高温高压气井

高温高压油气井

第一节 高温高压油气井测试的特点

高温高压油气井测试的定义：国内外对高温高压井的定义都不同，哈里伯顿公司为井底温度150℃；井口压力70MPa，斯仑贝谢公司为井底温度210℃，井口压力105 MPa。为了与国际接轨CNPC（中国石油天然气集团公司）一般采用国际高温高压井协会的定义，高温高压井定义为井口压力大于70 MPa，井底压力大于105 MPa，井底温度大于150℃。超高温高压井：井口压力大于105 MPa，井底压力大于140 MPa，井底温度大于175℃。

高压油气井中的天然气具有密度小（仅为原油的0.07%），可压缩膨胀，易爆炸燃烧和难以封闭等物理化学性能，在高压油气井进行测试中，极易引起井喷和燃烧、爆炸。因此，必须做好防喷、防火、防爆的工作，如油气中含硫化氢气体时，则更应做好防毒工作。

对高压油气井测试，管柱内和井口的压力高，它给测试工作带来很大的危险。管柱内压力高，管柱内的油气易从螺纹连接处漏出，严重时甚至将管柱刺坏；井口压力高，高压油气易从井口控制头螺纹连接处刺漏，严重时将控制头刺坏，造成井口失控井喷。

第二节 高压地面控制装置

高温高压油气井测试，安全生产是最重要的。必须设计可靠的测试管柱和高压井口控制装置，能够将高压油气流有控制的引导到三相分离器和燃烧器中去，使测试工作安全顺利的进行。

一、高压双翼地面控制装置

如图所示。主要由高压控制头、投杆器、活动管汇和钻台管汇的功能部分组成，耐压为68.94 MPa。

二、哈里伯顿“S”型单测试树地面控制装置“S”型单测试树地面控制

装置是哈里伯顿公司生产的标准地面控制装置的结构，如下图所示。其特点是各部分总成之间都由4 3/8in—6梯形螺纹连接，除了图示的连接方式，还可根据需要，按表1-2-1推荐的组合方式。

地面控制装置的各部件作用如下：

1、提升短节，是用来提升整个测试管柱。

2、投杆器，是一个悬挂冲杆的接头，测试完需进行反循环时，将悬挂冲杆的释放销退出，冲杆即下落，砸开反循环阀。

3、遥控安全阀，对高压油气井的井口阀可进行远距离控制，采用气控（液控）开关阀。该阀一般处于关闭状态，一旦施加一定的气压即可打开，继续保持这个外压，阀就一直处于开启状态，释放外压，阀就关闭（见表1-2-2）。 4、多通管汇，钻柱内的油气通过它进入活动管汇及出油管线中去。

5、压力平衡旋转头，这种旋转头的内部压力是平衡的，用来抵消旋转钻杆时作用在轴承上的负荷，从而可用摩擦垫片来代替大型轴承，虽然旋转头的强度足以提起测试管柱，但在下面悬着负荷时不允许使用旋转头进行旋转，只有当钻柱坐在转盘卡瓦上时，才能使用压力平衡旋转头。

6、主阀，为一全开式旋塞阀，在紧急状况下能快速关井。

7、附阀，接在主阀的下部，通过该阀将乙醇加入流道中，防止冬季试气时活动管汇或出油阀被冻结。当使用遥控安全阀时，可从附阀的支管头测量井口压力，欲开关阀时，将螺母旋转11～15圈即可。

表1-2-1 S-15单测试树地面控制装置组合方式 名 称 顺序 一 二 三 四 提升短节 投杆器 流动三通 主阀 遥控安全阀 压力平衡旋转头 主阀 提升短节 投杆器 遥控安全阀 压力平衡旋转头 主阀 附阀 自 上 而 下 提升短节 投杆器 遥控安全阀 主阀 提升短节 投杆器 流动三通 主阀

表1-2-2 遥控安全阀外部打开压力表 井口压力，MPa（psi） 17.23（2500） 34.47（5000） 51.70（7500） 18.94（10000） 103.41（15000）

打开压力MPa（psi） 3.65（530） 4.86（705） 6.07（880） 7.27（1055） 9.69（1405） 第三节 对高压油气井测试的要求

对高压油气井进行测试，除做好防喷、防火、防爆、防毒工作外，最主要的是搞好井控工作，让高压油气流在管柱和地面流程有控制的流动，有控制的引导到出油管线、三相分离器、计量罐和燃烧器中去，从而使测试操作人员能按测试程序安全的进行测试操作。为此，对下井测试管柱、井口压力控制装置、地面流程和出油管线提出如下的要求。

一、对测试管柱的要求

对高压油气井测试，为保证封隔器可靠工作，在裸眼井测试时装两个裸眼封隔器，其上部为安全密封封隔器，在套管井测试时，在卡瓦封隔器上部再装一个安全密封封隔器。这样的双重封隔器，保证封隔器的密封可靠。

安装两个反循环阀，下部为断销式反循环阀，上部为泵出式反循环阀，一旦断销式反循环阀被砂堵后，能从管柱内加压打开泵出式反循环阀，形成循环通路，进行反循环压井。

所有测试工具下井前应进行水压、气压试验。

二、对下井钻具螺纹连接的要求

下井钻具螺纹要刷干净，涂上高压密封脂，上螺纹的扭矩要达到要求，保证螺纹连接在高压油气中不渗漏。

三、对井口压力控制装置的要求

要求安装工作压力与井口压力相匹配的高压井口控制装置，应按以下公式选择：

P选=1.3P压

式中 P选——所选井口压力控制装置的压力； P压——井口估算压力。

井口压力控制装置（包括控制头、钻台管汇、活动管汇、显示头和投杆器）应试压合格。活动管汇、钻台管汇要用绳索固定牢靠，所有安全链子要固定牢靠。所有活接头要涂上黄油并确实砸紧，不允许带有压力的情况下锤击活接头。

四、对地面流程的要求

1、出油管线的螺纹要缠上聚四氟乙烯密封胶带，用管钳上紧，不得渗漏。管线要用地锚或水泥基墩加地脚螺栓固定牢靠。 2、采用双套流程双翼放喷求产。

3、选用液动、手动双翼控制高压井口，紧急情况下可实现远程控制。 4、用蒸汽换热保温取代间接加热炉，防止天然气泄漏着火。

5、设置地面测试数据自动采集系统，可适时采集和监测压力、温度及产量并能及时发出警报信号。

6、设置ESD紧急关闭系统和HSRV紧急防喷阀等安全装置。 7、配备油、套两组压井管线，并备足压井液。

五、对测试操作的要求

测试管柱下到井底，坐封封隔器时，要依次加足所需压缩负荷，做到一次坐封成功。坐封封隔器打开测试阀时，要有专人观察环空液面，如液面不下降则证明封隔器密封良好。

井口出油气时，在钻台管汇上装上适当的油嘴控制压力和产量，将油气引导至三相分离器对油气水进行分离后，再分别流至测试仪表进行计量。天然气产量很大时，将其引导至临界速度流量计进行计量后，从放喷管线放至燃烧器燃烧。如果是高压气井测试，则需要在钻台管汇上换不同直径的油嘴或针形阀，对井底建立回压进行试气。将油嘴或针形阀由小换大（更换3～4次），改换一次工作制度可得到不同的压力和产量。

测试完进行反循环压井时，如果是裸眼井测试，则需先进行井下关井，并将封隔器解封后，再进行反循环压井，以防在反循环压井过程中封隔器被沉砂埋卡。

封隔器解封后上提1米左右，从投杆器中释放冲杆，砸开反循环阀，这时应立即开动水泥车大排量向环空罐入压井液，同时要尽量控制井口控制头的出口闸阀以防环空液面因管内外密度差关系而下降过快，造成井壁坍塌。反循环替出钻杆内油气后，应关上防喷器，充分进行反循环压井，确实证实压稳后，再起钻。尽量不采取正循环压井，以防将井壁冲跨。

如果封隔器坐在套管内测试下部裸眼层段，测试完可先进行反循环压井，将井压稳后，再上提钻具解封封隔器。

高压油气井测试，井口应装有可靠的双闸板和环形防喷器组合。 高压油气井地面测试工作应安排在白天进行，如延长至晚上时，应做好防火、防爆工作，井架上应安装防爆灯，井场备有探照灯，消防设施齐全，并有消防车在现场值班。

六、特别推荐

（一）塔里木油田九十年代，高压气井及凝析气井测试管柱

高压气井中，原则上不进行“DST”测试，测试管柱一律用油管，井下测试工具用全通径APR，测试管柱结构采用以下三种，自上而下的连接顺序为： 1、APR测试器、可回收式封隔器（P-T封隔器）。 2、APR测试器、插管、EZ-SV挤注式封隔器。

3、压井滑套、循环滑套、压力计、插管、EZ-SV挤注式封隔器（简称滑套测试管串）。

（二）塔里木油田负压法找串新技术

A、127mm尾管、177.8mm尾管和177.8mm双级固井完，试油前后下测试工具找串，之后下挤水泥封串的管串结构情况与工具的准备。 1、5″尾管找串与挤水泥

（1）需准备的工具：测试工具＋127mmP—T封隔器1套（找串）；127mmEZ—SV挤注式封隔器一只； 127mm挤水泥插管1只（包括插管、扶正接头及转换接头）；2A1×310转换接头1只，311×410转换接头1只。