深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計

劉廣杰（中國石化中原石油工程有限公司井下特種作業(yè)公司蘇丹項目部,河南 濮陽 457164）

1 深井完井測試系統(tǒng)的概述

1.1 深井完井測試系統(tǒng)的基本構(gòu)成

通過分析研究多種深井測試系統(tǒng)，深井完井測試系統(tǒng)的基本構(gòu)成可以總結(jié)為以下幾個部分：1）聯(lián)頂管串。在進(jìn)行深井完井測試工作的過程中，所應(yīng)用到的核心結(jié)構(gòu)即為聯(lián)頂管串，這是深井完井測試特有的一個部分，其連接的是深井鉆井平臺和井口兩個部位，為測試環(huán)節(jié)提供了堅實的保障[1]。深井完井測試系統(tǒng)中的聯(lián)頂管串又是由多個其他的元件構(gòu)成，例如：深井測試樹、防噴閥、控制系統(tǒng)等等；2）鉆臺電液控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)的主要功能是對深井測試樹部件進(jìn)行調(diào)控，保證其能夠按照指令高效的完成相應(yīng)的任務(wù)，并結(jié)合開采工作的需要，保證各個開關(guān)閥門的正常工作。一旦出現(xiàn)意外狀況，電液控制系統(tǒng)還應(yīng)確保測試樹可以及時的撤離，而控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)建立在多個元件的協(xié)同運作基礎(chǔ)上；3）測試管柱。同普通環(huán)境下的完井測試結(jié)構(gòu)不同，位于深井井口之下的測試管柱結(jié)果相對復(fù)雜，是極其重要的一個部件。

1.2 深井完井測試管串的主要部件

對于針對深井鉆井應(yīng)用的鉆井裝置來說，鉆臺控制是構(gòu)成完井測試的兩個關(guān)鍵部分，此外，還涉及到地層測試儀、測試管柱及監(jiān)控系統(tǒng)。應(yīng)用的測試管柱結(jié)構(gòu)會隨著具體測試需求的變化而變化，應(yīng)結(jié)合實際的狀況進(jìn)行合理的選擇，但從整體的角度來看，在對深井完井進(jìn)行測試的過程中，所使用的測試管柱結(jié)構(gòu)有很大的相似性，而深井完井測試管柱的重中之重為測試管串[2]。

封隔器、深井測試樹、伸縮短接、測試閥和射孔點火裝置是組成深井完井測試管串的幾個關(guān)鍵部分，發(fā)揮著不同的作用。其中深井測試樹屬于一種臨時性設(shè)備，在完井測試中的多個環(huán)節(jié)都占據(jù)著極高的地位，為測試工作的順利進(jìn)行提供安全保障；測試閥起著控制測試管柱流體通道的作用，具有開、關(guān)雙向功能，其功能的實現(xiàn)應(yīng)以環(huán)空控制為基礎(chǔ)，在深井完井中測試閥中的球閥能夠通過活塞進(jìn)行一定程度的補(bǔ)償和控制，保持持續(xù)的閉合狀態(tài)。

2 深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

2.1 深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中必須要遵循以下三項原則：1）簡單實用原則。因為深井完井測試難度較大，在設(shè)計測試管柱時一定要做到結(jié)構(gòu)簡便，追求較強(qiáng)的實用性，最大限度的縮減連接部分，保障測試管柱的性能；2）安全性原則。完成深井完井測試所需的時間較長，應(yīng)用到的設(shè)備和儀器比較多，會消耗大量的資金，存在很大的安全隱患，這就要求必須要重視測試環(huán)節(jié)的安全性，嚴(yán)格控制每一個環(huán)節(jié)的操作[3]；3）快速高效原則。深井完井測試時間同成本投入有著直接的關(guān)系，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)的流程，按部就班的完成各項任務(wù)，盡量避免外界環(huán)境對深井完井測試管柱的影響。

2.2 深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

井口上測試管柱之所以能夠發(fā)揮作用，主要是依靠槽式懸掛器的作用，在測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中的測試設(shè)備必須要選用壓控的方式，盡量避免使用下放或上提這兩種類型的測試設(shè)備。

在測試管柱設(shè)計時，設(shè)計方法的應(yīng)用起到非常關(guān)鍵的作用，應(yīng)站在整體的角度，從測試技術(shù)、測試層形式及具體條件等角度進(jìn)行全方位的分析和考慮，選取最佳的設(shè)計方案，從根本上保證測試管柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計科學(xué)性和合理性[4]。但必須要注意以下設(shè)計要點：1)如果深井完井為水平井、斜井，應(yīng)借助環(huán)空加壓的手段進(jìn)行設(shè)計，而針對深井直井，除了以上方式外，還能夠采用機(jī)械式設(shè)備完成設(shè)計工作；2）測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計在應(yīng)用跨隔測試的方式時，需要使用封隔器的數(shù)量至少在兩個以上，可以分別發(fā)揮觀察測試層和封隔地層的作用；3）應(yīng)將電子壓力計設(shè)置在完井測試管柱的底部，從而滿足壓力測試的標(biāo)準(zhǔn)化要求，使實際測量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確；4）如果深井完井存在出砂的現(xiàn)象，并且砂量較多時，必須要對測試管柱中的油套環(huán)部位進(jìn)行處理，將一定量的礫石添加到管柱結(jié)構(gòu)中，以免砂石進(jìn)入其中；5）當(dāng)深井完井是裸眼井的情況下，應(yīng)保證管套附帶噴射功能，從而完成測試地層的工作。

3 結(jié)語

經(jīng)過對深井油田開采技術(shù)的不斷的探索，取得了一定的成果，但面對深井油氣開采工作的未來發(fā)展趨勢，僅停留在安全生產(chǎn)和開采質(zhì)量的基礎(chǔ)上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須要做出進(jìn)一步的研究。深井油氣開采應(yīng)用設(shè)備的成本投入較大，這就要求必須嚴(yán)格控制開采的時間，提高鉆井、完井的效率，實現(xiàn)提升整體經(jīng)濟(jì)效益。通過對深井完井測試管柱結(jié)構(gòu)設(shè)計分析，能夠更高的指導(dǎo)實際工作中完井測試環(huán)節(jié)的進(jìn)行，使我國深井工程設(shè)備的設(shè)計和開發(fā)更加完善，推動深井油氣資源勘探開發(fā)邁上一個新的臺階。

[1]竇益華,張福祥,王祖文,湛精華.試油井下管柱載荷測試器的研制及應(yīng)用[J].石油機(jī)械，2007(08).

[2]劉劍輝.大斜度高產(chǎn)氣井完井管柱完整性分析與控制技術(shù)研究[D].西安石油大學(xué)，2010.

[3]王祖文,林玉璽,竇益華.大慶油田高溫深井試氣井下管柱力學(xué)分析及應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2007(06).

[4]劉磊.高產(chǎn)氣井完井管柱動力學(xué)分析及安全評價與控制技術(shù)研究[D].西安石油大學(xué)，2011.