楊立龍，魏建飛，吳軒

（中海艾普油氣測試（天津）有限公司，天津 300452）

近年來，海上油田勘探步伐越來越快，礦區(qū)勘探不斷深入，取得了明顯成效，但是，高溫高壓領(lǐng)域具有成本高、風險大、作業(yè)難度系數(shù)高等特點，難以取得突破性進展。隨著經(jīng)驗的積累以及技術(shù)水平的提升，相關(guān)工作取得了重大突破。另外，高溫高壓油氣井的測試工作難度較大，易受到多種因素的影響，發(fā)生安全事故的風險較高。因此，對其測試工藝進行優(yōu)化，保證作業(yè)的安全性具有重要意義。

1 測試案例概述

目前，海上油氣田迄今發(fā)現(xiàn)的高溫高壓井主要分布在渤海灣深層潛山儲層及南海鶯瓊盆地等區(qū)域，在渤海已經(jīng)完鉆測試的具有代表性的兩口科探井BZ21-2-1(2011年4月）及BZ22-1-2的作業(yè)中，除了地層的高溫，出現(xiàn)了高CO2、CO及相當濃度的H2S，這兩口井的成功測試為渤海BZ19-6等區(qū)塊的高溫高壓井的測試作業(yè)打下了成功的基礎(chǔ)。

本文以BZ21-2-1井為例，井名為渤中21-2-1，鉆井平臺為HYSY936，類型為科學探索井，通過測量可知，井深為4883m，井底溫度為180℃，測試方式為中途測試與坐套管測裸眼，封隔器座封深度為4785m，測試液為原鉆井液，比重為1.38GS，液墊為海水。地面測試工藝包括15K井口設(shè)備由，常規(guī)油氣分離設(shè)備、全套硫化氫監(jiān)測處理工藝以及常規(guī)應(yīng)急關(guān)斷系統(tǒng)。井下測試工藝主要為15K井下工具，RD油管試壓閥、具備鎖開功能的選擇性測試閥以及7“XHP加強型機械坐封封隔器。

2 高溫高壓井測試的挑戰(zhàn)及地面測試存在的風險

2.1 高溫高壓井測試的挑戰(zhàn)

主要包括：（1）高溫風險。具體體現(xiàn)在平臺防噴器的耐溫性能、測試液的高溫穩(wěn)定性以及壓力傳導(dǎo)性、火工品的耐溫性能、井下工具設(shè)備耐溫性能、井下工具橡膠密封件耐溫性能、井下儀器電路芯片的耐溫性能等。（2）高壓風險。主要體現(xiàn)在平臺防噴器的耐溫性能、套管頭的承壓性能、井下工具的承壓性能、測試管柱的整體氣密性能、高壓條件下及高比重泥漿濾液及測試液的沖濁、高壓及低溫條件下的水合物生成風險、高壓條件下的井口泄漏風險等。（3）腐蝕流體風險。具體表現(xiàn)在平臺井控設(shè)備材質(zhì)的防腐性能、高濃度二氧化碳的電化學腐蝕、高濃度硫化氫的應(yīng)力腐蝕開裂、開放環(huán)境下的有毒害氣體的抑制與控制、腐蝕性流體的燃燒處理。另外，技術(shù)應(yīng)用不合理、施工工序不合理等也會導(dǎo)致風險增加。

2.2 高溫高壓井地面測試存在的風險

主要包括：（1）預(yù)警風險。如果不具備全流程實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，對突發(fā)情況缺乏充足的預(yù)警時間。（2）泄壓風險。如果未對加熱器、分離器安全泄壓流程進行校核，則會導(dǎo)致設(shè)備及安全流程產(chǎn)生泄壓過載。（3）關(guān)斷風險。發(fā)生突發(fā)情況，地面關(guān)斷系統(tǒng)響應(yīng)時間無法在數(shù)秒內(nèi)關(guān)斷。（4）費用風險。發(fā)生突發(fā)情況處理一次事故需要耗費一定的時間，導(dǎo)致費用增加。（5）設(shè)計風險。地面流程設(shè)計缺乏標準的設(shè)計與校核標準，因此，需要從本質(zhì)安全的角度規(guī)避設(shè)計風險。（6）決策風險。決策缺乏合理性導(dǎo)致風險增加，因此，需要有效提煉歷史案例，借鑒先進經(jīng)驗，充分發(fā)揮智能決策的優(yōu)勢。（7）總包技術(shù)性風險。需要細化甲方需求與專業(yè)設(shè)計的對接，滿足安全、質(zhì)量和時效的要求。

3 海上高溫高壓井測試工藝優(yōu)化

3.1 井下測試工藝設(shè)計要點

從管柱安全性方面進行考慮，測試管柱需要符合氣密要求，下入階段能夠隨時進行全管柱試壓。如果選擇負壓射孔工藝，測試管柱需要具備替換測試液墊的功能，以便形成負壓。管柱需要符合快速井下關(guān)井的要求以及測試完成后進行循環(huán)壓井的要求，另外，需要滿足遇阻情況下的解脫手段。從井下測試讀取資料方面進行分析，需要將井下壓力計設(shè)置在管柱中，管柱中可結(jié)合需要下入PVT取樣器，超高溫高壓井并不需要。從地面測試工藝及設(shè)計方面進行考慮，需要確保其滿足井口安全、腐蝕性介質(zhì)防護、地層流體的分離處理、計量及臨時儲存、流動保障以及地面流程監(jiān)測等要求。

3.2 建立全流程關(guān)鍵節(jié)點在線監(jiān)測系統(tǒng)

首先，需要建立新型地面流程多點壁厚、含砂在線及振動綜合監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的功能主要包括對高壓井口易沖蝕部位實施壁厚重點監(jiān)測、對高壓井口上游（流速較低）實施在線含砂監(jiān)測、對高壓井口及下游流速較高位置實施振動監(jiān)測。該系統(tǒng)需要根據(jù)井口流速計算安全極限，實現(xiàn)對高壓井口流程的安全在線監(jiān)測。其次，需要使用地面流程溫度及壓力在線綜合監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對地面全流程重點的分布式溫度及壓力在線實時監(jiān)測。最后，需要應(yīng)用有毒害氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對地面流程內(nèi)帶壓流體毒害（二氧化碳、一氧化碳、硫化氫）等多組分的在線實時監(jiān)測，同時，能夠?qū)崿F(xiàn)對地面流程外部可能泄露有毒害氣體的在線實時監(jiān)測。

3.3 對地面流程高風險段采取超壓過載保護措施

如果油嘴管和加熱器的壓力等級相同，并不需要采取超壓過載保護措施。對加熱器與分離器之前的流程段來說，多數(shù)情況下，兩者的壓力等級存在差異，也是常規(guī)流程極易忽視的一個部分，即便分離器具備安全閥，也需要在其進口部位加設(shè)流程安全閥，通常情況下，需要保持其壓力為1200Psi。

3.4 實現(xiàn)遠程按鈕在3～4s內(nèi)關(guān)斷

以往常規(guī)模式下，普通ESD系統(tǒng)關(guān)斷流程主要包括遠程按鈕、控制面板、觸動閥泄壓、液動閥關(guān)閉，需要花費19s。采用加強型電液ESD關(guān)斷系統(tǒng)后，從遠程按鈕到控制按鈕通過電信號進行傳輸，能夠瞬間傳達，其流程為遠程按鈕、控制面板、觸動閥泄壓、液動閥關(guān)閉，僅需4s便可完成，使用快速泄壓功能的觸動閥泄壓更迅速，有效提高了整個地面測試流程的應(yīng)急關(guān)斷效率，能夠?qū)?5s內(nèi)可能導(dǎo)致火災(zāi)或者爆炸的潛在事故降低為4s內(nèi)低風險流程微小泄漏。

3.5 基于本質(zhì)安全角度，實現(xiàn)井下管柱的全管柱試壓+正替液墊

在封隔器以下設(shè)置盲堵或者RD旁通試壓閥，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對測試閥以下工具的有效試壓，保證與封隔器相連接的一道工具扣可以進行試壓。在測試閥以上設(shè)置兩個RD旁通試壓閥，另外兩個旁通試壓閥設(shè)置不同的破裂盤破裂壓力，該方法能夠確保測試閥以上全部管柱可以試壓與正替液墊。如果需要對套管段進行測試，需要將上部RD旁通試壓閥球閥關(guān)閉，旁通孔打開入井；將下部RD旁通試壓閥球閥關(guān)閉，旁通孔打開入井。如果需要對裸眼段進行測試，需要將上部RD旁通試壓閥球閥關(guān)閉，旁通孔打開入井；將下部RD旁通試壓閥球閥倒置，關(guān)閉球閥，旁通孔打開入井，以防正替液墊的過程中對地層造成傷害。除此之外，也可以采取全管柱試壓+正替液墊+自動灌漿，測試閥以上設(shè)置RD旁通試壓閥，RD旁通試壓閥以上設(shè)置RD TST閥，也就是蝶閥結(jié)構(gòu)。兩者的區(qū)別在于后者上部RD旁通試壓閥改為RD TST閥。該方法的應(yīng)用能夠有效提高整個井下測試管柱的測試效率與質(zhì)量，包括封隔器上接頭在內(nèi)的全部測試工具與上部管柱，均可以有效試壓，下鉆過程中自動灌漿有助于加快下鉆速度，同人工灌漿相比，快速泵注液墊的效率更佳，能夠減少可能因管柱漏壓而導(dǎo)致的管柱內(nèi)輕比重液墊噴出井口對周圍環(huán)境造成的危害。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對海上高溫高壓井測試工藝進行優(yōu)化，能夠有效保證工藝的安全性和有效性，為測試作業(yè)的順利進行提供保障，達到測試目的，為勘探開發(fā)提供重要的支持。另外，優(yōu)化后的流程具有原測試工藝流程的簡潔性優(yōu)勢，不會對原工藝的功能造成影響，有效強化測試作業(yè)在勘探開發(fā)的作用。