负压验漏工艺在高压气井中的应用

张安治刘晓江宋明哲杨绍龙(.塔里木油田公司，新疆 库尔勒 84000；.中石化江汉石油工程有限公司巴州塔里木测试公司，新疆 库尔勒 84000)

负压验漏工艺在高压气井中的应用

张安治1刘晓江2宋明哲1杨绍龙1(1.塔里木油田公司，新疆 库尔勒 841000；2.中石化江汉石油工程有限公司巴州塔里木测试公司，新疆 库尔勒 841000)

塔里木盆地部分井井况复杂，具有超深(6000～8000m)，高温(140～170℃)，高压(110～125MPa)，高二氧化碳(含量0.3%～1.0%)等井况特征。在这些井况条件下施工作业，若井筒内固井质量不好，尤其是喇叭口有窜漏，可能导致地层与套管内沟通，地层流体直接进入套管内，严重影响后续施工进度，增加作业成本和工程安全隐患。本文通过对地层实际情况分析和对A井施工作业实践总结，得出此类井况井喇叭口负压验漏的经验，并在其它类似井推广应用。

超深高温高压；地层窜漏；负压验漏

1 钻井期间验漏

在A井转试油前，必需对喇叭口进行正打压以检验喇叭口是否有窜漏。

2 A井试油期间出现的问题

2.1 试油前的喇叭口检验情况

2011年12月11日04：15～05：05对5-1/2"尾管喇叭口试压(试压20MPa，稳压30min不降，试压合格。

2.2 试油接井后出现的问题

2012年1月8日转原钻机试油。

1月10日用钻头通井管柱至6612.49m(5-1/2"喇叭口H6638.85m)，敞井观察，无外溢。

1月27日下临时完井管柱完，正替密度1.4的过渡浆10m3+密度1.06的隔离液8m3+密度1.4的有机盐165m3，泵压6MPa↗35MPa↘3MPa，排量2～6L/s，返出密度1.85的钻井液133m3+混浆20m3+密度1.4的有机盐12m3，静止观察，发现溢流0.3m3，立即关井，套压由0↗24MPa。

1月28日关井观察，套压由24↗25MPa，正循环压井泵入133m3，泵压：18～20MPa，排量：5～18L/s，密度：1.85g/ cm3，控制回压，泵入65m3时，出口见气，点火焰高5～10m，共回收密度1.4的有机盐126m3，正循环调整钻井液排后效，泵压18～20MPa，排量：10L/s，返出钻井液密度1.70↗1.85，火焰至熄，开井观察，出口无外溢。

2.3 原因分析

井筒原因：钻进至目的层使用的泥浆密度较高，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浆与地层胶结较差，尤其是喇叭口附近的水泥环分布不均匀、薄弱等问题，都容易使地层与井筒内连通，地层流体、压力等直接进入井筒，造成井筒内情况更加复杂。

地层原因：A井所属地区普遍为超深高压气井，地层压力系数较高，通常为1.8左右，个别区块达到2.0以上，正打压检验喇叭口时，即使地层与井筒沟通，在高压地层情况下喇叭口有可能会出现验漏时压力不降，验漏合格的假相，而当替换低密度压井液时，在地层高压的情况下，地层流体尤其是高压气体通过气侵的方式进入压井液，造成压井液密度不断降低，最终使井内失去控制以至发生井涌，严重会发生井喷乃至井喷失控。

3 负压验漏的优势

3.1 负压验漏的施工原理

(1)试油接井后，在高密度的压井液中下入负压验漏管柱，通过替入低密度的压井液，造成管柱外压井液密度高于管内液柱压力。若喇叭口有窜漏，地层流体会通过喇叭口直接进入井筒内，并在负压的作用下造成出口发生外溢，证明喇叭口固井不合格，有窜漏，应起出管柱，对喇叭口重新固井。

(2)由于油基泥浆与水基泥浆的特性及经济成本问题，对于不同体系的泥浆，需分别用不同的验漏方法检验。

3.2 验漏管柱

(1)在油基泥浆中验漏管柱配置由上到下：井口控制头+旋塞阀+钻杆+RD安全循环阀+RD循环阀+RTTS封隔器+电子压力计托筒+管鞋。

(2)在水基泥浆中验漏管因考虑到成本可以直接用光钻杆+铣齿接头下入至喇叭口附近。

3.3 验漏施工步骤

(1)油基泥浆中验漏施工步骤

①下喇叭口窜漏管柱。

②替液：装井口控制头，用密度1.05g/cm3油基泥浆替出钻杆内泥浆，替液深度根据负压测试压差计算，一般控制在30MPa左右。

③坐封、验封：关井口控制头，旋转管柱加压坐封封隔器，环空打压15MPa验证封隔器密封性。

④放喷验窜：打开井口控制头，测试时间不少于5h；若控制头出液，则喇叭口有窜漏；若控制头不出液，则喇叭口无窜漏。

(2)水基泥浆中验漏施工步骤

①下尾管验喇叭口窜漏管柱。

②替液：装井口控制头，用密度1.05g/cm3的坂土浆+密度1.0g/cm3的清水正反顶替出钻杆内外泥浆，根据压差30～32MPa计算坂土浆用量及替液深度。

③放喷验窜：打开井口控制头，测试时间不少于5h；若控制头出液，则喇叭口有窜漏；若控制头不出液，则喇叭口无窜漏，循环压井后确认井内平稳后起出验窜管柱。

4 负压验漏在其它井的应用

4.1 B井负压验漏应用简况

(1)B井施工井况

B井设计井深5100.0m，完钻井深5100.0m，人工井底5080.0m，泥浆体系：油基泥浆。

(2)B井施工工序

2013年1月23日对喇叭口试压20MPa，稳压30min不降合格，1月28日转原钻机试油。

2月4日下5-1/2"套管刮壁器管柱完，并对井段4800～5080m反复刮壁3次。

2月6日下铣5-1/2"喇叭口管柱至完，底带142mm铣柱+132×6-5/8"铣锥铣喇叭口及回接筒。

2月8日下5-1/2"喇叭口验窜管柱完，管柱结构从下到上：管鞋+2-7/8"EUE油管6根+电压托筒+7-5/8"RTTS封隔器+3-7/8"RD循环阀+3-7/8"RD安全循环阀+提升短节+变扣+4"钻杆，连接旋塞、控制头及测试管线，并试压50MPa合格后正替密度1.05油基钻井液22m3，正转管柱10圈，加压220kN坐封7-5/8"RTTS封隔器，封位4404.3m，用3mm油嘴控制开井，油压32.50MPa/10min，出液0.2m3，环稳，喇叭口不窜。

4.2 C井负压验漏简况

(1)C井施工井况

C井设计井深6944.0m，完钻井深6905.5m，人工井底6850.0m，泥浆体系：水基泥浆。

(2)C井施工工序

2013年1月15日喇叭口试压20MPa，稳压30min不降，喇叭口检验合格。

2月6日转原钻机试油。

2月12日下入铣锥对5-1/2”喇叭口进行磨铣。

2月19日下入光钻杆，装控制头并连接管线试压合格，反替密度1.05g/cm3坂土浆20m3+密度1.0g/cm3清水50m3，再正替密度1.05g/cm3坂土浆7m3+密度1.0g/cm3清水11m3，控制压差32MPa然后用3mm油嘴控制泄压，压力由32↘0MPa，出液1.2m3，2月20日敞井观察出液0.1m3，累计出液1.3m3后出口停止出液，验窜结论：喇叭口不窜。

5 认识与建议

(1)对复杂井况井的施工作业，施工工序及入井工具种类较多，施工难度大，存在的施工安全隐患多，所以在试油施工前必须保证井筒安全。

(2)在钻井期间虽然对喇叭口进行过正打压检验作业，但由于固井质量不合格、地层高压以及地层流体气侵等原因可能会造成检验结果正常的假相，但转试油后替入低密度完井液时就会发生喇叭口窜漏，造成井筒极具安全风险，阻碍后期试油施工，严重时可能造成井喷事故。

(3)根据不同泥浆体系，通过优化验漏方案，得出油基泥浆与水基泥浆两种验漏方案，这样既能有效检验喇叭口的真实窜漏情况，又能节约一定的施工成本。

(4)建议对类似复杂井况的勘探开发井，在转试油后对喇叭口进行负压验漏作业，这样能最大限度的消除这种很危险的安全隐患，对后期试油施工提供了强有力的安全保障。

张安治(1987- ),男，汉族，山东东营人，工程师，主要从事试油完井工程技术管理工作。