時(shí)將失明；剌激神經(jīng)系統(tǒng),導(dǎo)致頭暈喪失平衡,呼吸困難；心臟加速跳動(dòng),嚴(yán)重時(shí),心臟缺氧而死亡。硫化氫進(jìn)入人體,將與血液中的溶解氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)硫化氫濃度極低時(shí),它將被氧化,對(duì)人體威脅不大;而硫化氫濃度較高時(shí),將奪去血液中的氧使人體器官缺氧而中毒,甚至死亡。二、硫化氫中毒癥狀

1．急性中毒吸入高濃度的硫化氫氣體會(huì)導(dǎo)致氣喘,臉色蒼白,肌肉痙攣。當(dāng)硫化氫濃度大于700ppm時(shí),人很快失去知覺,幾秒鐘后就會(huì)窒息,呼吸系統(tǒng)和心臟停止工作,如果未及時(shí)搶救,會(huì)迅速死亡；而當(dāng)硫化氫濃度大于2000ppm時(shí),人體只需吸一口硫化氫氣體,就很難搶救而立即死亡。

2．慢性中毒人體暴露在低濃度硫化氫環(huán)境(如50～100ppm)下,將會(huì)慢性中毒,癥狀是:頭痛、暈眩、興奮、惡心、口干、昏睡,眼睛感到劇痛,連續(xù)咳嗽、胸悶或皮膚過敏等。長時(shí)間在低濃度硫化氫條件下工作,也可能造成人員窒息死亡。當(dāng)人受硫化氫傷害時(shí),往往反映神志不清、肌肉痙攣、僵硬、隨之重重的摔倒、碰傷或摔死。

三、硫化氫中毒的早期搶救措施與護(hù)理

由于硫化氫含量高導(dǎo)致中毒者停止呼吸和心跳時(shí),如果不立即采取措施進(jìn)行搶救,幫助中毒者恢復(fù)呼吸和心跳,中毒者不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)呼吸和心跳,將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)死去。因此,必須采取正確方法對(duì)中毒者實(shí)施搶救。（一）硫化氫中毒的早期搶救措施

1、進(jìn)入毒氣區(qū)搶救中毒人員之前,自己應(yīng)先戴上防毒面具,否則,自己也會(huì)成為中毒者

2、立即把中毒者從硫化氫分布的現(xiàn)場(chǎng)抬到空氣新鮮的地方。

3、如果中毒者已經(jīng)停止呼吸和心跳,應(yīng)立即不停地進(jìn)行人工呼吸和胸外心臟按壓,直至呼吸和心跳恢復(fù)或者醫(yī)生到達(dá),有條件的可使用回生器(又叫恢復(fù)正常呼吸器)代替人工呼吸。

4、如果中毒者沒有停止呼吸,保持中毒者處于休息狀態(tài),有條件的可給予輸氧。在叫醫(yī)生或抬到醫(yī)生那里進(jìn)行搶救的過程中應(yīng)注意保持中毒者的體溫。（二）護(hù)理注意事項(xiàng):1、在中毒者心跳停止之前,當(dāng)其被轉(zhuǎn)移到新鮮空氣區(qū)能立即恢復(fù)正常呼吸者,可以認(rèn)為中毒者已迅速恢復(fù)正常。

2、當(dāng)呼吸和心跳完全恢復(fù)后,可給中毒者喂些興奮性飲料,如濃茶或咖啡,而且要有專人護(hù)理。

3、如果眼睛受到輕度損害,可用干凈水徹底清洗,也可進(jìn)行冷敷。

4、在輕微中毒的情況下,中毒人員沒有完全失去知覺,如果經(jīng)短暫休息后本人要求回崗位繼續(xù)工作時(shí),醫(yī)生一般不要同意,應(yīng)休息1～2天。

5、在醫(yī)生證明中毒者已恢復(fù)健康可返回工作崗位之前,應(yīng)把中毒者置于醫(yī)療監(jiān)護(hù)之下。

6、在硫化氫毒氣周圍或附近的工作人員,都要掌握心肺復(fù)蘇法(人工呼吸和心臟胸外按壓法),并經(jīng)常實(shí)習(xí)訓(xùn)練。六、含硫化氫井井下作業(yè)施工安全注意事項(xiàng)

1．在生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)設(shè)有固定硫化氫探測(cè)、報(bào)警系統(tǒng),當(dāng)空氣中硫化氫的濃度達(dá)到100ppm時(shí),能以光、聲報(bào)警；

2．配備有便攜式探測(cè)儀,用來檢測(cè)未設(shè)固定探頭區(qū)域空氣中硫化氫的濃度；

3．生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)安裝有風(fēng)向標(biāo),要求風(fēng)向標(biāo)安裝在人員易于看到的地方；

4．配備足夠數(shù)量的防毒面具,需要時(shí)能方便拿到；

5．配備有因硫化氫中毒而進(jìn)行醫(yī)治的藥品和氧氣瓶等；

6．生產(chǎn)區(qū)空氣中硫化氫濃度超過50ppm時(shí),要有"硫化氫"字樣的標(biāo)牌和矩形紅色的標(biāo)志；

7．施工作業(yè)所用設(shè)備應(yīng)具有抗硫性能,如井口、流程、分離器、井下油管等設(shè)備應(yīng)具有抗硫性能；

8.起下作業(yè)時(shí)，用堿水邊起邊罐，井口安裝防爆排風(fēng)扇。洗井時(shí)用堿性液體洗井；

9.在井場(chǎng)上人員經(jīng)常出現(xiàn)的地方，固定活物，如：井口、計(jì)量罐、生活區(qū)等。

第三部分高溫高壓井測(cè)試技術(shù)內(nèi)容高溫高壓井的概念國內(nèi)外高溫高壓井的發(fā)展簡介高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)步驟及設(shè)計(jì)原則高溫高壓井測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)一、概念目前，國內(nèi)外對(duì)高溫高壓井的概念沒有做出統(tǒng)一的解釋和規(guī)定。哈里伯頓公司規(guī)定地層壓力達(dá)到70MPa，或地層溫度達(dá)到150℃以上為高壓高溫井，斯倫貝謝、挪威能源公司規(guī)定地層壓力達(dá)到105MPa以上，或井底溫度達(dá)到210℃以上為高壓高溫井。根據(jù)我國實(shí)際情況，總公司認(rèn)為地層壓力≥105MPa或地層溫度≥150℃、含H2S≥3％、含CO2≥3％的油氣井為高壓高溫井。

2002年8月20日，試油測(cè)試分標(biāo)委在杭州審查通過了《高壓油氣井測(cè)試工藝技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，首次對(duì)高壓井給出了明確定義：高壓油氣井是指地層壓力≥68.9MPa（10000psi）的油氣井；超高壓油氣井是指地層壓力≥103.4MPa（15000psi）的油氣井。國外高溫高壓井的發(fā)展簡介

進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著全球?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（HPHT）井。高溫高壓井從鉆井設(shè)計(jì)、鉆井、測(cè)井、測(cè)試、試采都與普通井有很大區(qū)別。為此國際上大的油公司吸收了一部分國際性的服務(wù)公司斯倫貝謝（Schlumberger）、哈里伯頓（Halliburton）、貝克休斯（Baker）、艾克斯普洛（Expro）等，成立了國際高溫高壓井協(xié)會(huì)。協(xié)會(huì)以定期或不定期的方式召開研討會(huì)，交流研討高溫高壓井的鉆井、測(cè)井、測(cè)試及試采技術(shù)。該協(xié)會(huì)規(guī)定：經(jīng)過高溫高壓井的協(xié)會(huì)認(rèn)可的服務(wù)公司才具備對(duì)高溫高壓井提供鉆井、測(cè)井、試油及試采技術(shù)服務(wù)的資格。國外高溫高壓井實(shí)例：由德士古（Texaco）和英國石油（BP）公司共同開發(fā)的Erkine油田位于蘇格蘭阿伯丁東面160英里（256km），該油田于1981年被發(fā)現(xiàn)，測(cè)試時(shí)井口關(guān)井壓力73MPa、井底壓力97MPa，井底溫度175℃，由于當(dāng)時(shí)的開采技術(shù)受到限制，直至1994年才認(rèn)真考慮開發(fā)該油田。1997年12月第一口井正式投產(chǎn)，由于Erkine油田的成功投產(chǎn)，為北海HPHT井打了開發(fā)之路，這包括后來的shearwater，puffin，Elgin和Fraklin油田。通過這些油田的鉆探及開發(fā)制定了一系列高溫高壓井的鉆井、測(cè)試、開采標(biāo)準(zhǔn)。二、國內(nèi)外HPHT井的發(fā)展簡介國內(nèi)高溫高壓井發(fā)展情況（以塔里木為例）

塔里木油田是國內(nèi)高溫高壓井勘探開發(fā)的典型。自1997年12月31日克拉2井中途測(cè)試獲得高產(chǎn)天然氣（日產(chǎn)氣27萬方）以來，塔里木油田在庫車坳陷的山前構(gòu)造發(fā)現(xiàn)了克拉2、大北2、迪那2等三個(gè)高壓氣田和吐孜2、吐孜3、柯深10l等高壓氣井，預(yù)計(jì)可落實(shí)天然氣儲(chǔ)量6000億方。這些氣田的發(fā)現(xiàn)為“西氣東輸”工程奠定了堅(jiān)實(shí)的儲(chǔ)量基礎(chǔ)，同時(shí)通過試油測(cè)試工作也促成了塔里木高壓氣井測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，基本上形成了成套技術(shù)。塔里木高壓氣井測(cè)試技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期是1989年—1996年。在此期間，試油面對(duì)壓力日益增高的氣井的挑戰(zhàn)，開始了相關(guān)的攻關(guān)研究。在設(shè)備配備方面，與國內(nèi)廠家聯(lián)合開展了70MPa測(cè)試控制頭和地面測(cè)試流程的研制和國產(chǎn)化工作。迄止1996年，塔里木先后探明了吉拉克、英買7、提爾根、紅旗1號(hào)、牙哈、吉南4、羊塔克、玉東2等八個(gè)凝析氣田，這8個(gè)凝析氣田的油氣層埋深在4500—5500m、地層溫度100－130℃、地層壓力系數(shù)1.1—1.4，測(cè)試井口壓力一般在25—50MPa。這類井雖然還不能定義為高溫高壓井，但相對(duì)于一般的油井來說其難度有明顯的增加。這類井采用常規(guī)的測(cè)試工藝一般能滿足試油作業(yè)要求，但也出現(xiàn)一些油氣控制方面的問題。例如1991年輪南59井試油，測(cè)試日產(chǎn)氣量27萬立方米。放噴過程中，井口瞬間憋壓達(dá)到59.5MPa，井口控制頭、地面管匯多處刺漏。上提管柱實(shí)施井下關(guān)井時(shí)，控制頭旋塞閥滑扣，旋塞閥飛離井口25米，造成強(qiáng)烈井噴。在1993年至1994年牙哈凝析氣田、羊塔克凝析氣田試油測(cè)試過程中也曾多次發(fā)生刺壞地面測(cè)試設(shè)備的險(xiǎn)情。第二個(gè)時(shí)期是1997年－2000年，試油經(jīng)歷了由常規(guī)測(cè)試工藝向高壓氣井測(cè)試工藝的轉(zhuǎn)變。1998年塔里木油田立題研究“庫車山前超高壓井測(cè)試技術(shù)”；1999年集團(tuán)公司撥專款研究“高壓氣藏試井工藝技術(shù)研究”，形成的高壓氣井測(cè)試技術(shù)成功應(yīng)用于克拉2、大北1等高壓氣井試油測(cè)試，經(jīng)受了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的檢驗(yàn)。

在此期間，系統(tǒng)開展了山前高壓氣井測(cè)試技術(shù)攻關(guān)研究。在井下工具方面，引進(jìn)應(yīng)用了哈里伯頓公司的37/8〃RD閥及5〃RTTS封隔器，形成了測(cè)試管柱設(shè)計(jì)技術(shù)；在井口控制方面，引進(jìn)應(yīng)用了WOM公司的15000psi采油樹，形成了高壓氣井采氣井口配套技術(shù)；在地面計(jì)量方面，引進(jìn)應(yīng)用了地面測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)、緊急關(guān)閉系統(tǒng)和緊急放噴系統(tǒng)，設(shè)計(jì)配套了適應(yīng)高壓高產(chǎn)氣井的地面測(cè)試流程；在射孔方面，與國內(nèi)廠家協(xié)作研制了破裂盤式壓力起爆器和承壓176MPa的射孔槍；在管柱力學(xué)分析方面，開發(fā)了應(yīng)用軟件。迄止2000年，隨著庫車坳陷天然氣勘探的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)了一批高溫高壓井。典型的高溫高壓深井有英科1井，井深6400m，地層溫度150℃、地層壓力系數(shù)2.2、地層壓力129MPa；塔參1井、井深7200m（亞洲第一超深直井）、地層溫度170℃、地層壓力力系數(shù)1.54、地層壓力106Mpa。典型的高壓氣井是庫車地區(qū)的克拉2、20l、203、205井及克拉3、依南2、大北1等井。英科1井、塔參1井未出油氣，試油的難度大大降低。但克拉2、克拉3都是高壓高產(chǎn)氣藏，地層壓力系數(shù)在1.94－2.1l之間，地層壓力大于70MPa，測(cè)試時(shí)井口最高關(guān)井壓力達(dá)到65MPa，單井日產(chǎn)氣量最高達(dá)到300萬方。第三個(gè)發(fā)展時(shí)期始于2001年，柯深101井、迪那2等超高壓氣井的成功試油使高壓氣井測(cè)試技術(shù)得到了進(jìn)一步的檢驗(yàn)和完善。在此期間，主要是對(duì)地面測(cè)試流程進(jìn)一步完善，如采用專用高壓管線、引進(jìn)配備金屬密封的20000psi采油樹等。同時(shí)，論證了MFE、APR等測(cè)試工具在超高壓井的局限性，設(shè)計(jì)了以37/8〃RD安全循環(huán)閥和5〃RTTS封隔器為主體的測(cè)試管柱，進(jìn)一步簡化了管柱結(jié)構(gòu)，提高了井下作業(yè)的可靠性和安全性。

2001年5月，完成了柯深101井試油，測(cè)試井段6354－6389米，日產(chǎn)油104方、日產(chǎn)氣133799方，地層壓力109.49MPa。

2002年，迪那2、1l、22、202、201等超高壓氣井也相繼進(jìn)入試油測(cè)試工作。迄止2002年8月，已完成迪那2、11、22、202等四口井的試油測(cè)試，獲得高產(chǎn)凝析氣5層，日產(chǎn)油一般為50－100方最高達(dá)到166方，日產(chǎn)氣一般為50－100萬方最高達(dá)到218萬方，地層壓力在101.5—110.5MPa之間。概括地講，井下壓差控制和地面油氣控制是高壓氣井測(cè)試的關(guān)鍵。經(jīng)歷了自1998年以來集中研究和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，塔里木高壓氣井測(cè)試技術(shù)日益成熟，形成了包括井口壓力預(yù)測(cè)、射孔液選擇、射孔測(cè)試聯(lián)作管柱設(shè)計(jì)、地面雙翼放噴測(cè)試流程配套及管柱力學(xué)分析等多項(xiàng)技術(shù)的成套技術(shù)。三、HPHT井測(cè)試設(shè)計(jì)步驟及原則高溫高壓井測(cè)試技術(shù)的難點(diǎn)分析

1、井筒安全問題高壓氣井測(cè)試作業(yè)對(duì)井筒條件有三個(gè)方面的特殊要求：其一，套管應(yīng)具備較高的氣密封能力和抗外擠強(qiáng)度。高壓氣井為控制合理的測(cè)試壓差，一般都需要降低壓井液密度后再射孔—測(cè)試聯(lián)作試油，在頂替壓井液的過程中有可能發(fā)生氣層竄入井筒或套管在地層高壓作用下外擠變形；特別是在求產(chǎn)過程中若因封隔器或管柱漏失造成氣流竄入井筒，再經(jīng)套管竄入淺表地層，其后果更為嚴(yán)重。其二，要求測(cè)試作業(yè)液的熱穩(wěn)定性、懸浮性及流變性能適應(yīng)高溫深井長時(shí)間產(chǎn)能測(cè)試的要求，避免卡封隔器的事故。

2、井下工具的可靠性塔里木高壓氣井井深、壓力高、氣產(chǎn)量高，一些過去常用的測(cè)試工具已不能適應(yīng)測(cè)試作業(yè)的要求。例如PT型卡瓦封隔器密封承壓僅為35MPa，而且只能單向承壓，MFE測(cè)試閥通徑太小，不適于高產(chǎn)氣井；LPR-N閥開關(guān)的可靠性受到高壓的制約等等。因此需要引進(jìn)或開發(fā)新的井下工具，滿足高壓高產(chǎn)測(cè)試的要求。

3、井口及地面的控制問題要求測(cè)試井口和地面測(cè)試流程承壓能力高、密封可靠，密封件應(yīng)具有較好的高溫穩(wěn)定性和氣密封能力。求產(chǎn)時(shí)，控制井口流壓的難度也很大，若節(jié)流油嘴太小，井口壓力過高，一旦失控就會(huì)帶來災(zāi)難性后果；若油嘴過大，測(cè)試壓差過大，又可能引起地層大量出砂，造成攜砂氣流刺壞井口及地面設(shè)備的事故。一個(gè)新的問題是高溫高產(chǎn)氣流使地面設(shè)備的溫度環(huán)境升高而密封能力下降?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高壓高產(chǎn)氣流的地面溫度80℃以上時(shí)，高壓由壬的橡膠密封極易發(fā)生刺漏。

4、測(cè)試設(shè)計(jì)問題第一，設(shè)備的選擇：承壓等級(jí)選低了，施工不安全；承壓等級(jí)過高，又加大了作業(yè)成本。第二，測(cè)試方案的確定：在壓井液、射孔液、入井管材的選擇及測(cè)試工作制度的確定、壓井方式選擇等方面都需要根據(jù)高壓高產(chǎn)氣的特點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。要做到合理選擇測(cè)試設(shè)備、確定合理的測(cè)試工作制度，必須科學(xué)預(yù)測(cè)測(cè)試產(chǎn)量和井口壓力。然而，這對(duì)于新區(qū)的探井是比較困難的。5、資料錄取問題高壓高產(chǎn)氣井，管柱內(nèi)氣體流速很高，節(jié)流效應(yīng)顯著。由于管柱設(shè)計(jì)不可能將壓力計(jì)對(duì)準(zhǔn)氣層中部，壓力計(jì)所記錄的并不代表真實(shí)的地層流動(dòng)壓力，必須消除管柱節(jié)流效應(yīng)的影響。

6、產(chǎn)能評(píng)價(jià)問題截止目前，產(chǎn)能試井時(shí)有時(shí)出現(xiàn)了求產(chǎn)過程中井底流壓上升的異?，F(xiàn)象，試井評(píng)價(jià)求得的表皮系數(shù)較高，而且隨開關(guān)井呈遞減趨勢(shì)。利用試井錄取資料不能建立相關(guān)性較好的產(chǎn)能曲線，計(jì)算的氣井無阻流量也不能反映井的真實(shí)產(chǎn)能。對(duì)于這些有悖于常規(guī)理論模型的現(xiàn)象，必須充分考慮高壓高產(chǎn)氣井高速非達(dá)西流及變表皮的影響，研究新的產(chǎn)能評(píng)價(jià)方法。高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)基本步驟

要保證高溫高壓井測(cè)試施工安全順利完成，必須在測(cè)試前進(jìn)行一系列周密的準(zhǔn)備，而測(cè)試設(shè)計(jì)是施工前準(zhǔn)備工作的最重要內(nèi)容，是不可或缺的一環(huán)。對(duì)不同地區(qū)、不同井次測(cè)試設(shè)計(jì)有不同的標(biāo)準(zhǔn)和要求，總結(jié)歸納國內(nèi)外高溫高壓井的測(cè)試設(shè)計(jì)，一般情況下分為6個(gè)步驟：

1、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、井位坐標(biāo)、地面海拔、油補(bǔ)距、鉆井日期、完鉆層位，完鉆井深，人工井底，井深結(jié)構(gòu)，井斜數(shù)據(jù)，地層壓力，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。

2、測(cè)試地質(zhì)設(shè)計(jì)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)判別，測(cè)試要求等。

3、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)，地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，地面緊急關(guān)閉ESD系統(tǒng)設(shè)計(jì)，井下管柱設(shè)計(jì)、封堵位置選擇，射孔優(yōu)化設(shè)計(jì)，封隔器的選擇等。

4、測(cè)試計(jì)算主要包括測(cè)試工藝計(jì)算，射孔工藝計(jì)算，井口及井底壓力計(jì)算，管柱力學(xué)計(jì)算等。

5、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，下井工具準(zhǔn)備，井口及地面流程準(zhǔn)備，其它設(shè)備準(zhǔn)備，試壓準(zhǔn)備，安全準(zhǔn)備，應(yīng)急措施，施工過程中壓力控制等。

6、測(cè)試施工程序及HSE要求主要包括施工過程的各種記錄，環(huán)境保護(hù)及安全規(guī)定等。高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)原則

1、國外公司高溫高壓井設(shè)計(jì)原則國外石油公司雖然對(duì)高溫高壓井測(cè)試的理解和定義有所不同，但其測(cè)試設(shè)計(jì)卻有很多相似之處，其中以斯倫貝謝公司和哈里伯頓公司的測(cè)試設(shè)計(jì)最具有代表性。

1）斯倫貝謝公司對(duì)高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)原則斯倫貝謝公司認(rèn)為，要保證測(cè)試成功，必須具備4個(gè)條件，即完善的計(jì)劃、可靠的設(shè)備、高素質(zhì)的人員和嚴(yán)密的測(cè)試程序。但高溫高壓井測(cè)試有一定的局限性，如工程條件限制，溫度限制，壓力限制等，同時(shí)對(duì)高溫高壓井測(cè)試還需要滿足以下條件：

·溫度、壓力和產(chǎn)量的預(yù)測(cè)；

·極限溫度的計(jì)算（設(shè)計(jì)時(shí)考慮極限溫度對(duì)設(shè)備的影響）；

·油管柱的計(jì)算和溫度校核。

2）哈里伯頓公司對(duì)高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)原則哈里伯頓公司對(duì)高溫高壓井測(cè)試設(shè)計(jì)主要包含13個(gè)要素：

·井眼條件的影響；

·測(cè)試技術(shù)先進(jìn)性、可靠性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性的考慮；

·測(cè)試工具試驗(yàn)；

·含H2S條件下的設(shè)備材質(zhì)要求；

·材質(zhì)的選擇要求；

·橡膠件的選擇要求；

·測(cè)試泥漿設(shè)計(jì)要求；

·在低于壓井液密度條件下測(cè)試；

·工具設(shè)備試壓要求；

·固井問題；

·工作管串強(qiáng)度、安全系數(shù)和磨損情況；

·測(cè)試設(shè)計(jì)的關(guān)鍵條件；

·管串設(shè)計(jì)、計(jì)算和要求。

2、國內(nèi)高溫高壓井設(shè)計(jì)原則在國內(nèi)，隨著高溫高壓井?dāng)?shù)量的增多，人們對(duì)這些井的認(rèn)識(shí)也逐漸加深，盡管對(duì)于不同的地區(qū)，壓力、溫度異常有著不同的特點(diǎn)，但測(cè)試設(shè)計(jì)考慮的問題是一致的，因此測(cè)試設(shè)計(jì)也日趨規(guī)范化、系統(tǒng)化。

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測(cè)試設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的主要作用是為現(xiàn)場(chǎng)施工全面了解井況提供依據(jù)，在深井測(cè)試設(shè)計(jì)中必須具備以下主要內(nèi)容：①井的概況井別：地理位置、構(gòu)造位置、井位坐標(biāo)、地面海拔、方補(bǔ)心、油補(bǔ)距、鉆井日期、完鉆日期、完鉆層位、完鉆深度、人工井底。②井身結(jié)構(gòu)要標(biāo)明表層套管、技術(shù)套管、油層套管、特殊結(jié)構(gòu)井的尾管：所用鉆頭直徑、鉆至井深；各級(jí)套管外徑、壁厚、鋼級(jí)及下深；水泥返高，固井試壓情況，固井質(zhì)量。要求附件：a.井身結(jié)構(gòu)基本數(shù)據(jù)表

b.各級(jí)套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)表

c.標(biāo)準(zhǔn)井身結(jié)構(gòu)示意圖③井斜數(shù)據(jù)井斜深度，最大井斜、方位④地層壓力、溫度數(shù)據(jù)依據(jù)鉆井dc指數(shù)監(jiān)測(cè)和測(cè)井解釋的壓力解釋等成果陳述全井分段地層壓力、地層溫度及壓力梯度、溫度梯度。要求附件：全井分段地層壓力、溫度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)表⑤鉆井泥漿漏失數(shù)據(jù)標(biāo)明鉆井過程泥漿漏失井段、漏量及堵漏過程使用的堵漏劑名稱、物理性質(zhì)及數(shù)量。

2）測(cè)試地質(zhì)設(shè)計(jì)測(cè)試地質(zhì)主要內(nèi)容包括：測(cè)試目的要求、測(cè)試層段選擇依據(jù)、測(cè)試段儲(chǔ)層性質(zhì)及儲(chǔ)層流體性質(zhì)分析預(yù)測(cè)。①試油氣地質(zhì)目的及要求

a.地質(zhì)目的陳述

b.資料錄取要求

c.安全施工要求

d.測(cè)試方式要求②測(cè)試層選擇依據(jù)根據(jù)鉆時(shí)、泥漿、氣測(cè)錄井、測(cè)井、巖芯、物性分析、構(gòu)造分析、生儲(chǔ)蓋分析等資料結(jié)合固井質(zhì)量及深井、超深井的試油技術(shù)的復(fù)雜性，針對(duì)測(cè)試層段儲(chǔ)層物性、油氣顯示、裂縫及微裂縫發(fā)育狀況、電性特征，測(cè)試段儲(chǔ)層鉆開裸露泥漿浸泡時(shí)間及相應(yīng)鉆井液性質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層可能傷害程度進(jìn)行詳細(xì)描述及評(píng)價(jià)。③流體性質(zhì)分析流體性質(zhì)分析對(duì)深井、超深井測(cè)試中的工藝選擇、技術(shù)要求有著極為重要意義。儲(chǔ)層流體性質(zhì)分析主要根據(jù)鉆井過程泥漿出口槽面變化，氣測(cè)全烴含量、錄井巖屑顯示、測(cè)井特征曲線分析等資料詳細(xì)闡述儲(chǔ)層流體性質(zhì)判斷依據(jù)。若發(fā)現(xiàn)有害性氣體（H2S、CO2），必須要重點(diǎn)說明氣體類型、含量及樣品收集條件。要求附件：油、氣、水化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)表④測(cè)試工作制度及時(shí)間確定依據(jù)地層測(cè)試主要地質(zhì)目的、儲(chǔ)層物性特征及流體性質(zhì)判斷，結(jié)合測(cè)試復(fù)雜井筒及地面放噴環(huán)境條件進(jìn)行開關(guān)井次數(shù)、時(shí)間確定及測(cè)試壓差確定。常溫常壓井地層測(cè)試一般采用二開二關(guān)測(cè)試制度，初開目的是較大壓差下短時(shí)開井實(shí)現(xiàn)疏導(dǎo)產(chǎn)層導(dǎo)流通道的目的，初關(guān)資料用于求取原始或目前地層壓力；二開目的是求取產(chǎn)層段產(chǎn)能、液性資料，二關(guān)資料用于求取儲(chǔ)層物性特征參數(shù)。甚至為滿足地質(zhì)目的還可以設(shè)計(jì)多次開關(guān)井測(cè)試制度，但深井、高溫高壓環(huán)境條件下很難做到這一點(diǎn)，主要限制因素：第一是井下測(cè)試工具受力復(fù)雜、負(fù)載大，準(zhǔn)確的井下開、關(guān)井操作難度大；第二是直接交替改變井下工具工作狀態(tài)，對(duì)工具密封件保護(hù)不利。從國內(nèi)外高溫高壓井測(cè)試實(shí)際分析，井下開關(guān)井操作多采用一開一關(guān)方式，并且關(guān)井時(shí)間一般為4～12小時(shí)，開井時(shí)間4～8小時(shí)。測(cè)試壓差的控制間顧誘噴、儲(chǔ)層物性、泥漿漏失情況及測(cè)試管柱允許陶空深度而確定，一般對(duì)高壓低滲透地層測(cè)試壓差可以相應(yīng)加大，對(duì)裂縫型高滲、泥漿大量漏失層要適當(dāng)減小測(cè)試差，以免較大生產(chǎn)壓差下，誘導(dǎo)大量漏失泥漿、地層砂產(chǎn)出造成測(cè)試工具、井口節(jié)流部位損傷或顆粒聚集堵塞。通過對(duì)國內(nèi)11口深井、超深井測(cè)試實(shí)際施工狀況調(diào)研分析：確定深井、超深井測(cè)試工作制度設(shè)計(jì)的基本原則如下：

a.高溫高壓測(cè)試井下采用一開一關(guān)方式。

b.低滲透層開關(guān)井時(shí)間選上限值，裂縫發(fā)育的高滲透層選下限值。

c.測(cè)試壓差確定為10～25MPa，低滲透層選上限值，裂縫性高滲透、泥漿大量漏失層選下限值。

d.射孔一測(cè)試聯(lián)合作業(yè)，執(zhí)行射孔負(fù)壓差優(yōu)化結(jié)果。

e.若未達(dá)地質(zhì)目的的可通過地面井口開關(guān)井方式予以補(bǔ)充。

f.若無自噴能力，可適當(dāng)延長井下開、關(guān)井時(shí)間。

3）地層測(cè)試工程設(shè)計(jì)原則①測(cè)試方式選擇

a.若無特殊地質(zhì)要求或工況條件限制，應(yīng)測(cè)試一層、封閉一層，逐層上返。

b.盡可能在低于壓井液密度條件下進(jìn)行負(fù)壓射孔測(cè)試聯(lián)作。

c.測(cè)試時(shí)間較長或測(cè)試后直接轉(zhuǎn)采應(yīng)采用無固相射孔液。②地面流程設(shè)計(jì)地層測(cè)試地面流程設(shè)計(jì)原則上要按測(cè)試工具起下、坐封、放噴求產(chǎn)、關(guān)井、壓井等不同工作狀態(tài)下井口裝置、坐封流程、放噴求產(chǎn)流程及設(shè)備、壓井流程，按地面連接順序進(jìn)行詳細(xì)依次排列，并要求標(biāo)明各連接工具管線、設(shè)備名稱、規(guī)格、允許額定壓力，以確?，F(xiàn)場(chǎng)地面流程順利安裝和工作狀態(tài)下額定承壓能力分析。要求附件

a.起下測(cè)試管柱時(shí)井口裝置示意圖

b.求產(chǎn)時(shí)井口裝置示意圖

c.座封流程示意圖

d.放噴管線示意圖

e.壓井流程示意圖③地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用溫度、壓力傳感器及數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)，要求能夠及時(shí)了解放噴求產(chǎn)、關(guān)井狀態(tài)下地面關(guān)鍵部位的壓力、溫度變化情況，為現(xiàn)場(chǎng)指揮調(diào)度提供依據(jù)。關(guān)鍵點(diǎn)位置：井口油壓、環(huán)空壓力、技術(shù)套管、油層套管頭壓力及溫度；測(cè)試數(shù)據(jù)頭壓力及溫度；二級(jí)油嘴管匯下流壓力及溫度，分離器壓力。報(bào)警設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：根據(jù)井下管柱、地面井口及各級(jí)監(jiān)控點(diǎn)位置工具（設(shè)備）額定承壓值，確定各監(jiān)控最大壓力Pmax和最小壓力Pmin及井口最大溫度。要求附件：地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的連接示意圖④井下管柱設(shè)計(jì)井下工具操作受工程條件（壓力、溫度、腐蝕性氣體出砂）的限制，測(cè)試井下管柱設(shè)計(jì)要根據(jù)測(cè)試地質(zhì)目的，在滿足資料錄取的基礎(chǔ)上，要求管柱結(jié)構(gòu)越簡單越好。設(shè)計(jì)中要求對(duì)主要測(cè)試工具名稱、作用、允許額定壓力抗腐蝕性能進(jìn)行詳細(xì)描述，并依照至上而下連接順序編制測(cè)試管柱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表，主要內(nèi)容為連接件名稱、規(guī)格、內(nèi)徑、連接扣型、下入深度。測(cè)試管柱設(shè)計(jì)不僅要具備操作方便、靈活條件，而且必須具備應(yīng)急功能。如防止遇阻功能、解卡功能、雙重方式控制的壓井功能、測(cè)試一射孔聯(lián)作中雙重方式射孔引爆及延時(shí)功能。要求附件：測(cè)試井下管柱示意圖

⑤測(cè)試施工計(jì)算深井高溫高壓條件下地層測(cè)試井下管柱、地面井口、放噴流程，都將隨測(cè)試井工況變化而產(chǎn)生很大、而且復(fù)雜的應(yīng)力，所以設(shè)計(jì)中科學(xué)計(jì)算管柱不同工況下的應(yīng)力變化是測(cè)試工藝成功的關(guān)鍵。

a.井口最高壓力計(jì)算井口最高壓力計(jì)算對(duì)測(cè)試過程選擇采氣井口，測(cè)試施工力學(xué)計(jì)算都是極為重要的參考參數(shù)，所以設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行預(yù)測(cè)。

b.井口溫度的預(yù)測(cè)在溫度的變化下，井內(nèi)測(cè)試管柱產(chǎn)生伸長或縮短，將分別對(duì)封隔器產(chǎn)生向下或向上的力，對(duì)于插管封隔器，要確定插管長度，必須計(jì)算溫度效應(yīng)，才不致于將插管座推動(dòng)或使插管抽出插管座。對(duì)于固定式封隔器必須計(jì)算溫度效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生多大的力，這個(gè)力是否會(huì)使封隔器失封（產(chǎn)生向下或向上的位移），要計(jì)算溫度效應(yīng)，井口溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù)。測(cè)試時(shí)的井口溫度與油氣產(chǎn)量有關(guān)，而測(cè)試前并不知道油氣產(chǎn)量，預(yù)測(cè)井口溫度比較難。

c.測(cè)試管柱力學(xué)分析計(jì)算分析管柱的受力、應(yīng)力和變形涉及到流體力學(xué)、固體力學(xué)、非線性微分方程等多學(xué)科的基礎(chǔ)理論和求解方法。在不同的工況下，管柱受力大小和沿管柱軸線的分布是不同的。特別在高溫、高壓產(chǎn)氣井中，管柱承受的內(nèi)壓、外壓、軸力、彎矩在測(cè)試過程中隨環(huán)境壓力、溫度的變化而改變，所以施工計(jì)算中必須模擬多種工況（井口高產(chǎn)條件下應(yīng)急關(guān)井、射孔、低產(chǎn)、高產(chǎn)等）進(jìn)行如下五方面力學(xué)計(jì)算：第一、載荷計(jì)算分析；第二、管柱上各點(diǎn)應(yīng)力分析和強(qiáng)度校核；第三、管柱的軸力及彎矩計(jì)算分析；第四、園管中流體粘滯摩阻及壓力梯度計(jì)算；第五、管柱的變形分析。并根據(jù)力學(xué)分析計(jì)算提供不同工況下的施工作業(yè)參數(shù)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工操作。針對(duì)高溫高壓井的特點(diǎn)，還應(yīng)考慮：

a.套管磨損的套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度評(píng)估和抗外擠強(qiáng)度評(píng)估；

b.頂替射孔液過程中套管外擠力的變化，評(píng)價(jià)射孔液密度設(shè)計(jì)的安全合理性；

c.對(duì)于長期試采或者是投產(chǎn)的井進(jìn)行氣體沖蝕計(jì)算；

d.依據(jù)強(qiáng)度校核和變形（伸長或縮短）計(jì)算，提出管柱最佳組合建議；

e.根據(jù)管柱應(yīng)力分析確定射孔-酸化-測(cè)試聯(lián)作的施工泵壓、環(huán)空平衡壓力等施工參數(shù)的安全值。⑥應(yīng)急措施設(shè)計(jì)針對(duì)地層測(cè)試施工過程每一道工序（工具下井、坐封、射孔、生產(chǎn)、關(guān)井測(cè)壓、解封、壓井、起管柱拆裝井口等）可能發(fā)生的意外情況進(jìn)行應(yīng)急措施預(yù)計(jì)，確?，F(xiàn)場(chǎng)緊急條件有條理施工，順利排除險(xiǎn)情。四、

高溫高壓井測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試射孔液、壓井液的確定

為了避免高密度泥漿增大封隔器壓差和射孔二次污染，先用中、低密度的射孔液（無固相或泥漿）替換原鉆井泥漿再下入射孔測(cè)試聯(lián)作管柱，一趟完成射孔和測(cè)試作業(yè)，測(cè)試結(jié)束后用原鉆井重泥漿壓井。這樣，既避免了測(cè)試壓差過大導(dǎo)致封隔器失敗，也降低了壓力引爆射孔及實(shí)施井下開關(guān)井的操作壓力。在原鉆機(jī)作業(yè)條件下，為節(jié)約配制無固相壓井液的費(fèi)用，也可采用中、低密度泥漿作為射孔液。要求泥漿的熱穩(wěn)定性、懸浮性及流變性應(yīng)能適應(yīng)高溫深井長時(shí)間測(cè)試的作業(yè)要求，避免埋卡封隔器的事故。如何確定射孔液的密度，一般應(yīng)遵循三個(gè)原則。其一，滿足封隔器承壓能力。在射孔測(cè)試聯(lián)作條件下，根據(jù)測(cè)試墊的密度設(shè)計(jì)射孔液的密度，測(cè)試壓差應(yīng)小于封隔器工作壓差；其二，滿足替液作業(yè)的安全要求。用中、低密度的射孔液（無固相或泥漿）替換原鉆井泥漿的過程中所產(chǎn)生的壓差將對(duì)井筒形成負(fù)壓，射孔液的密度應(yīng)保證地層氣不經(jīng)套管懸掛器處竄入井筒，更不能因替液作業(yè)引起套管在外擠力（地層壓力、巖石蠕變等）作用下變形。其三，滿足完井作業(yè)要求。一般來說，試油后直接轉(zhuǎn)采應(yīng)采用無固相射孔液；試油后封閉上返，可對(duì)原鉆井泥漿作降低密度處理后作為射孔液。

測(cè)試方式選擇

從射孔的角度，高壓氣井應(yīng)優(yōu)先采用射孔測(cè)試聯(lián)作方式。由于射孔測(cè)試聯(lián)作是在較低密度的射孔液中一次完成射孔和測(cè)試，既可以減小封隔器壓差，又可以減少射孔的“二次污染”。但是也有下部已試高壓氣層封堵不嚴(yán)的特殊情況，此時(shí)由于不能進(jìn)行頂替射孔液的作業(yè)，只能在壓井泥漿中電纜射孔，再進(jìn)行跨隔測(cè)試。從測(cè)試管柱組合的角度，高壓氣井一般應(yīng)優(yōu)先采用氣密封油管測(cè)試管柱保證測(cè)試安全；但是對(duì)于一口高壓氣井中的預(yù)測(cè)可能為氣水層、低產(chǎn)氣層以及明確要求落實(shí)液性或者求物性下限的層段，也可采用鉆桿測(cè)試加快試油速度、降低作業(yè)成本。

測(cè)試管柱設(shè)計(jì)

適用于高壓氣井的測(cè)試管柱大致分為四種類型。這些管柱的共同特點(diǎn)是設(shè)置了井下開關(guān)閥，突出了確保先從井下切斷氣源的思想，從而緩減了井口壓力矛盾，為處理井口及地面油氣失控創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)選用了具有雙向自鎖功能的封隔器，能夠承受來自封隔器上下方的70兆帕壓力。這四種類型測(cè)試管柱的主要結(jié)構(gòu)為：

1、射孔測(cè)試聯(lián)作管柱（見圖2-1）這是高壓氣井最常用的測(cè)試管柱，在降低壓井液密度后射孔測(cè)試聯(lián)作有很明顯的優(yōu)點(diǎn)。其一，可以減小封隔器壓差；其二，可以緩減射孔“二次污染”。主要結(jié)構(gòu)：采油樹（或測(cè)試控制頭）+油管