油气井测试工艺新趋势及新技术介绍

翟振雨

（中国石油集团长城钻探工程有限公司测试公司，北京 100101）

1 油气井测试工艺新技术及其要点分析

1.1 TCP与DST联作测试技术

1.1.1 精选射孔器材工艺方法

在TCP 技术中，首先要根据油气井测试工程实际情况与具体测试要求，合理选择与之相适宜的射孔器材及射孔工艺，才能使得该新技术的优势效用得到充分发挥。以某高温高压油气井的完井测试为例，其井身结构采用244mm、175mm 和114mm 的三级套管，为有效保障测试安全同时尽可能避免出现射孔后卡枪等情况，可以选择使用73mm 射孔枪并将其抗内压设定在120MPa。根据射孔枪的具体尺寸及套管井段与地层温度，对射孔弹进行精选。例如：套管井段分别为114mm 与175mm 时，其相对应的射孔弹应当分别为73弹与127弹，如果射孔弹需要在不超过125℃的地层温度环境下滞留10h 以内，则建议选用RDX 射孔弹。如果地层温度在150℃以上，则建议选用HTX、HNS 等具有较高抗高温性能的射孔弹。在射孔工艺选用中，如果油气井地层压力系数超过1.4，则直接使用清水作为测试液垫即可。如地层压力系数只有大约1.2且地层较浅，则其液垫可选用柴油。在该高温高压油气井测试中，工作人员在立足实际的基础上，选用双火药延时点火头，井口正加压15MPa，等待2min 使得延时点火头完全起爆之后，进行井口卸压。此时，火药延迟时间为10min，工作人员将射孔枪引爆即可有效实现复压射孔。

1.1.2 合理优化测试管柱结构

1.1.2.1 优化联作测试管柱结构

考虑到高温高压油气井的特殊性，为防止其出现泄漏等问题，在优化联作测试管柱结构时，首先要合理选用测试油管，如在某高温高压油气井测试当中，根据其具体测试要求，工作人员最终选用的测试油管是89mm 抗硫材质扣油管，该种测试油管中借助圆锥体过盈配合形成线接触而负责主密封的螺纹，以及用于辅助密封的端面紧密接触共同构成，作为连接的丝扣呈斜梯形，同样可以有效加强油管密封。当前，在油气井测试中常用的测试工具主要包括MFE、HST 以及APR，其中前两者多用于裸眼井、低产套管井的测试，APR 则运用环空加压与卸压的方式实现开关井，其一般在高压或高产套管井测试中较为常用。此次在优化TCP 与DST 联作测试管柱结构中，设计使用EE 级别的防硫APR 硫测试工具，其内通径为57mm，有助于控制井底节流和地层流体阻力。配合使用RTTS 系列全通径测试工具，以及具有良好耐高温特性与抗硫材质的密封圈。

1.1.2.2 射孔测试酸化联作管柱

在TCP 与DST 联作测试新技术中，射孔和测试以及酸化联作，可以有效完成高温高压油气井测试工作。在其管柱结构优化设计中，管柱首端为气密封扣抗硫油管与伸缩节、下设钻铤与RD 循环阀，再设置放射性定位接头，继续下设钻铤与压力计托筒，依次设置RD 安全循环阀、滑套式放样阀以及LPR-N 阀，在加设另一个压力计托筒的基础上，分别设置RD取样器与液压循环阀。其下设置BJ 震击器与RTTS 系列的安全接头与封隔器，再设置减震器与筛管，最后分别设置两个压力延时点火头，其中间位置处设置射孔枪，最后与枪尾进行组合共同构成该联作测试管柱。经过优化后的管柱结构中，设计使用的RTTS 封隔器可以在长时间的高温高压条件下保持良好密封性，为后续射孔酸压施工创造良好条件。设置伸缩节则可以实现对管柱受热膨胀后的伸长量进行灵活调节，确保测试管柱安全可靠。在该管柱结构中，通过分别在径向与纵向上设置减震器，也可以在对压力计进行有效保护的同时，将射孔枪起爆对管柱造成的震动影响降至最小。

1.2 科学设定测试参数

1.2.1 射孔参数

为使得TCP 与DST 联作测试工艺技术可以在油气井测试中充分发挥自身优势效用，还需要相关工作人员根据实际情况，严格遵循相关技术规程规定，科学设定相应的测试参数。如在某高温高压油气井完井测试的射孔参数设定中，工作人员选用了穿深可达640mm 以上，孔径为8mm 的73射孔枪及相对应的射孔弹，将射孔相位角设定为60°，呈螺旋式布孔。孔密控制在每米20孔，射孔复压则设定在10～20MPa。针对工程中的175mm 套管井，工作人员则选择使用127枪弹，孔密控制在每米40孔，孔径为φ12mm，耐压值设定为140MPa。

1.2.2 管柱参数

对于高温高压油气井，在设定其测试管柱参数时，要对其进行强度校核。要求相关工作人员对包括套管强度、井内流体在内的各种因素以及可能引发管柱发生形变的因素进行充分考虑。借助专门的工具软件与测试系统高效精准地完成测试管柱强度校核，从而确保管柱安全可靠。如在该高温高压油气井中，油管尺寸为114mm 和89mm 时，当其下深均为4 500m，钢级与扣型均为L80和气密扣时，二者的抗内压分别为83MPa、71MPa，其抗外压则各为87MPa 与74MPa，两个油管的额定抗拉强度则分别为1 750kN 与920kN。二者抗拉安全系数分别为5.60与4.12.由于上述参数均与测试管柱强度校核要求值相符，因此，可直接将其作为该高温高压油气井测试中的测试管柱参数。

1.3 优化地面测试流程

1.3.1 优选控制头管汇台

如果预测最高关井井口压力不足35MPa，选用的管汇节流控制等级应当为一级，如果该井口压力值在35～70MPa，则选用的管汇节流控制等级应为二级，当预测最高关井井口压力在70MPa 以上，需使用三级管汇节流控制。在某高温高压油气井测试中，鉴于最高关井井口压力大约为30MPa，因此使用一级管汇节流控制，配合使用HH 级WOM 控制头，管汇台则为EE 级。

1.3.2 合理选定管线设备

在将TCP 与DST 联作测试技术引入油气井测试工程中时，也应当依照抗冲蚀产能对测试流程管线尺寸进行合理选择，从而确保测试的安全可靠。例如在某高温高压油气井中，当入口温度与相对密度分别为20℃和0.56时，在入口压力为2MPa的情况下，管线内径分别为62mm 与76mm 所对应的通过气量分别为70.2（104m³/d）与100.0（104m³/d）。在入口压力均为7MPa 且不改变管线内径的情况下，两种管线内径对应的通过气量分别可以达到139.0（104m³/d）与197.1（104m³/d）。而当入口压力达到10MPa 时，管线内径为62mm 与76mm 对应的通过气量则分别为169.3（104m³/d）和239.0（104m³/d）。由此可见该油气井选择使用89mm 管线，其通过气量与规定要求相符，可有效帮助完成油气井测试工作。

1.3.3 加强安全监测管控

在油气井测试中，以TCP 与DST 联作测试技术为代表的新工艺技术在对测试进行监测与管控时，其主要运用信息化的数据采集系统完成包括温度、压力等在内的各项信息数据的实时采集。与此同时，通过将智能监控装置安装在井口等关键位置处，可以对其进行全程、不间断监控，一旦监测发现实测值与规定参数值不符，将会自动发出报警信息提醒操作人员注意。如该高温高压油气井在监测与管控测试过程时，一方面，使用专业仪器设备如巴顿记录仪、高精度流量计等，配合使用信息化数据采集系统，用以实时采集各项监测信息数据，及时发现其中的异常情况并有针对性地进行科学处理。另一方面，在局域网的作用下，通过将ESD 系统即紧急关闭系统引入油气井测试中，一旦监测出现异常情况，该系统可迅速将上游压力源自动截断，关闭液压安全阀并自动切断井内流动，避免影响测试工作的正常进行。

1.3.4 科学优化地面流程

在油气井测试新工艺技术中，多选用EE 级地面流程。在该流程中，井口控制头或是采油树直至燃烧器，可全程实现完全密闭，从源头上避免出现泄漏问题。例如在某高温高压油气井测试中，分别采用105MPa 和35MPa 的高压与低压管线，在主流程中配置有全套数据采集系统、法兰管线以及分离器等，该地面测试流程的主要构成包括井口控制与节流系统、分离与计量系统、数据采集系统等。

2 油气井测试工艺新技术的未来发展趋势

2.1 工艺更加智能化

在我国科学技术水平的逐步提升下，未来油气井测试工艺技术将更加智能化、信息化，可以更好地满足多样化的油气井测试需求，并保障测试结果的真实、精准。

（1）可以根据实际测试需要，采用更多专业的智能化监测仪器设备与智能测试工具，将其下入至井筒内，用以实时监测获取压力、温度等在内的各项信息数据。

（2）可以运用如PLC 即可编程控制技术在内的智能化控制技术，对井下设置的各个测试工具进行自动、智能控制，使其能够在自动完成各项信息数据的监测与采集之后，可以直接反馈至控制中心，依托数据库等工具软件对其进行深入挖掘与分析，以便帮助工作人员全面了解油气井测试情况，制定出正确的决策决议。

2.2 功能更加多样化

未来我国油气井测试工艺技术还将朝着功能多样化的方向继续发展。例如：上文提及的TCP 与DST 联作测试技术，便是通过将射孔与酸化等工艺进行有机整合，并根据油气井实际测试要求，根据相关技术规程规定对联作测试管柱结构进行优化设计。配合使用性能强大、功能完善的各种现代测试设备，如可以同时具备除砂器功能与三项分离器功能的多项分离器，兼具油管试压法、压力计托筒等功能的智能测试阀等，进而在有效管控井下开关井的同时，也可以随时随地完成地层压力与温度等重要测试数据的采集，为油气井勘探开发等提供真实可靠的参考依据。

2.3 要求更加严格化

在我国大力提倡绿色可持续发展理念下，对于油气井测试的要求也将愈发严格。为了实现绿色油气井建设与发展，其各项测试工艺技术也将朝着绿色、安全、可持续的方向发展。例如：选用的各项测试工艺技术均要与国家规定的安全环保要求相符合，在现场使用油气井测试新工艺技术时，需要为其配置齐全的各项安全环保设施设备，同时，工作人员也需要定期对油气井测试展开安全环保检查。

3 结束语

综上所述，在实际开展油气井测试时，相关工作人员应当充分结合项目实际与具体测试需要，认真遵循国家相关规定及标准要求，合理选择与之相适应的油气井测试工艺技术，并对其中的各项关键要点进行严格控制。未来，我国还需要继续加强对油气井测试工艺技术的开发与研究力度，探索更多智能化、功能多样且具有较高安全可靠性的绿色油气井测试新工艺技术，由此获得更理想的油气井测试成效。