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1、井筒技术服务中心,井 下 试 油 知 识 与 工 艺,二一二年一月,井 下 试 油 知 识,一、试油工作的目的与任务二、试油工艺主要步骤与技术要求三、地层测试在试油中的应用,1.试油在勘探、开发进程中的地位 试油是找油工作预想的验证，是油井经济评价的重要依据。勘探圈定含油范围，提交储量，其重要依据之一是试油产量，产液性质和地层能量。开发的产能建设是依据试油成果编制开发方案，确定采油设施，同时在开发过程中提供增产工艺技术。为研究部门提供油藏评价与远景预测实际资料。,一、试油工作的目的与任务,2.任务之一：搞清地层产能提交在某种工作制度下地层产量，为下一步评价油气藏及开发油气藏提供依据。3.任务之
2、二：落实流体性质油气水分析及高压物性分析。4.任务之三：落实地层压力、温度、储层物性、污染状况。,一、试油工作的目的与任务,明确任务根据试油方案要求，编写施工设计。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,1、打开油层前的准备工作 1)通井 通井的目的一是清除套管内壁上粘附的固体物质，如钢渣、毛刺、固井残留的水泥等；二是检查套管通径及变形、破损情况；三是检查固井后形成的人工井底是否符合试油要求；四是调整井内的压井液，使之符合射孔要求。根据套管通径选用API标准通井规通至人工井底。对于裸眼、筛管完成的井，通至套管鞋以上1015m，然后用油管通至井底。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,2)洗井 洗井目的是
3、为了井筒干净，清除套管内壁上粘附的固体物质或稠油、蜡质物质，以便于下步施工；同时调整井内压井液使之符合射孔的要求，防止在地层打开后，污水进入油层造成地层污染。洗井液用量不少于2倍的井筒容积，洗井速率不小于0.5m/s，洗井期间不能停泵。将井内泥浆、污物及泥砂冲洗干净，达到进出口水质一致。机械杂质含量小于0.2%。对于裸眼、筛管完成的井，在洗井过程中发现较大漏失量，应立即停泵，另行研究措施。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,对低压井，应加入一定比例的地层保护液，洗井后，实探人工井底，当人工井底未达到深度要求时，应查明原因。洗井时应记录：时间、方式、深度、泵压、排量、洗井液性能，漏失量，油气显示和
4、井底深度。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,3)冲砂对于因井下有沉砂未达到人工井底或未达到要求深度的井，应进行冲砂。冲砂时应记录：时间、方式、深度、冲砂液性能、泵压、排量、漏失量、冲砂进尺、冲出砂量、油气显示和井底深度。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,4)试压 井筒试压目的一是检验固井质量；二是检查套管密封情况；三是检查升高短节、井口和环型铁板的密封情况。根据井身条件可进行增压试压或负压试压。采用清水增压试压，按目前试油规程，试压合格标准如下表。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,套管清水试压标准表,二、试油工艺主要步骤与技术要求,射孔前的压井液准备原则是压而不死，活而不喷。射孔的目的是沟通地
5、层和井筒，产生流体流通通道。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,2、打开油层（套管完成井）(1)原则既要保护套管不变形，又要有利油流的流出。(2)选择合适的枪型弹型和孔密。(3)选择合适的射孔方式 A:电缆射孔：适用于压力系数小于或等于1，油层物性差的地层，压井液可以常压或负压。B:无电缆射孔适用于压力系数大于1或高产油气井。(4)射孔质量要求:A：保证校深射孔。B：保证层发射率在80%以上，否则补孔。(5)射孔及射孔后的防污染问题。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,3、诱导油、气流 1)原则 在地层不遭受破坏的前提下，及时逐步消除非地层流体的干扰，逐步建立稳定工作制度。包括排出压井液，泥浆滤液
6、，施工液等，使地层产液能稳定流出。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,2)主要方法 A.降低压井液密度诱喷：用低密度压井液替出高密度压井液。如清水替CaCl2或泥浆液；用混气水替水。B.降低压井液高度诱喷：用提捞或抽汲方式降低压井液高度，以减少回压，适用于低压、常压地层；用吸液法（地层测试）；用气举法适用于抽汲有困难，无天然气的地层。C.利用地层能量控制诱喷法：选择合适的节流装置（如油嘴、针型阀）控制放喷，既要保护油层，又要排出压井液，适用于压力系数高的油气层或气层。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,3)排液合格的标准A排出液的数量标准：尽量排完井筒容积及入地层液。入地层液包括漏失液、酸化液、压
7、裂液等;B排出液的液性标准：必须接近地层产液性质。即使低产层也必须定性，说明产出液性质，如水的性质;C基本达到合理的、稳定的工作制度：如抽汲要定深、定时、定次。放喷要选出合理的油嘴等。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,4、求取结论数据（即求产）1)产量资料 A.油产量：必须考虑扣气泡，扣含水。当为低产油时（即环空未置换满油时），特别是大套管，必须进行环空油的分配。B.水产量：要正确扣出井容、入地层液量，如施工中有漏失也应扣出漏失量。C.天然气产量：在液气分离合理的情况下进行测气计量。测气流量计要符合标准。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,2)流体性质资料 油、气、水样在试油求产过程中一般分班采
8、样，但两个样品之间至少间隔4小时以上。取样器具清洁，样品新鲜，有代表性。一般要求探井每层取油、气、水样品各3个；生产井每层取油、气、水样品各1个。新井取油、水样品，无论提捞、抽汲或自喷井，都不能在量油池、土油池中捞取，必须从井口出油管线、放喷管线直接收集样品。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,(1)原油取样方法 试油井需将井内压井液及混合油排完后，在井口管线出口处或取样口处用取样筒取样。在取样口取样时，先放掉死油。取样筒必须清洁、无水、无油污和泥砂。取样数量：简易分析为500ml，半分析为1000ml，全分析1500ml以上。取样完毕，盖紧取样筒，贴好标签，标签上写明：样品名称、样品编号、取样
9、井号、井段、层位、取样日期、取样单位、取样人。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,(2)地层水取样方法 为了确定地层水水性、总矿化度及各种离子含量，一般要在水性质稳定后在井口管线出口处取样，取样瓶需保持干燥和清洁，宜用棕色玻璃瓶，不能用金属容器取样。取样数量：每次取样不少于300ml。取样完毕，盖紧取样瓶盖，贴好标签，标签上写明：样品名称、样品编号、取样井号、井段、层位、取样日期、取样单位、取样人。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,(3)天然气取样方法 待产量基本稳定后，用排水取气法取样。将取样瓶装满清水，倒置于取样水桶中（瓶中不得有气泡），连接好取样胶管，使天燃气放空12分钟后，将胶管插入水桶
10、中，稍排空气后，再插入取样瓶中，待瓶中余四分之一的水时，塞好瓶塞，从水中取出倒置存放。取样后应及时送样分析。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,(1)取样数量：每次取样不少于300ml。(2)取样完毕，倒置取样瓶，瓶内下部存水起隔离外部空气作用。(3)贴好标签，标签上写明：样品名称、样品编号、取样井号、井段、层位、取样日期、取样单位、取样人。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,(3)温度、压力、PVT取样资料 压力梯度、流压、静压、温度、高压物性分析。(4)地层参数资料 地层渗透率、表皮系数、探测范围。5、资料整理、上交、存档(1)编写施工地质总结，除按格式填写有关数据外，还应分析施工彻底性。提出
11、结论意见，下步工作意见。(2)整理原始资料装订成册，上交有关部门存档。,二、试油工艺主要步骤与技术要求,1、地层测试常用工具类型及常见测试类型 1)地层测试常用工具类型 MFE多流测试器：即我们最常用的一般测试工具（常用在陆地较低较高的产层）。全通径测试器：即我们所用的APR测试工具（常用在海上较高的产层，有时也用在陆地的高产层或易出砂的地层）。2)地层测试常见的测试类型 一般为裸眼井测试和套管井测试，套管井测试主要有常规测试；跨隔测试；传输射孔联作测试等。3)MFE多流测试器 多流测试器有三个主要部分组成：换位机构、延时机构和取样机构。,三、地层测试在试油中的应用,4)不同开关井的测试目的
12、在目前的地层测试过程中,按照不同的试油要求选择开关井方式。(1)一开一关:一般用的较少,针对比较松散地层（防止地层出砂）。(2)二开二关:对于大多数地层均采用二开二关井测试，一开的目的主要是排除井壁污染、井底污染物、取得地层压力，二开的目的是取得地层产量，二关目的求取地层参数。(3)三开放喷:对取得了二开二关资料后为取得稳定产量再次放喷。(4)三开抽汲:目的是针对中低产层（在二开过程中地层产出量较少）。由于二开测试时间短，地层产出量较少，液性、产量不具代表性，因此采用三开抽汲的方法求取地层的真实产量和液性。,三、地层测试在试油中的应用,常规测试工具(常规测试和跨隔测试),三、地层测试在试油中的
13、应用,2、地层测试典型卡片和展开曲线分析1)现场原始卡片分析,自喷井测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,两开两关测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,两开两关加三开抽汲测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,跨隔测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,多次开井打不开测试卡片（失败）,三、地层测试在试油中的应用,初关井重复动作测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,时钟停走测试卡片（失败）,三、地层测试在试油中的应用,工具内有砂造成多次关井关不住,三、地层测试在试油中的应用,三、地层测试在试油中的应用,封隔器失封（失败）,三、地层测试在试油中的应用,管柱漏失测试卡片,三、地层测试在试油中的应用,2)
14、实测压力历史曲线分析 实测压力历史曲线就是把现场实测卡片曲线展开了，也叫压力展开曲线。该曲线是经过室内读卡整理或电子压力计数据回放后的曲线，展开目的是分析起来方便、直观。从该曲线中可直观粗略的看出地层的渗透性好坏、地层压力的高低、压力衰竭、产量的大小、地层污染状况等。,三、地层测试在试油中的应用,地层有污染和高压低渗透型展开图,三、地层测试在试油中的应用,低压低渗透型,三、地层测试在试油中的应用,能量衰竭型展开曲线,三、地层测试在试油中的应用,3、地层测试过程中产量确定 在地层测试资料中产量的确定非常重要，产量的确定通常有两种方法，回收量折算产量和流压折算产量。在测试报告中一般都有两种方法折算
15、的产量，测试过程中如果管柱没有漏失或产量较高用回收量折算产量比较准确，测试过程中如果管柱有漏失则流压折算产量比较准确。1440V回收量 1)回收量折算产量 q=-tp 2)流压折算产量 146.838Vm(Pwf终-Pwf始)q=-tp其中：回收比重；Vm每米油管容积；tp开井时间,三、地层测试在试油中的应用,一、“TCP+JET”工艺技术二、“TCP+MFE+JET”工艺技术三、跨隔“TCP+MFE+JET”工艺技术四、“TCP+STV+JET”工艺技术五、压裂排液一体化工艺技术六、射孔压裂排液一体化工艺技术,井 下 试 油 工 艺,主要完成射孔和排液工序。管柱结构：自上而下 控制头+油管(
16、或钻杆)+校深短节+油管4根+水力泵+球座+通径压力计托筒(内置存储式电子压力计)+卡瓦式封隔器+筛管+减震器+油管4-6根+点火头+射孔枪。,油层,第一节、“TCP+JET”联作试油工艺,筛管,减震器,人工井底,托砂皮碗,定位短节,水力泵,点火头,通径压力计,封隔器,枪身,球座,油管传输射孔TCP(Tubing Conveyed Perforation)水力喷射泵 JET,一、“TCP+JET”联作试油工艺,联作施工程序,投泵芯水力泵排液,井筒准备,求产,射孔,结束,洗压井起出联作管柱,自喷求产,测液面、投球洗井,关井测压力恢复,喷,不喷,测井校深后，座封调整管柱并完成射孔枪，座好采油树，投
17、棒(或打压)点火射孔。,通井、刮削,将联作管柱下至预定位置,工具入井,排液,一、“TCP+JET”联作试油工艺,管柱功能及特点 本套管柱结构简单，成本低，射孔方式可以设计为投棒方式也可以是环空加压方式。射孔后可以利用这套管柱进行酸化或酸压施工，然后立即进行排液，即这套管柱可以实现“射孔-酸化-排液-测压”等作业。但不能准确求取地层渗透率、堵塞比等较详细的地层参数。另外，若想负压射孔，则必须在下枪前先负压。,一、“TCP+JET”联作试油工艺,管柱结构 油管挂(或控制头)+油管(或钻杆)+校深短节+油管3-4根+外滑套水力泵(+托砂皮碗)+油管1根+挡球短节+球座(带球)+油管1根+监测压力计托
18、筒+MFE+锁紧接头+(钻铤)+压力计托筒+安全接头+传压接头+P-T封隔器+连通孔+纵向减震器2+径向减震器+73mm油管4根+点火头+射孔枪。,多流测试器 MFE(Multi-Flow Equipment)可更换为全通径测试工具 APR,二、“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,开井投泵芯，水力泵排液求产,测试求产,射孔,结束测试,洗压井起出联作管柱,自喷求产,进行开关井操作，若不喷在终关井期间打开滑套洗井落实液性,喷,不喷,测井校深后调整管柱并坐封封隔器，使射孔枪对准目的层，环空加压射孔。,井筒准备好后，装好防喷器，将联作工具按设计的管串顺序下井预定位置,工具入井,水力泵排,TCP+
19、MFE+JET施工程序,二、“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,工艺特点 这套工艺技术集大孔径、深穿透负压射孔技术、地层测试技术和水力泵深排强排技术的优点为一体。即具有“射孔、测试和水力泵排液”三种功能试油(测试)管柱，同时可以利用这套管柱进行挤柴油或原油降粘剂等简单的解堵措施。,二、“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,工艺特点 球座的设计解决了排液期间中途停泵和泵排结束时，井筒液向油层倒灌问题及井下大量取样问题。这套工艺适用于低压层或稠油层等非自喷井的测试，尤其对曾在钻井、固井等施工过程中遭受漏失、污染，需要解堵措施或大量返排的油井。缺点是MFE不是通径的，测试期间容易被堵塞，造
20、成测试失败。同时这套管柱不能进行酸化等大型解堵措施。另外不能从油管下入压力计等试井工具至测试器以下作业。,二、“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,工艺分为跨隔上返和跨隔下返两种情况。A 跨隔上返工艺 跨隔上返三联作工艺技术就是一口井在试完一层油后上返试第二层时，无需封闭已试层，而是直接利用测试管串中的封隔器暂时封闭己试层，进行上部油层的射孔、测试及排液等工序的联作工艺技术。,人工井底,已试层,测试层,三、跨隔“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,B、跨隔下返工艺 当试油方案要求下返试油时，利用两级封隔器将己测试层隔开，单独对底部目的层进行射孔、测试及排液的工艺技术。这套工艺管柱中我们
21、采用液压延时点火头，利用已测试层的压力，完成自动加压射孔。解决了跨隔下返试油测试技术的点火问题。,人工井底,已试层,测试层,三、跨隔“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,1)完全有“TCP+MFE+JET”三联作试油测试工艺的优点.2)能够实现“封层、射孔、测试及排液”四种功能一体化联作施工。3)适用于稠油层或低压非自喷井的试油测试。,跨隔三联作工艺的优点：,三、跨隔“TCP+MFE+JET”三联作试油工艺,“TCP+MFE+JET”三联作试油测试管柱在5 1/2及以下套管中以及在大斜度井中很难实现“射孔、测试、酸化和排液”一体化施工且施工规模非常有限。针对这一问题，我们利用选择测试阀代替
22、多流测试器，设计了“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺(简称四联作)，完全实现了“射孔、测试、酸化(酸压)及排液”一体化联作施工。,油 层,选择测试阀,筛管接头,减震器,托砂皮碗,定位短节,水力泵,监测压力计,点火头,压力计,封隔器,枪身,传压孔,球座,人工井底,四、“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺,投球投泵芯，水力泵排液求产并测压,酸化(压),射孔,结束测试,洗压井起出联作管柱,自喷求产,进行环空打压开关井操作测试，获取地层自然产能及参数。,喷,不喷,测井校深、调整管柱并坐封，座井口，连接好地面流程，点火射孔。,井筒准备好(在油层部位替入射孔液)后，将联作管串下至预定
23、位置,工具入井,排液测压,测试求产,酸化(酸压)施工,泵排求产,先打开测试阀再打开滑套，水力泵排液求产,TCP+STV+JET施工工艺,四、“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺,“TCP+STV+JET”工艺管柱特点,人工井底,油 层,MFE与STV相比具有非通径和大斜度井中操作困难等缺点，而“TCP+STV+JET”工艺则完全弥补了以上缺点，实现了四种功能一体化联作施工。选择测试阀与常规APR测试阀相比，除了具有相同功能的通径测试开关阀外，在开井时不需在环空保持一定的压力，这样开井更加稳定。同时这种测试阀能够与水力泵配合使用。,四、“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺,A
24、、加压点火管柱特点 可以在井斜40-65的大斜度井中进行测试，缺点是传压孔以下工具不是通径的，所以虽然能够进行酸化施工但会对大排量酸压施工有一定的影响。另外若从地面下入直读压力计等试井仪器，则只能下至传压孔以上。,“TCP+STV+JET”管柱特点,油 层,人工井底,油 层,分加压点火和投棒点火两种工艺管柱：,四、“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺,B、投棒点火管柱特点 整套管柱中所有工具都是通径的，可以进行大排量酸压施工。可以从地面下入直读压力计等试井仪器到点火头位置。缺点是只能在井底井斜小于45的井中测试。两套管柱均可以采用73mm油管，也可以采用89mm油管或钻杆；尤其是当地
25、层需要酸压时一般采用89mm油管。,“TCP+STV+JET”试油管柱特点,四、“TCP+STV+JET”可酸化三联作试油工艺,1)管柱结构如图所示：如压裂层为深层高温井，则本套管柱需加伸缩接头。2)工艺特点：对水力泵进行了改进成为内滑套，水力泵筒在施工时能够承受高压。所以工艺能保护套管不承受高压，适用于上部有已射层或套管需要保护的压裂层。,五、压裂排液一体化工艺技术,3)施工工艺程序：管柱下至设计位置，封隔器座封，从油管打压对封隔器试密封性，以套管不返液为密封；压裂施工时套管可以适当打一定的平衡压力，以保护封隔器。压裂后放喷从油管生产，若不喷则反打压打开水力泵滑套，投球洗井，投泵芯排液。,五
26、、压裂排液一体化工艺技术,管柱结构如图：在压裂排液联作工艺基础上，配套形成了可压裂“TCP+JET”试油措施一体化联作工艺技术，实现了“射孔、测液面求产、压裂和水力泵排液求产”一体化施工。,六、射孔-压裂-排液一体化工艺技术,投投泵芯，水力泵排液求产并测压,压裂,射孔,结束测试,洗压井起出联作管柱,自喷求产,测液面，投可捞式压力计及球座装置，洗井落实液性后关井测压力恢复。,测井校深、调整管柱并坐封，座井口，连接好地面流程，点火射孔。,刮削后负压并将联作管串下至预定位置,工具入井,排液测压,求产,捞出压力计及球座装置，(丢枪)采用油管注入方式完成压裂。,一体化工艺程序,喷,不喷,六、射孔-压裂-
27、排液一体化工艺技术,射孔、压裂、排液一体化管柱可以求取试油层的自然产能、液性、压力等资料。适合于各类自喷井和非自喷的试油及措施改造作业，对于高压低渗及存在污染堵塞的地层可以进行不动管柱酸化(酸压)、压裂等大型措施改造作业。大大提高了试油-措施作业的效率。,管柱功能及特点,六、射孔-压裂-排液一体化工艺技术,可捞式压力计及球座装置是射孔结束后从井口投入的，具有单向流动和自动关井测压作用，在洗井或排液过程中阻止井筒液体进入地层，在一定程度上对油气层起到了保护作用；当测压结束后可以用试井钢丝捞出也可以把水力泵芯捞出，然后进行压裂施工作业。压后排液时可以再次投入。,管柱功能及特点,六、射孔-压裂-排液一体化工艺技术,可投捞式压力计可以获取地层压力等参数，但不能获取准确的堵塞比、有效渗透率等参数。对于试油层小于5m的油层，也可以不用丢枪装置，改为大孔筛管及套管保护装置。,管柱功能及特点,六、射孔-压裂-排液一体化工艺技术,1、若目的层试油措施以后还需要下返试油或放层投产，则因需要增加打捞射孔枪的工序而不适合使用该工艺。2、采用该工艺施工时，在措施改造之前若不能自喷，则不能通过洗井方式取得地层流体性质，只能通过下取样器捞样的方式来确定地层流体性质。3、应用该工艺时，不能确定射孔枪的发射率。,工艺局限性,六、射孔-压裂-排液一体化工艺技术,谢谢,
