朱克祥

（中石化江漢石油工程有限公司井下測(cè)試公司，湖北 武漢430040）

建南地區(qū)的含硫化氫天然氣氣井由于地層壓力虧空，經(jīng)常給修井時(shí)的壓井施工作業(yè)帶來(lái)困難，加大了井控的安全風(fēng)險(xiǎn)。在以往大多采用“灌飽”的方式給地層不斷補(bǔ)充壓井液，即便是順利完成了施工作業(yè)，但是氣井的產(chǎn)能卻下降了。針對(duì)建南地區(qū)的天然氣井，急需一個(gè)既能保證施工作業(yè)中的井控安全，又能盡可能少灌注壓井液的施工作業(yè)方法。因此，本文提出了EM液面監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)壓井技術(shù)。

1 井下動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)技術(shù)

施工作業(yè)中井控安全是非常重要的。由于地層的虧空，循環(huán)入井的壓井液常因?yàn)樨?fù)壓而不會(huì)反出地面，而在井筒的某個(gè)深度相對(duì)穩(wěn)定成為井下液面。在沒(méi)有動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)技術(shù)之前，人們無(wú)法獲知井下動(dòng)態(tài)液面的變化，不能做到以合理的壓井液、合理的方式進(jìn)行灌注，為了抑制地層流體的上竄，往往采用高密度壓井液過(guò)量地進(jìn)行灌注，這樣的做法對(duì)地層的傷害非常大。

動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)的目的相當(dāng)于用眼睛看井下液面的變化狀況，解決了漏失井環(huán)空液面的控制問(wèn)題，可以確定合理的灌注密度、灌注量以及灌注時(shí)間。同時(shí)，對(duì)井筒動(dòng)態(tài)液面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)從井口轉(zhuǎn)移到井下，提高了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油氣井控制的能力，能夠科學(xué)地進(jìn)行灌注作業(yè)，準(zhǔn)確地計(jì)算地層壓力，確保井控安全、降低儲(chǔ)層污染和節(jié)約壓井液。

常用的液面監(jiān)測(cè)方法有下鋼絲帶電子壓力計(jì)監(jiān)測(cè)和地面聲納液面監(jiān)測(cè)，前者需要專(zhuān)用帶鋼絲車(chē)輛，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、存在安全隱患、不能監(jiān)測(cè)環(huán)空液面；后者準(zhǔn)確性不高、壓力高時(shí)就無(wú)法監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)的要求是：誤差小；滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求；操作簡(jiǎn)便、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)沒(méi)影響；能監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)液面；氣侵關(guān)井時(shí)，能進(jìn)行高壓監(jiān)測(cè)。EM液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基本符合了現(xiàn)場(chǎng)施工的多方面要求。

EM液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理（圖1）是：①發(fā)射信號(hào)：發(fā)射槍通過(guò)壓差產(chǎn)生聲波在井筒中傳播、反射；②接收處理：EM液面監(jiān)測(cè)儀接收反射信號(hào)并分別處理；③信號(hào)解釋?zhuān)河?jì)算液面深度。

圖1 EM液面監(jiān)測(cè)工作原理圖

2 井況介紹

J35－5井是開(kāi)發(fā)井，完鉆井深4 155m。預(yù)測(cè)其地層壓力26.34MPa、溫度92.5℃。該井酸壓后投Φ56.5mm球打壓3次，均未打開(kāi)連通閥。分析認(rèn)為：球卡在滑套上，導(dǎo)致油管流動(dòng)通道及循環(huán)通道不通。采用套管生產(chǎn)方式投產(chǎn)，投產(chǎn)時(shí)油壓0MPa，套壓11.9MPa，在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)氣量基本保持穩(wěn)定，日均產(chǎn)氣量6.95×104m3，間斷性產(chǎn)少量水。

2011年12月，該井在進(jìn)行更換管柱施工作業(yè)時(shí)鋼絲在井口處提斷。不壓井作業(yè)起油管時(shí)，由于含硫氣井對(duì)不壓井設(shè)備的材質(zhì)要求較高，現(xiàn)有作業(yè)設(shè)備抗硫等級(jí)較低，且在起管柱的放噴過(guò)程中，壓力、產(chǎn)量均上升，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高，放棄不壓井起管作業(yè)，維持套管生產(chǎn)現(xiàn)狀。不壓井作業(yè)后，油管阻塞未解除，井筒殘留兩個(gè)油管堵塞器，斷落鋼絲2 000m。2013年7月，對(duì)該井進(jìn)行連續(xù)油管打撈鋼絲和射孔作業(yè)，撈出落井鋼絲316.5m，在上提連續(xù)油管過(guò)程中，多次出現(xiàn)遇卡，最大遇卡噸位為19t不能解卡，起出后，發(fā)現(xiàn)馬達(dá)上部拉斷，井下落魚(yú)為：馬達(dá)Φ43mm×1.9m＋ 扶正短接 Φ72mm×0.1m＋ 內(nèi)撈矛Φ38.1mm×0.61m＝2.61m。隨后停止打撈作業(yè)，繼續(xù)維持套管生產(chǎn)（圖2）。

圖2 J35－5井井身結(jié)構(gòu)圖

隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，套管在長(zhǎng)期生產(chǎn)的過(guò)程中由于遭受腐蝕，使安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步增加。同時(shí)該井不僅存在油管通道堵死、管內(nèi)落物多，還有天然氣硫化氫含量高、地層漏失嚴(yán)重、無(wú)壓井循環(huán)通道等狀況，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證、考察，最終選定使用井下動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)壓井技術(shù)對(duì)J35－5井進(jìn)行復(fù)產(chǎn)作業(yè)施工。

3 施工關(guān)鍵點(diǎn)分析及處置措施

3.1 動(dòng)管柱前壓井

在動(dòng)管柱壓井前主要采取井下液面監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)壓井方法測(cè)取安全時(shí)間。通過(guò)實(shí)時(shí)使用液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)空液面監(jiān)測(cè)的同時(shí)，泵車(chē)從油套環(huán)空擠入壓井液至套壓落零后，持續(xù)不斷的給油套環(huán)空補(bǔ)水，在井內(nèi)無(wú)氣上竄的情況下觀察，測(cè)取有效安全時(shí)間并監(jiān)測(cè)環(huán)空液面的變化。

2014年9月3日的施工情況：8∶30－9∶30反擠活性水33m3，泵壓5↓0MPa，排量350～500l／min；9∶30－4日8∶00用150l／min的排量從油套環(huán)空累計(jì)灌水100m3，井內(nèi)無(wú)流體返出。此種壓井方法可以保證24小時(shí)的工作安全。通過(guò)環(huán)空液面監(jiān)測(cè)，液面基本維持在1 380～1 400m，根據(jù)液面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出漏失速度大概在每小時(shí)3.4m3。

3.2 施工中壓井方案

根據(jù)測(cè)得的有效安全時(shí)間，在施工中進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，增加一定的補(bǔ)水量，盡量縮短補(bǔ)水周期。同時(shí)，為了有效使用此種壓井方式，必須保證水源的給水供應(yīng)。具體措施如下：①每天根據(jù)施工情況，每6個(gè)小時(shí)增大排量至350l／min，每次從油套環(huán)空擠入活性水30m3，每次擠入完畢后，仍保持50l／min排量進(jìn)行持續(xù)灌水。②環(huán)空液面監(jiān)測(cè)，如液面深度有變化則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行補(bǔ)水。實(shí)際施工中按上述方案實(shí)施，壓井效果較好。同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況，考慮到后期排水困難，在動(dòng)態(tài)液面沒(méi)有大幅度下降的情況下，進(jìn)行適當(dāng)減少灌注量。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）在易漏失地區(qū)修井作業(yè)施工過(guò)程中進(jìn)行液面監(jiān)測(cè)，有利于保證井控安全，有利于節(jié)省堵漏時(shí)間，有利于為壓井作業(yè)提供依據(jù)。

2）井下動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)技術(shù)操作簡(jiǎn)便，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)沒(méi)影響，監(jiān)測(cè)位置靈活，監(jiān)測(cè)誤差小，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)空帶壓監(jiān)測(cè)。

3）井下動(dòng)態(tài)液面監(jiān)測(cè)可快速估算井底壓力，判斷井筒內(nèi)液面變化情況，為下步措施進(jìn)一步提供依據(jù)。

［1］張朝暉.采油井動(dòng)態(tài)液面測(cè)量技術(shù)研究［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2007，20（5）：1180－1183.