負壓驗漏工藝在高壓氣井中的應用

張安治劉曉江宋明哲楊紹龍(.塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 84000；.中石化江漢石油工程有限公司巴州塔里木測試公司，新疆 庫爾勒 84000)

負壓驗漏工藝在高壓氣井中的應用

張安治1劉曉江2宋明哲1楊紹龍1(1.塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 841000；2.中石化江漢石油工程有限公司巴州塔里木測試公司，新疆 庫爾勒 841000)

塔里木盆地部分井井況復雜，具有超深(6000～8000m)，高溫(140～170℃)，高壓(110～125MPa)，高二氧化碳(含量0.3%～1.0%)等井況特征。在這些井況條件下施工作業(yè)，若井筒內(nèi)固井質(zhì)量不好，尤其是喇叭口有竄漏，可能導致地層與套管內(nèi)溝通，地層流體直接進入套管內(nèi)，嚴重影響后續(xù)施工進度，增加作業(yè)成本和工程安全隱患。本文通過對地層實際情況分析和對A井施工作業(yè)實踐總結(jié)，得出此類井況井喇叭口負壓驗漏的經(jīng)驗，并在其它類似井推廣應用。

超深高溫高壓；地層竄漏；負壓驗漏

1 鉆井期間驗漏

在A井轉(zhuǎn)試油前，必需對喇叭口進行正打壓以檢驗喇叭口是否有竄漏。

2 A井試油期間出現(xiàn)的問題

2.1 試油前的喇叭口檢驗情況

2011年12月11日04：15～05：05對5-1/2"尾管喇叭口試壓(試壓20MPa，穩(wěn)壓30min不降，試壓合格。

2.2 試油接井后出現(xiàn)的問題

2012年1月8日轉(zhuǎn)原鉆機試油。

1月10日用鉆頭通井管柱至6612.49m(5-1/2"喇叭口H6638.85m)，敞井觀察，無外溢。

1月27日下臨時完井管柱完，正替密度1.4的過渡漿10m3+密度1.06的隔離液8m3+密度1.4的有機鹽165m3，泵壓6MPa↗35MPa↘3MPa，排量2～6L/s，返出密度1.85的鉆井液133m3+混漿20m3+密度1.4的有機鹽12m3，靜止觀察，發(fā)現(xiàn)溢流0.3m3，立即關(guān)井，套壓由0↗24MPa。

1月28日關(guān)井觀察，套壓由24↗25MPa，正循環(huán)壓井泵入133m3，泵壓：18～20MPa，排量：5～18L/s，密度：1.85g/ cm3，控制回壓，泵入65m3時，出口見氣，點火焰高5～10m，共回收密度1.4的有機鹽126m3，正循環(huán)調(diào)整鉆井液排后效，泵壓18～20MPa，排量：10L/s，返出鉆井液密度1.70↗1.85，火焰至熄，開井觀察，出口無外溢。

2.3 原因分析

井筒原因：鉆進至目的層使用的泥漿密度較高，普遍在1.8g/cm3～2.0g/cm3左右，在小尺寸套管(5寸、5-1/2寸)中固井容易造成水泥漿與地層膠結(jié)較差，尤其是喇叭口附近的水泥環(huán)分布不均勻、薄弱等問題，都容易使地層與井筒內(nèi)連通，地層流體、壓力等直接進入井筒，造成井筒內(nèi)情況更加復雜。

地層原因：A井所屬地區(qū)普遍為超深高壓氣井，地層壓力系數(shù)較高，通常為1.8左右，個別區(qū)塊達到2.0以上，正打壓檢驗喇叭口時，即使地層與井筒溝通，在高壓地層情況下喇叭口有可能會出現(xiàn)驗漏時壓力不降，驗漏合格的假相，而當替換低密度壓井液時，在地層高壓的情況下，地層流體尤其是高壓氣體通過氣侵的方式進入壓井液，造成壓井液密度不斷降低，最終使井內(nèi)失去控制以至發(fā)生井涌，嚴重會發(fā)生井噴乃至井噴失控。

3 負壓驗漏的優(yōu)勢

3.1 負壓驗漏的施工原理

(1)試油接井后，在高密度的壓井液中下入負壓驗漏管柱，通過替入低密度的壓井液，造成管柱外壓井液密度高于管內(nèi)液柱壓力。若喇叭口有竄漏，地層流體會通過喇叭口直接進入井筒內(nèi)，并在負壓的作用下造成出口發(fā)生外溢，證明喇叭口固井不合格，有竄漏，應起出管柱，對喇叭口重新固井。

(2)由于油基泥漿與水基泥漿的特性及經(jīng)濟成本問題，對于不同體系的泥漿，需分別用不同的驗漏方法檢驗。

3.2 驗漏管柱

(1)在油基泥漿中驗漏管柱配置由上到下：井口控制頭+旋塞閥+鉆桿+RD安全循環(huán)閥+RD循環(huán)閥+RTTS封隔器+電子壓力計托筒+管鞋。

(2)在水基泥漿中驗漏管因考慮到成本可以直接用光鉆桿+銑齒接頭下入至喇叭口附近。

3.3 驗漏施工步驟

(1)油基泥漿中驗漏施工步驟

①下喇叭口竄漏管柱。

②替液：裝井口控制頭，用密度1.05g/cm3油基泥漿替出鉆桿內(nèi)泥漿，替液深度根據(jù)負壓測試壓差計算，一般控制在30MPa左右。

③坐封、驗封：關(guān)井口控制頭，旋轉(zhuǎn)管柱加壓坐封封隔器，環(huán)空打壓15MPa驗證封隔器密封性。

④放噴驗竄：打開井口控制頭，測試時間不少于5h；若控制頭出液，則喇叭口有竄漏；若控制頭不出液，則喇叭口無竄漏。

(2)水基泥漿中驗漏施工步驟

①下尾管驗喇叭口竄漏管柱。

②替液：裝井口控制頭，用密度1.05g/cm3的坂土漿+密度1.0g/cm3的清水正反頂替出鉆桿內(nèi)外泥漿，根據(jù)壓差30～32MPa計算坂土漿用量及替液深度。

③放噴驗竄：打開井口控制頭，測試時間不少于5h；若控制頭出液，則喇叭口有竄漏；若控制頭不出液，則喇叭口無竄漏，循環(huán)壓井后確認井內(nèi)平穩(wěn)后起出驗竄管柱。

4 負壓驗漏在其它井的應用

4.1 B井負壓驗漏應用簡況

(1)B井施工井況

B井設計井深5100.0m，完鉆井深5100.0m，人工井底5080.0m，泥漿體系：油基泥漿。

(2)B井施工工序

2013年1月23日對喇叭口試壓20MPa，穩(wěn)壓30min不降合格，1月28日轉(zhuǎn)原鉆機試油。

2月4日下5-1/2"套管刮壁器管柱完，并對井段4800～5080m反復刮壁3次。

2月6日下銑5-1/2"喇叭口管柱至完，底帶142mm銑柱+132×6-5/8"銑錐銑喇叭口及回接筒。

2月8日下5-1/2"喇叭口驗竄管柱完，管柱結(jié)構(gòu)從下到上：管鞋+2-7/8"EUE油管6根+電壓托筒+7-5/8"RTTS封隔器+3-7/8"RD循環(huán)閥+3-7/8"RD安全循環(huán)閥+提升短節(jié)+變扣+4"鉆桿，連接旋塞、控制頭及測試管線，并試壓50MPa合格后正替密度1.05油基鉆井液22m3，正轉(zhuǎn)管柱10圈，加壓220kN坐封7-5/8"RTTS封隔器，封位4404.3m，用3mm油嘴控制開井，油壓32.50MPa/10min，出液0.2m3，環(huán)穩(wěn)，喇叭口不竄。

4.2 C井負壓驗漏簡況

(1)C井施工井況

C井設計井深6944.0m，完鉆井深6905.5m，人工井底6850.0m，泥漿體系：水基泥漿。

(2)C井施工工序

2013年1月15日喇叭口試壓20MPa，穩(wěn)壓30min不降，喇叭口檢驗合格。

2月6日轉(zhuǎn)原鉆機試油。

2月12日下入銑錐對5-1/2”喇叭口進行磨銑。

2月19日下入光鉆桿，裝控制頭并連接管線試壓合格，反替密度1.05g/cm3坂土漿20m3+密度1.0g/cm3清水50m3，再正替密度1.05g/cm3坂土漿7m3+密度1.0g/cm3清水11m3，控制壓差32MPa然后用3mm油嘴控制泄壓，壓力由32↘0MPa，出液1.2m3，2月20日敞井觀察出液0.1m3，累計出液1.3m3后出口停止出液，驗竄結(jié)論：喇叭口不竄。

5 認識與建議

(1)對復雜井況井的施工作業(yè)，施工工序及入井工具種類較多，施工難度大，存在的施工安全隱患多，所以在試油施工前必須保證井筒安全。

(2)在鉆井期間雖然對喇叭口進行過正打壓檢驗作業(yè)，但由于固井質(zhì)量不合格、地層高壓以及地層流體氣侵等原因可能會造成檢驗結(jié)果正常的假相，但轉(zhuǎn)試油后替入低密度完井液時就會發(fā)生喇叭口竄漏，造成井筒極具安全風險，阻礙后期試油施工，嚴重時可能造成井噴事故。

(3)根據(jù)不同泥漿體系，通過優(yōu)化驗漏方案，得出油基泥漿與水基泥漿兩種驗漏方案，這樣既能有效檢驗喇叭口的真實竄漏情況，又能節(jié)約一定的施工成本。

(4)建議對類似復雜井況的勘探開發(fā)井，在轉(zhuǎn)試油后對喇叭口進行負壓驗漏作業(yè)，這樣能最大限度的消除這種很危險的安全隱患，對后期試油施工提供了強有力的安全保障。

張安治(1987- ),男，漢族，山東東營人，工程師，主要從事試油完井工程技術(shù)管理工作。