试油工艺技术简介

2019/10/131试油工艺技术简介辽河石油勘探局井下作业公司2019/10/132内容简介在油气勘探过程中，通过录井、取芯及电测等手段，可以直接或间接地识别可能的油、气、水层，但这仅仅是建立在静态基础上的认识，这些信息只能告知我们地层含有油或气，而这些油气能否流动？是否具备开采价值？就是试油所要解决的问题。本次讲座主要介绍试油的目的、试油基本工序、常规试油、地层测试及所取得的试油地质资料。2019/10/133试油的目的试油是油气勘探中一个重要环节，也是最后的一个环节。简单地讲，试油就是利用专用设备采用一系列复杂的工艺技术手段，使油井处于临时生产状态，从而获得在动态条件下的所试层段产能、压力、液性、温度及有关地层参数，为进一步的油气勘探开发提供科学可靠的依据。试油是一个系统工程，工序十分复杂，但概括起来讲，其基本工序主要包括通井、替泥浆、射孔、下管、地层测试、诱喷、求产、洗井、压井、封层。不同的工序组合，形成不同两种试油方法，即常规试油和地层测试（见图1、图2）。2019/10/134常规试油基本工序及质量要求（一）通井目的检查套管、井身质量、探井底通井规外径不得小于套管内径的6—8mm通井规大端长度不得小于0.3m探得井底后加压不得超过20KN2019/10/135常见的完井方式2019/10/136常见的完井方式2019/10/137替泥浆管柱完成深度必须在通井深度附近，保证将通井深度以上的泥浆全部替洗干净。所用清水必须保证干净，并与地层水有明显区别。用水量一般不少于井筒容积的1.5倍，进、出口液性一致为合格。常规试油基本工序及质量要求（二）2019/10/138常规试油基本工序及质量要求（三）射孔按照传输方式划分，射孔可分为电缆传输射孔和油管传输射孔。按照射孔枪和射孔弹组合方式划分，射孔可分为四种，见右表。发射率大于80%，否则补孔。组合方式枪型弹型穿深（mm）套管尺寸189895801272102102600139.73102127710139.74127127710177.82019/10/139常规试油基本工序及质量要求（四）气举地面用压缩空气机向井内注入压缩空气，利用压缩空气的膨胀能，将井筒内的压井液替出，降低井筒内液柱压力，从而达到诱喷或排液的目的。该工艺适用于目的层埋深小于1500m的井层。有油、气的井层不宜使用。若目的层已射开，该工艺对地层会造成二次伤害。目的层2019/10/1310常规试油基本工序及质量要求（五）目的层液氮地面用液氮泵向井内注入液态氮气，利用液态氮气的膨胀能，将井筒内的压井液替出，降低井筒内液柱压力，从而达到诱喷或排液的目的。该工艺不受目的层埋深限制，但受套管抗压强度的制约。适用于有油、气的井层。若目的层已射开，该工艺对地层会造成二次伤害。2019/10/1311常规试油基本工序及质量要求（六）汽化水地面先用压缩空气机向井内注入压缩空气，泵压达到12MPa后，再用地面泵同时注入清水，进入井筒的清水在高压作用下，与压缩空气混合形成汽化水，利用汽化水的膨胀能，将井筒内的压井液替出，降低井筒内液柱压力，从而达到诱喷或排液的目的。该工艺最大掏空深度2500m。有油、气的井层不宜使用。若目的层已射开，该工艺对地层会造成二次伤害。目的层2019/10/1312常规试油基本工序及质量要求（七）抽汲以地面提升设备为动力，以5/8英寸的钢丝绳为引绳，钢丝绳一端缠在作业机滚筒上，另一端连接专用油管抽子，然后从油管内下入井内，采取上提下放抽子，将井内液体举升到地面，达到排液的目的。该工艺最大抽汲深度1800m，适用于产量大、水性不可靠的水层排液。有油、气的井层不宜使用。该工艺对地层不会造成二次伤害。目的层2019/10/13131、非自喷层求产在常规试油中非自喷层求产目前主要采用测液面的方法求产，即井内液面降至规定标准后，下压力计实测24小时液面恢复曲线（见图3），并用同一支压力计补测液面点2个（见图4），时间间隔不得小于16小时；或者下入同一支压力计同一深度测四个以上液面点，间隔时间不得小于16小时，以作出正常的产率曲线为合格。常规试油基本工序及质量要求（八）2019/10/1314图3实测液面恢复曲线卡片示意图时间压力（MPa）基线液面恢复曲线2019/10/1315图4实测液面点卡片示意图基线压力线2019/10/13162、自喷油层、含油水层求产根据油井自喷能力，选择合适的油嘴求产；求产工作应连续进行；求产时间及产量稳定标准见表1；井口压力、产量稳定后，测两个流压，测压时间间隔不得小于8小时；若产量下降，流压呈下降趋势，则补测第三个流压；量油时必须测气，若油水同出，则必须计量油、水量，自喷油层求产流程图计量罐流量计分离器油嘴井口2019/10/1317表1、自喷油层、含水油层求产合格标准日产油量（t）求产时间（h）波动范围大于5008小于5%500—30016小于10%300—10024小于10%100—2032小于10%小于2048小于15%2019/10/13183、自喷油水同层、水层求产油水同层分别计量油水量，并以班为单位计算出油水比；水性稳定，并符合区域规律；产量稳定标准：连续求产三个班，上下波动下于15%为合格。水层（含油水层）日产液量大于20方，统一用6mm油嘴控制求产，小于20方，一律畅放求产。每2h记录油、套压一次。每班测气一次，若“U”型管中装水，仍测不出气时，则气产量可不计。产量稳定标准：连续求产三个班，产量上下波动小于15%为合格。2019/10/13194、自喷气层求产日产量（万方）井口、上流压力稳定时间大于504h以上50—106h以上小于108h以上1.若气层中含油、水，分别计算其产量；2.求产期间，只需求得一个高回压下稳定产量即可；3.每小时记录油、套压一次；4.下压力计实测流压一个；5.稳定标准见右表。2019/10/1320洗井（压井）对于非自喷层，求产后必须洗井，其目的落实地层累计产油、水量，同时进一步落实液性。对于自喷层，求产后必须压井，其目的防井喷，落实井筒中的油、水量。洗井清水水质必须清洁，与地层水有明显区别。压井时压井液性能必须稳定，符合设计要求。常规试油基本工序及质量要求（九）2019/10/1321常规试油基本工序及质量要求（十）注灰封层封堵工业油、气层时，尽量保护产层。侯凝时间：75℃水泥，侯凝24h以上；95℃以上水泥，侯凝48小时。试压标准：φ177.8以下套管，试压12MPa，30min下降不超过0.3MPa；φ177.8及φ177.8以上套管，试压10MPa，30min下降不超过0.3MPa。已试层待试层灰塞2019/10/1322桥塞封层桥塞封层根据送入方式不同，分为电缆桥塞和机械桥塞，但目的就是封堵以试层。试压标准：试压15MPa，30min压力下降小于0.3MPa。已试层待试层桥塞常规试油基本工序及质量要求（十一）2019/10/1323小结常规试油方法分类：目前按照不同的射孔方式，常规试油施工工序组合可分为两类，详见图5、图6。常规试油取得的成果资料：非自喷层可获得地层产液量、液性、温度；自喷层可获得地层产液量、液性、压力、温度。若采用电缆传输射孔方式，射后采取气举、汽化水或液氮方式降液面，易导致地层的二次伤害（见图7）。2019/10/1324图7沈252井第四层酸后排液压力温度检测图静液柱压力静液柱压力启动压力启动压力2019/10/1325地层测试技术简介（一）地层测试的目的在钻井过程中或完井之后对油气层进行测试，获得在动态条件下地层和流体的各种特性参数，从而及时准确地对产层作出评价。通俗地讲，就是用钻杆柱或油管柱将地层测试器下入待测层段，进行不稳定试井，测得产层的产量、温度、开井流动时间、关井测压时间，取得流动的流体样品和实测井底压力—时间关系曲线。根据所获得的测试数据和其他资料进行试井分析，可获得在动态条件下地层多项特性参数。2019/10/1326地层测试能够取得的主要参数地层测试除了可以取得地层产能、液性、压力及温度常规资料外，还可以获得地层平均有效渗透率、表皮系数、堵塞比、压力衰竭、调查半径、边界距离等多项动态条件下的特性参数。地层测试技术简介（二）2019/10/1327地层测试（MFE）工作原理地层测试是一种临时性完井方法，其工作原理是用钻杆或油管将压力计、筛管、封隔器和测试阀下入测试层段上部，地面旋转管柱将封隔器坐封于测试层段上部，将其它层段、压井液与测试层段隔开，然后地面上提下放管柱，控制井下测试阀的开关（见图8）。测试阀打开时，地层处于流动状态，地层流体经筛管的孔道和测试阀流入管柱内，当测试阀关闭时，地层处于压力恢复状态，在整个测试过程中，井底压力随时间的变化都被压力计记录下来，当管柱被起出后，对压力计所采集的数据进行处理，即可获得所需的地层信息。地层测试技术简介（三）2019/10/1328待试层段压力计托筒1筛管封隔器锁紧接头压力计托筒2MFE压力计托筒3反循环阀图8常规测试管柱示意图2019/10/1329测试工作制度及开关井时间分配测试工作制度就是测试开关井的次数，主要依据测试目的来确定，目前常采用二开一关和三开二关，井底压力随时间变化的曲线特征，分别见图9和图10。开关井时间分配主要依据被测层段的电性、岩性及录井显示等特征来确定，它不仅关系到测试工期，而且还关系到能否取得合格的地层压力资料。地层测试技术简介（四）2019/10/1330图9齐古11井第4层实测压力温度曲线图2019/10/1331图10高101井第1层实测压力历史图2019/10/1332地层测试分类及应用地层测试按不同类型的井可分为裸眼井测试和套管井测试，裸眼井测试是钻井过程的测试。套管井测试是完井测试，它按测试方式又可分为常规测试（见图8）和跨隔测试（见图11），常规测试主要应用于分层上返试油和下返试油（见图12），跨隔测试应用于不封下部已射层段直接对上部层段进行试油测试（见图11）。地层测试技术简介（五）2019/10/1333待试层段下压托筒筛管封隔器锁紧接头内压托筒MFE上压托筒反循环阀已试层段图11套管井跨隔测试管柱示意图2019/10/1334待试层段压力计托筒1筛管封隔器锁紧接头压力计托筒2MFE压力计托筒3反循环阀已试层段图12下返试油套管测试管柱示意图2019/10/1335小结地层测试不但具有速度快、获得地层信息多的优点，而且具有适用性强的特点。地层测试可以根据资料录取要求，选择开关井时间，能够有目的地控制工期。地层测试在测试过程中，不会造成地层的二次伤害。地层测试更适合控制井或滚动探井试油。2019/10/1336选择试油方法的基本原则若只了解地层产能、液性，则可选择常规试油；若既要求取地层产能、液性，又要求取地层静压、温度，则必须选择地层测试。对于高凝油、稠油层试油，采用地层测试方法试油为最佳。深井及超深井试油，采用地层测试能够取得理想的效果。对于不封层上返及上下均有射开层段的待试层段试油，应该选择跨隔地层测试方法试油。对于不封层下返试油，采用单封隔器常规地层测试方法试油。