深井完井测试管柱结构设计

刘广杰（中国石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司苏丹项目部,河南 濮阳 457164）

1 深井完井测试系统的概述

1.1 深井完井测试系统的基本构成

通过分析研究多种深井测试系统，深井完井测试系统的基本构成可以总结为以下几个部分：1）联顶管串。在进行深井完井测试工作的过程中，所应用到的核心结构即为联顶管串，这是深井完井测试特有的一个部分，其连接的是深井钻井平台和井口两个部位，为测试环节提供了坚实的保障[1]。深井完井测试系统中的联顶管串又是由多个其他的元件构成，例如：深井测试树、防喷阀、控制系统等等；2）钻台电液控制系统。该控制系统的主要功能是对深井测试树部件进行调控，保证其能够按照指令高效的完成相应的任务，并结合开采工作的需要，保证各个开关阀门的正常工作。一旦出现意外状况，电液控制系统还应确保测试树可以及时的撤离，而控制系统功能的实现建立在多个元件的协同运作基础上；3）测试管柱。同普通环境下的完井测试结构不同，位于深井井口之下的测试管柱结果相对复杂，是极其重要的一个部件。

1.2 深井完井测试管串的主要部件

对于针对深井钻井应用的钻井装置来说，钻台控制是构成完井测试的两个关键部分，此外，还涉及到地层测试仪、测试管柱及监控系统。应用的测试管柱结构会随着具体测试需求的变化而变化，应结合实际的状况进行合理的选择，但从整体的角度来看，在对深井完井进行测试的过程中，所使用的测试管柱结构有很大的相似性，而深井完井测试管柱的重中之重为测试管串[2]。

封隔器、深井测试树、伸缩短接、测试阀和射孔点火装置是组成深井完井测试管串的几个关键部分，发挥着不同的作用。其中深井测试树属于一种临时性设备，在完井测试中的多个环节都占据着极高的地位，为测试工作的顺利进行提供安全保障；测试阀起着控制测试管柱流体通道的作用，具有开、关双向功能，其功能的实现应以环空控制为基础，在深井完井中测试阀中的球阀能够通过活塞进行一定程度的补偿和控制，保持持续的闭合状态。

2 深井完井测试管柱结构设计分析

2.1 深井完井测试管柱结构的设计原则

深井完井测试管柱结构设计过程中必须要遵循以下三项原则：1）简单实用原则。因为深井完井测试难度较大，在设计测试管柱时一定要做到结构简便，追求较强的实用性，最大限度的缩减连接部分，保障测试管柱的性能；2）安全性原则。完成深井完井测试所需的时间较长，应用到的设备和仪器比较多，会消耗大量的资金，存在很大的安全隐患，这就要求必须要重视测试环节的安全性，严格控制每一个环节的操作[3]；3）快速高效原则。深井完井测试时间同成本投入有着直接的关系，应按照标准的流程，按部就班的完成各项任务，尽量避免外界环境对深井完井测试管柱的影响。

2.2 深井完井测试管柱结构的设计方法

井口上测试管柱之所以能够发挥作用，主要是依靠槽式悬挂器的作用，在测试管柱结构设计的过程中的测试设备必须要选用压控的方式，尽量避免使用下放或上提这两种类型的测试设备。

在测试管柱设计时，设计方法的应用起到非常关键的作用，应站在整体的角度，从测试技术、测试层形式及具体条件等角度进行全方位的分析和考虑，选取最佳的设计方案，从根本上保证测试管柱结构的设计科学性和合理性[4]。但必须要注意以下设计要点：1)如果深井完井为水平井、斜井，应借助环空加压的手段进行设计，而针对深井直井，除了以上方式外，还能够采用机械式设备完成设计工作；2）测试管柱结构设计在应用跨隔测试的方式时，需要使用封隔器的数量至少在两个以上，可以分别发挥观察测试层和封隔地层的作用；3）应将电子压力计设置在完井测试管柱的底部，从而满足压力测试的标准化要求，使实际测量的数据更加准确；4）如果深井完井存在出砂的现象，并且砂量较多时，必须要对测试管柱中的油套环部位进行处理，将一定量的砾石添加到管柱结构中，以免砂石进入其中；5）当深井完井是裸眼井的情况下，应保证管套附带喷射功能，从而完成测试地层的工作。

3 结语

经过对深井油田开采技术的不断的探索，取得了一定的成果，但面对深井油气开采工作的未来发展趋势，仅停留在安全生产和开采质量的基础上已经远远不够，必须要做出进一步的研究。深井油气开采应用设备的成本投入较大，这就要求必须严格控制开采的时间，提高钻井、完井的效率，实现提升整体经济效益。通过对深井完井测试管柱结构设计分析，能够更高的指导实际工作中完井测试环节的进行，使我国深井工程设备的设计和开发更加完善，推动深井油气资源勘探开发迈上一个新的台阶。

[1]窦益华,张福祥,王祖文,湛精华.试油井下管柱载荷测试器的研制及应用[J].石油机械，2007(08).

[2]刘剑辉.大斜度高产气井完井管柱完整性分析与控制技术研究[D].西安石油大学，2010.

[3]王祖文,林玉玺,窦益华.大庆油田高温深井试气井下管柱力学分析及应用[J].大庆石油地质与开发，2007(06).

[4]刘磊.高产气井完井管柱动力学分析及安全评价与控制技术研究[D].西安石油大学，2011.