試油工作就是利用壹套專門的設備和方法,對通過鉆井取芯,測井等間接手段初步確定的油、氣、水層進行直接測試,並取得目的層的產能、壓力、溫度和油、氣、水性質等資料的工藝過程。
試油的主要目的在於確定所試層位有無工業性油氣流,並取得代表它原始面貌的數據,但在油田勘探的不同階段,試油有著不同的目的和任務。概括起來,主要有以下四點: 壹口井完鉆後即移交試油,試油隊接到試油方案,首先必須做好井況調查,待立井架、穿大繩、接管線、排放丈量油管等準備工作之後,就可以開始施工。壹般常規試油,比較完整的試油工序包括通井、壓井(洗井)、射孔、下管柱、替噴、誘噴排液、求產、測壓、封閉上返等。當壹口井經誘噴排液仍未見到油氣流或產能較低時,壹般還需要采取酸化、壓裂等增產措施。
1.通井
壹口井試油前壹般要求下通井規通井。通井規外徑小於套管內徑6~8mm,大端長度要求不小於0.5m。壹般要通至射孔油層底界以下50m,新井要通至人工井底,老井及有特殊要求的井要按工藝設計施工。
2.壓井、洗井
⑴壓井
壓井的目的是把井下油層壓住,使其在射孔或作業時不發生井噴,保證試油和作業安全順利地進行。同時又要保證施工後油層不因為壓井而受到汙染損害。壓井時若壓井液密度過大,或壓井液大量漏入油層,少則影響油層的正常生產,延長排液時間,嚴重者會把油層堵死,致使油層不出油。如果壓井液選擇的密度過低不能把油層壓住,在施工中會造成井噴。因此,施工中應當註意合理選擇壓井液的密度和壓井方式,使壓井工作真正做到“壓而不死,活而不噴,不噴不漏,保護油層”。
①壓井液選擇
根據油層穩定靜壓值計算壓井液密度。
對新井試油作業,可按鉆開油層時的泥漿密度壓井。
②壓井方法
現場常用的壓井方法主要有灌註法、循環法和擠壓法。
灌註法:即往井內灌註壹段壓井液就可以把井壓住。對壹些低壓低產油層上返試油時采用。
循環法:這種方法現場應用較多。它是把配好的壓井液泵入井內進行循環,將密度大的液體替入井筒,從而把井壓住。循環壓井法按進液方式不同又分正循環和反循環兩種工藝。正循環壓井的優點是對油層回壓小,相對來說對油層汙染小,缺點是對高油氣比井、氣井、高產井,壓井液容易氣浸而造成壓井失敗。反循環壓井,壹般現場采用較多,尤其對壓力產量較高的井比較適用。壹開始先循環清水,然後大排量反循環泥漿,當泥漿進油管鞋時,控制井口,直到進出口泥漿性能壹致,壓井容易壹次成功。反循環的缺點是對油氣層回壓大,相對來說對油層汙染較嚴重。施工中若循環不通,嚴格禁止硬蹩,將泥漿擠入油層。
擠壓法:對事故井或井內無油管井不能構成循環時,常用此法。方法是先打清水墊子,然後用泥漿擠壓,泥漿擠入深度應在油層頂部以上50m,擠完關井壹段時間後,開井放噴,觀察壓井效果。重復擠壓時必須將前次擠入泥漿噴凈後進行。
⑵洗井
洗井就是將油管下入壹定深度,然後把洗井液泵入井內,在油管與套管環形空間構成循環,不斷沖洗井壁和井底,把臟物帶出地面,保證井筒和井底的清潔。在清水壓井射孔前、壓裂或酸化等增產措施施工前、打水泥塞(註灰)前、油層砂埋或井底沈砂較多時均要洗井。
洗井方式通常采用正循環和反循環洗井兩種。正循環洗井沖洗強,容易沖開井底臟物和沈砂,但洗井液在環形空間上返速度慢,因而攜帶臟物能力較小。反循環與正循環相反,沖洗能力弱,攜帶臟物的能力強。但對油層的回壓大,不利於保護油層。
選擇哪種洗井方式較好,是根據油井的具體情況和設計要求而選擇,有時正反循環結合交替洗井,采用正循環沖開井底沈積泥砂、水泥塊等,再采用反循環將臟物帶出。
洗井過程也和壓井壹樣,應該註意可能發生的現象,及時分析和判斷作出相應的措施。如洗井時遇有較大漏失應立即停止洗井。
3.射孔
射孔就是用電纜或油管將專門的井下射孔器送入套管內,射穿套管及管外水泥環,並穿進地層壹定深度的井下工藝過程。
射孔的目的是建立地層與井眼的流通孔道,使地層流體進入井內。
常用的射孔方式有普通射孔、過油管彈射孔和無電纜射孔。勝利油田常用的射孔器類型有57—103、73、85、51型及勝利油田生產的SSW-78型過油管彈等。
⑴普通射孔
這種射孔方式是相對過油管彈射孔而言。就是壓井後起出井內油管,再下入射孔器在套管內射孔的方法。常用的槍型是57—103、85、73型等有槍身射孔器,射孔深度是根據油層和套管接箍來確定射孔油層的準確深度。
采用普通射孔時,井筒內必須灌滿壓井液。射孔前必須裝上防噴裝置,如防噴閘門等。
⑵過油管彈射孔
過油管彈射孔是壹種不壓井射孔工藝。它是將尾端帶有喇叭口的油管下到所需射孔井段以上,然後將射孔器從油管下入,經喇叭口下入到油層井段位置,進行射孔。
采用過油管彈射孔時,井口上裝有液壓防噴盒,不需要泥漿壓井,而且壹般可以做到負壓射孔,減少射孔中壓井液對油層汙染。對壹些低壓油層,為了做到負壓射孔,可采用降低井內液柱的辦法。使靜液柱壓力低於地層壓力,從而達到負壓射孔。
采用過油管彈射孔,油管底部必須下有喇叭口,且喇叭口外徑不得小於100mm,內徑85~90mm,並且須有圓角。油管下至油層附近短套管以上30~50m。
⑶無電纜射孔
無電纜射孔又稱油管輸送式射孔,是在油管柱尾端攜帶射孔器下入井內進行射孔的壹種方法(簡稱TCP)。其原理是根據油井所要射孔的油氣層的深度、位置,用有槍身射孔器全部串連在壹起聯接在管柱的尾端,形成壹個硬連接的管串下入井中。通過在油管內測得放射性曲線或定位短節方法,確定射孔井段,然後引爆。為了實現負壓射孔,在引爆前可以通過降低井內液面或打開事先下人的封隔器下的通道口閥,使射孔井段液柱壓力低於地層壓力,以保護射開的油氣層。
4.下管柱
壹個油層經射孔打開後,要及時下入測試管柱。按井下情況,施工設計要求的不同,管柱結構分光油管、封隔器、測試儀等幾種管柱類型。
⑴光油管管柱
下光油管底部應帶十字架或防掉工作筒。設計要求用過管彈射孔的井,油管底部要帶喇叭口。油管深度在正常情況下,應完成於油層中上部。射開厚度很小時可完成在油層頂部。裸眼完成井壹般油管完成在套管鞋底部。
⑵封隔器管柱
①單封隔器管柱試油
現場使用時有兩種管柱結構:壹種是用單封隔器帶篩管進行單層試油,封隔器卡在已試油層和待試油層之間,管柱底部帶絲堵,篩管對準油層。另壹種是用單封隔器帶配產器分試兩層,投撈堵塞器分別測試兩層。
②雙封隔器管柱分層試油
下入雙級封隔器將射孔層分隔三層,對三個油層投撈堵塞器分別測試。
除上述兩種封隔器分層試油管柱外,還可下三級封隔器分試三層、四層油層。由於投撈工序麻煩,油田很少用。
管柱下入深度要求:預計不出砂層,各級配產器下至油層中部或頂部。預計可能出砂層,封隔器盡量靠近測試層底界,各級配產器緊接在封隔器之上。
③地層測試管柱
裝好各種儀表、測試工具,按測試管柱順序連接下入井內。下鉆過程中要輕提慢下,嚴禁猛剎猛放,防止封隔器中途座封,確保測試閥始終保持關閉狀態。
管柱下入預定的位置後,裝好井口控制頭和地面管線,加壓座封封隔器。
5.誘噴
無論是射孔井還是裸眼井,試油前井內壹般都充滿著泥漿或其他壓井液,因而油層與井底之間沒有油氣流動。只有經過誘噴排液,降低井內液柱對油層的回壓,在油層與井底之間形成壓差,使油氣從油層流入井內,才能進行求產、測壓、取樣等測試工作。
誘噴排液常用的方法有替噴,抽汲、氣舉、混排、放噴等。不管采用哪種方法,其實質都是為了降低井內液柱高度和減小井內液體密度。
⑴替噴
替噴就是用密度較小的液體將井內密度較大的液體替換出來,從而降低井內液柱壓力的方法。壹般現場常用清水替出泥漿,有時為了保護油層,也采用輕質油進行替噴。替噴方法有壹次替噴和二次替噴。
①壹次替噴法把油管下到距人工井底以上1m左右,用清水把泥漿壹次替出,然後上提油管至油層中部或上部。這種方法只適用於自噴能力不強,替完清水到油井自噴之間還有壹段間歇,來得及上提油管的油井。
②二次替噴先將油管下到距人工井底以上1m左右,替入壹段清水把泥漿替到油層頂部以上,然後上提油管至油層中部裝好井口,最後用清水替出油層頂部以上全部泥漿。這種方法適用於替噴後即可自噴的高壓油井。
⑵抽汲
經過替噴後,油井仍不能自噴時,可采用抽汲法進行誘噴排液。
抽汲就是利用專門的抽子,通過鋼絲繩下入井中上下往復運動,上提時把抽子以上液體排出井口,同時在抽子下部產生低壓,使油層液流不斷補充到井內來。抽汲時是用壹部通井機上纏鋼絲繩,鋼絲繩通過地滑車、天車再與繩帽與加重桿連接,加重桿下接抽子,這樣就構成壹套抽汲系統。
勝利油田抽汲用的抽子主要是兩瓣抽子。
⑶氣舉
清水替噴後,油井仍不能自噴。也可采用氣舉誘噴。氣舉法就是利用壓風機向油管或套管內註入壓縮氣體,使井內液體從套管或油管中排出。
①普通氣舉法分正舉和反舉。正舉就是利用壓風機從油管內註入高壓壓縮氣體,液體從套管返出。反舉就是高壓壓縮氣體由油套管環空間進入,液體從油管返出。
②氣舉孔氣舉法為了加快排液速度,深井試油可利用氣舉孔氣舉法排液。氣舉孔氣舉法就是根據井深和液面高度以及壓風機的排量和工作壓力,在油管的不同深度配上帶有不同小孔徑的短節,將井內液體分段舉出。施工時,用壓風機向套管註入高壓壓縮氣體,當壓縮氣體到達氣舉孔深度時,壹部分氣體從小孔進入油管,使油管內液體混氣降低密度。與此同時,壹部分壓縮氣體繼續下行頂替套管中的液體,當油管內混氣達到壹定程度時,在氣流攜帶下將液體噴出,這樣逐級分段將井筒液體排出。
③氣舉加抽汲法利用套管氣舉,油管同時進行抽汲的舉抽混合排液法也是現場行之有效的排液方法。使用時應註意邊舉邊抽,連續排液;井淺和管柱帶有氣舉孔時,註意防止舉通時頂抽子事故發生。
⑷混氣水排液
混氣水排液是通過降低井筒內液柱密度的方法來降低井底回壓。其方法是從套管用壓風機和水泥車同時註氣和泵水,替置井內液體。由於氣量和水量的比例不同,註入的混氣水密度就不壹樣。使密度從大到小逐級註入,井底回壓也隨之逐漸下降,從而在地層和井底間建立足夠壓差,達到誘導油流的目的。
⑸放噴
壹口井經排液誘導自噴後,即可進行放噴。放噴的目的是排除井筒積液,使油層暢通達到正常出油。根據油層產能高低可采用井口閘門或裝油嘴控制、油套管倒換放噴。放噴中若發現油層出砂,應立即裝油嘴控制。放噴合格標準為:
⑵非自噴井求產
非自噴井根據油層供液能力大小和流體性質不同,可選用抽汲和氣舉法求產。
①抽汲求產按地層供液能力大小采用定深、定時間、定次數進行抽汲,使動液面始終保持在壹定深度。這樣連續求得兩天的油水穩定產量及油水分析樣品,產量波動範圍小於20%。
②氣舉求產把油管完成在某壹位置,采用定深、定時、定壓氣舉,求得油層產液量。氣舉周期由油層供液能力確定。連續求得兩個日周期以上產量。
對稠油井可將油管提到壹定位置,用熱水將原油替出計量,然後用壓風機將油管鞋以上水掏空,等液面上升後再替出原油來計量,連續註得三個周期產量。此法只能粗略求得近似產量,地層是否出水無法落實。
⑶低產井求產
低產井是指低於工業油流標準的井,由於地層供液能力差,采用上述非自噴井求產方法有壹定困難。壹般要求這類井經混排、舉抽後,將液面降至要求掏空深度範圍內,可采用測液面配合井底取樣的方法確定產能。
①根據液面上升計算產液量
②進行井下取樣落實水性
③反洗井計量產油量
7.測壓
測壓是測試的壹個重要環節,自噴井求產合格後,下壓力計測流壓,然後關井測壓力恢復,壓力恢復穩定則不再測靜壓,否則再下壓力計補測靜壓。非自噴井根據要求,求產前或求產後等井口壓力恢復穩定,需下壓力計實測油層靜壓。
8.封閉上返
壹個試油層試油結束後,若需封閉上返其他層位時,可按井下情況和方案要求確定上返方法。壹般應盡量使用井下封隔器。除此以外常用的封閉方法有註灰、填砂壓膠木塞、橋封、電纜式橋塞等。
註灰是目前分層試油中封閉水層最常用的方法。作法是將油管下至預計水泥塞底界,將計算好的水泥漿替到預計位置,然後上提油管到預計水泥塞面反循環,將多余的灰漿沖洗掉,最後上提油管,關井候凝。
為了保證施工安全,提高註灰成功率,註灰時井下應清潔,液面平穩無氣侵、無漏失。灰漿嚴格按試驗配方配制並攪拌均勻。替灰漿用的液體應與井內液體密度壹致,並要準確計量,替完水泥漿後應上提油管至要求水泥塞面以上1m左右反循環洗井。反洗後上提油管不少於50m(5根)。註灰後的口袋壹般不少於10m。試壓時,清水正加壓12MPa,或泥漿正加壓15MPa,30min壓降小於0.5MPa為合格。