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1、 试 采 技 术 WELl TES I I NG AND PRODUCTI ON TECHNOL OGY Vo 1 26 No 4 高温、高压注产气剖面生产测井工艺技术 文军红 宋 涛(中国石化 西北 油 田分公 司塔 河油 田)摘 要 注 气剖 I 面测井 技术适 用 于油 气 田监测注 气驱 油 的驱替 效果 及 剖面 受益状 况 的评 价 与分析，产 气剖 面测 井技 术 用 于评 价 产 气井 内各 层 位 的 动用 状 态及 开发 方 案 的执 行 效果。注 产 气剖 面测 井是注 产 气井 最客观、快捷 的动 态监 测 方 法。但 由于 气体 易渗 透，气井 深度 大、井 口压 力
2、 高，注产 气剖面测 井对 井 口密封装 置、井 下 仪器 的性 能 及 测 井 施工 工 艺具 有特 殊 要 求。根据两年多的现场测井作业经验，总结形成了一套较成熟的高温、高压气井的现场生产测 井工 艺技术。关键 词 注 气 产 气 剖 面测试 测 井工 艺 国 内高温 高压 井 的测试 主要 集 中在 四川盆地 和 塔 里 木盆 地，井 底 压力 一般 在 7 O 1 0 0 MP a，温度 在 1。0 1 5 O 之 间。国 内 发表 的文 献 仅 限 于 T C P与 测试联作工艺技术和试井技术，而没有有关高温高 压 注产 气剖 面 生产测 井方 面 的报道。高温高 压及 特殊 井 的
3、生产 测井 是世 界石 油勘 探 开 发范 围 内的技 术 难题，受 到 发 达 国家 大 石 油公 司 和 石油技 术 服务 公 司 的 高度 重视，哈 里 伯 顿(Ha l l i b u r t o n)、斯伦 贝谢(S c h l u mb e r g e r)和 E X P RO等公 司制 造 了耐 压 大 于 1 5 0 0 0 p s i(1 O 3 4 MP a)、防 H：S 的井 口装 置 及 耐 温 达 到 1 7 5 以 上 的 井 下 仪 器，在 高温 高压 井 的测井 方 面拥有 先进 的技 术。1 高温高压井注产气剖面生产测井 技术难点 由于注产 气井 气 体 的主
4、要 成 份 为天 然 气，具 有 易 渗 漏、易燃、易 爆、无 色、无 味等 特 点，对井 口密 封 装 置、井下 仪器 的性 能具 有特 殊 的要求，其测 试难 点 主 要表 现 在 以下几个 方 面：(1)井 口防喷 管、防喷 盒 对 气体 的密 封 难 度 大，对 设备 材质 要 求严 格；气体 中若 含 有 H S等 有毒 或 腐 蚀性 气体，相 关设 备 必须具 备 防硫性 能，否则将 对 人 员构 成严 重 威胁。(2)测 井施 工 风 险大，由于 高温 高 压 井 口防 喷 装置和井下仪器承受极限工作状态，设施可靠性受 到限制，井 口压力高，易发生井 口失控和造成井 喷 事 故。
5、(3)凝析 气藏 中的 凝 析 油对 所 注 密 封 脂具 有 溶 解和稀释作用，使气密封难度进一步加大。(4)井 口压 力 高 达 4 O 5 0 MP a，井 下 仪 器 串长 达 2 0 I T I 左右，井 口防 喷装 置 置 于 高 空 作 业，对 地 面 设施、测 井仪 器和 地面 控制设 备 构成直 接 威胁。(5)仪器 在井下 受 高温高 压 气体及 液体 的影 响 密封 难度 大，仪器技 术性 能指 标要 求相 应提 高。(6)井 下 仪器 受 环 境、温 度 和压 力 的限 制，在 井 下容 易受 到砂 粒或 铁 屑 的 堵塞，测 井 一 次成 功 率 难 于达 到 1 0
6、 0 的技术要 求。2 注产气剖面测井技术思路 高温 高压井 生产 测井 的关 键 在于井 口防喷装 置 及 其辅 助设 施 的承压 配套 和井 下仪 器 的技术 性能。结 合塔 里 木、吐哈等 西部 各大 油气 田的压力 及 井下状况，本着既要保证设备安全可靠，又要使配 备 资源 得 到充分 利用 的原 则，我们 确定 测井 防喷设 备 选用 美 国 TO T 公 司耐 压 7 0 MP a的 高压 防 喷 井 口装置，注 脂泵 选用 TOT公 司 输 入输 出压 力 比为 作者简 介：文军红(1 9 7 2 一)，男，工程师，现 从事油 田开发管理工作。地址：(8 4 1 6 0 0)新疆
7、轮 台县。维普资讯 http:/ 2 0 0 5年 1 2月 文军 红、宋 涛：高温、高压注产气剖 面生产 测井工 艺技术 1：1 5 0、压力为1 0 0 MP a的林肯泵，测井井下仪器选 用耐温1 7 5 o C、耐压1 0 5 MP a 的哈里伯顿公司的七参 数 生产 测井 仪。通 过配 置这 些 高性 能 的防 喷装 置 和井 下 仪 器，不仅保证 了井 口高压密闭设施的可靠性及施工现场 的安全性，而且使测井一次成功率达到近 1 0 0 ，测 取资 料优 等率 达 到 9 O ，剖 面解 释 符 合 率 达 到 9 1 ，能够满足西部各大油气 田的注产气剖面 的生 产测 井要 求。3
8、井 口密封装置构成及工作原理 井 口密封 装 置 主要 由高 压防 喷 注脂 系 统、防 喷 管、B O P防喷 封井 器、仪 器 防掉 器、密 封 系统 等 部 分 组 成。(1)高压防喷注脂系统(图 1)图 1 高 压 防 喷 注 脂 系统 1“O”型密封 圈；2 一防喷盒密封管线；3 一手压油泵；1 一回收油椭；5 回流管线；6”O 型密封周 f 7 一输入压缩空气；8 一注脂泵 i 9 一滤清 器】0 一睡 力调节 器 1 1 一润 滑油杯；1 2 一注脂管线；1 3 一“O”型 密封圈；1 4 一密封脂 桶 1 5 测井 电缆；1 6 压紧柱 塞；1 7 防喷 盒；1 8 一压害 格
9、 兰；1 9 一放松弹簧 2 0-橡胶盘根；2 1 一上 阻流管；2 2 一注脂密 封段 2 3 一下 陲 l 流管；2 4 一连接防喷 由壬；2 5 一防喷 盒部分 2 6 m 流管 部分 高压防喷注脂系统是高压防喷装置最关键的部 件。它由阻流管和密封控制头两部分组成。井 口防 喷盒的上部是密封控制头，由缸体活塞、压盖、半封 橡胶块、弹簧等组成。电缆从中间穿过，缸体开孔接 头通过高压软管与地 面手 压泵相接。手压泵加压 时，压力通过液压油作用到橡胶半封上，橡胶半封受 挤 压 抱住 电缆，起 到密封 作用。阻流 管部 分用 来实 现 电缆行 走时 的动 态密 封。(2)防喷管 防 喷管 主 要
10、 为 整个 下 井 仪 器 串提供 存 放 空 间，原则是防喷管的长度略大于仪器串的长度。(3)密封 系统 密封系 统 主要 由气动 注脂 泵、高 压注 脂管 线、回 流管线及密封脂等组成。气动注脂泵通过注脂管线 将 密封脂 填充 到 电缆 和阻 流 管 之 间，起 到 高压 密封 作用。密封脂的粘度较高，是确保气体沿 电缆不渗 不漏 的关 键。在 冬 季 和 夏 季应 选 用 不 同 粘 度 的 密 封脂。(4)B OP防喷封 井器 防 喷 封井 器 主 要 用 于在 意外 井 喷 时 密封 井 口。其上 下两 级均 有特 殊 的耐 压 密 封垫 可 承受 井 内约 7 0 MP a的压 力
11、。封 井 器 的打 开 和 关 闭 均 由手 动 液 压泵控 制，仪 器在井 下 正 常 工 作 时 封井 器 处 于打 开 状 态。(5)仪 器防掉 器 仪 器防掉 器 由 电缆 头捕 捉器 和看 门物组 成。看 门物 相 当于仪 器 的单 流 阀，仪 器可 向上运 动进 入 防 喷管 内但 不 能下行。电缆 头 捕捉 器能 自动抓 住 电缆 头，即使电缆与电缆头脱离，仪器也不会落井。4 注 产气剖 面测井工艺 4 1 井 下仪器 配 置 注产气剖面测井，选用美 国哈里伯顿测井公 司 E XC E L L 一 1 0 0 0数 控 生 产 测 井 系 统，井 下 仪 器 配 接 七参 数 生
12、产 测 井 组 合 仪，其 中 包 括 遥 测 短 节、伽 马 仪、磁定位、压力、温度、持水率、流体密度、流量计等 井 下仪 器，多 参数 组 合 测井 能够 同时 测 取 不 同深 度 地层、流体的物理参数，便 于综合解释，减少单参数 解 释 的误差，进 而 从整 体上 提高 了解 释 的精 度。为 了保 证 井 下 仪器 在 井 筒 内居 中，在 仪 器上 部 和下 部 连接扶 正 器，予 以?削余和减 少不 同流 态，流速 对持水率、流体密度、流量采样精度的影响。E X C E L I 一 1 0 0 0型数控 测 井 系 统 是 一 套 较 为 成 熟 的生 产测井 系统，在 引进 之
13、初，就对 井下 仪器 在油 水井 中的测井 指标 及井 下仪 器的 三性(稳定 性，一 致 性，重 复性)进 行过 评价，该 组 合仪 耐 温 1 9 0 ，耐 压 1 0 3 MP a，能够 满 足测井 的技 术要 求。4 2 测 井资 料 的采集(1)从 仪 器 下 井 开 始，先 用 时 间 驱 动(5 0 f t mi n)，采集 从打 开井 口测 井 闸门，排 空 防 喷管 内空气，直到压力平衡时的资料；再用时间驱动观察 仪器 工作 状态 持续半 小 时 以上，用 以检验 防 喷效 果。然后，用 深度驱 动(5 0 f t mi n)由防喷 管 内测至 压力、温度 拐点 处，收集 地
14、表 温 度 以及 气 温对 井 下 状 况 影 响程 度 的资料。(2)在 目 的 层 段，分 别 以 上、下 2 0 h rai n、维普资讯 http:/ 3 2 试 采 技 术 Vo l _ 2 6 N O 4 4 0 f t mi n、6 0 f t mi n、8 0 f t mi n 的 电缆测 速 测 取 七参 数资 料。上 下运 行、多种 测速，有 利 于确定 涡轮流量 计 门坎值，减 少 仪器速 度 响应 的线性 误差，提高 交绘 图(流量 一测 速)的精 度。对 于 测 速，操 作 员 可根 据 注气 量、涡轮 转速，自行 调 节，尽 量 使 上 下不 同 向而 相 同测速测
15、量时，涡轮转速有正负值，采样 间隔为 2 点 i n，曲线范 围设 置 以直观、方便 为 标 准，确保 测 速 稳 定、曲线 平 滑，在不 发生 异 常情况(遇 阻、卡)下，要 测 出积 水段(死 水 区)。(3)死水 区、各 目的层 段 上 部、喇 叭 口上各 处 均 要求点测，录取定点测量七参数值(时间驱动速度 5 0f t mi n)。(4)录取 关井 1 0 h和 1 5 h后的静 温、压力恢 复 资料，以便 了解地层性质，给定性解释提供参考。(5)要 求 将 GDF格 式 文件 转 换 成 AS C 1 1码 形 式文件，并 回放 曲线、存盘、拷贝。5 测井资料评价及应用效果分析 截
16、止 目前，共完 成青海 涩 北气 田、塔 里木牙 哈凝 析 气 田、吐 哈葡 北混 相驱 油 田和丘东 气 田 5 8口井 的 注 产气 剖面 测井，工 艺质量 评 价如下：(1)稳 定性好 井 下仪 器 以不 同 的测 速 录 取 的压 力、流 温、密 度、持水率、伽马和接箍曲线各 8条，曲线重复性好。压 力、流 温 曲线 显 示 平 滑，接 箍 信 号 明显，无 跳 尖 现象。(2)相 关性 好 伽 马 曲线 相 关性 好，流量 曲线 在 喇 叭 口和 注 气 层 处 显示 一致。关 井静 温 曲线也有 明显 的显 示。注产 气 剖 面 高压 密 闭测井 技 术，能 够保 证 在 井 口压
17、 力 7 0 MP a，注、产 气 量 5 01 0 IT I。d，井 口 不泄 漏、不 泄压、不 关 井 的 情 况下，对气 井 进 行 动 态 监测，测 井 一 次 成 功 率 1 O 0 ，测 井 曲线 合 格 率 1 0 0 ，测井资料优等率 9 5 ，用开发的注产气剖面 解释软件对其进行综合解释，测井资料定性解释符 合率可达 1 0 0 ，定量解释符合率在 9 1 以上，实践 证明该技术完全能满足油 田目前对高压注、产气井 测井 的需 要，在 注产 气剖 面测 井现 场施 工 中，我们 也 发现 一些 技术 问题 需要 加 以注意 和解 决。塔 里 木 牙 哈 凝 析 油 气 田产
18、气井 具 有 井 IZ I 压 力 高、温度高，凝析油气产量大、油气 比高的特点，如 YH 3 0 3井，井 口 油 压 3 5 MP a、温 度 5 7 ，油 气 比 1：1 6 4 8，日产 气 2 4 1 0 I T I。d、凝 析 油 1 4 4 IT I。d。尤其 是 井 口高温 凝 析 油会 迅 速 溶解 并 稀 释 密 封脂，稀释 后 的密封 脂容 易 溢 出，给 井 口动 密封 造 成 极 大 困难。针 对这 种情 况，一 方面，使用 添加 剂加 大密 封 脂 的 粘度；另一 方 面，加 大 密封 脂 的 注 入量，通 过 使 用 较 大 内径 的 注脂 管线 和多 级 密 封
19、，尽 量 阻 止 和缩 短 凝析 油进 入 阻流 管 的深 度，减 小 凝 析 油对 密 封 脂 的溶解 作 用，有 效 地 解 决 了凝 析 油 气 井 的 动 密 封 问题。吐 哈丘东 气 田，产气 的 同时有 少量 伴生水 产 出，如 丘东 7井，日产 气 7 1 0 IT I。，水 1 IT I。d。完 成 测 试 后，在井 口防喷装 置泄 压时，由于 气体体 积剧 烈膨 胀，带 走大 量热量，泄 压处 温 度 迅 速 下 降，使 伴 生 水 结 冰，从 而堵 塞泄 压管 路，导 致 防喷管 内高 压气 体无 法 释放，井 口防喷 装置 无法拆 卸。针对 这一情 况，我 们 自行设 计
20、 了化学 剂 注入短 节，安 装在 防喷 管底 部 封 井器 上接 头处，通 过 向防 喷管 内注入 乙二 醇，有 效 降低了水的冰点。冬季测试能够有效地解决测井电 缆结 冰 的问题。青海 涩 北 气 田出砂 严 重，部 分 产 层 已 出现 砂埋 现象，平 均 日出砂 0 0 1 I T I。d，粒 径 2 0 ff m 左 右。由 于测 井 电缆 上带 有 密封脂，容 易粘 附砂粒，在 电缆上 提时，砂粒 就会 随 电缆 进 入阻 流管 内，填塞 电缆 和 阻 流管 之 间的缝 隙，使 得 电缆 卡死 在 阻流管 内，无 法上 下往复 活 动，这 是 妨 碍 测试 的 一 大 难题。针 对
21、 这一 情 况，选 择 内径 略大 的阻 流管，增 大 电缆与 阻流 管 的 间隙，减小 砂卡 电缆 的几率。经 多次 实践论 证，确定 电缆 与阻流 管 的间 隙为 0 0 6 IT I IT I 最 为 合适，既保 证 了 良好 的密 封，又可 防止砂 卡。6 结论及建 议(1)在 高压 注产气 状况 下，井 IZ I 密 封 达到 了技术 要 求，做 到 了不 关 井、不 泄压，井 IZ I 不泄 漏，安 全、高 效、优质 地 录取 了各项 测试 资料。(2)测试 工 艺 能 满 足测 量 精 度 的技 术 要 求。测 井 系3 0 基本 上满 足 了西部各 油 气 田注产气 剖面 测试 工 艺技 术 的要求。(3)加 强气藏 动态 监测，要 重视高 温高 压井 测试 技 术 的研究 和技 术 配 套，应该 成 套 引 进 高 压 密 封井 口设备，确 保安全 生产。(4)建议 购 置美 国哈 里伯 顿 公 司生 产 的 高精 度 持 气率 计 和气体 密度(干度)测试 仪。(收稿 H期：2 0 0 5 0 4 l 1)维普资讯 http:/