试气技术难点分析.doc

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1、深井试气技术难点分析通过对含硫深井试气技术九个难点详细分析，提出以下解决方案：①含硫深井的试气，必须采取综合防腐措施；②深井试气施工设计、工具选用、资料录取等各个环节要严格按照高温、高压、防H：S的有关要求和技术规程进行；③试气难度最大的是关井求压；④须对下井工具和井下油套管的力学性能进行理论分析与计算。该方案为含硫深井试气研究提供了借鉴。1．深井试气定义所谓深井试气就是指井深超过4000m井的试气。由于深井具有较高的井口压力和井底温度，国际高温高压井协会把井口压力大于105MPa(或井底压力大于14

2、0MPa)，井底温度大于175℃的井定义为超高温高压井，因此深井试气又称为超高温高压井试气。2．含硫深井试气特点含硫深井试气的特殊性主要表现在以下几个方面：①深天然气井地层压力较大，多数大于100MPa，相应的压力梯度值较高，有时甚至超出试气管柱及并下工具的强度极限值，加大了封隔器失效和油套管柱破坏的风险；②深天然气井地层温度较高，多数高于150C，相应的井温梯度值较高，在井下由于高温不仅引起很大的温度应力，还会引起管材的强度下降；③深井地层流体多为天然气和地层水。不管是气或地层水，都含有大量的H2S

3、和C02，酸性流体对管材腐蚀严重，甚至直接导致试气失败。技术难点1．抗硫化氢腐蚀技术深井气藏含有大量的H2S，酸性气体对管材腐蚀严重。井下温度较高，会大大增加管材硫化物应力腐蚀开裂的敏感性，对人井材质的防腐性能提出了更高的要求心]。目前的抗硫化氢腐蚀技术虽然已有较多的研究成果，但腐蚀机理与防腐技术还需继续科研攻关。2．井下工具的选择与应用技术井下工具是满足试气过程中每道工序正常工作的关键。由于含硫化氢气体，深井试气对井下工具的选择要求很高，必须有一整套能适应井下高温高压的井下工具、管柱与地面设备。3．

4、油管柱的气密封技术由于高温高压特性，深井试气对油管柱螺纹连接强度、密封性等提出了更高的要求。一般API圆扣油管具有一定的气密封能力，但是当压差增大时，气密封性能变差。大量的试验和油田使用结果已经证实，原来大量使用的API圆螺纹泊管与偏梯形螺纹油管涂用传统的油基脂、螺纹脂已不能满足深井的要求，所以在深井的试气中，必须采用特殊丝扣油管，这点非常重要。特殊丝扣油管与井下工具、井口装置的连接也要采用特殊扣。目前国产油管柱的气密封性能尚不能满足部分高产高压高温井的测试要求。4．试气过程中关井求压技术深井试气，关

5、井测压力恢复，一般采用APR测试，井下关井，以确保井口安全，但个别情况采用井口关井，则难度增大。最大关井压力一般均大于气田开发专业。油气井测试2007年10月100MPa，由于高压，带来一系列的技术问题。首先是井口装置的抗压强度问题，目前140MPa的井口装置国内制造的难度大，安全系数低，主要依靠进口，价格昂贵，连接尺寸问题较多。其次是套管承压问题，要求套管关井100MPa以上，既有耐压强度与丝扣密封问题，还有H2S与C02腐蚀问题，这给现场施工作业带来了许多困难。5．水合物防治技术深井试气时，气体从

6、高温高压状态降至低温低压状态，含饱和水蒸汽的天然气流到井口后，由于温度的降低，水蒸汽由饱和状态变为过饱和状态，在节流情况下容易形成水合物，对管道冰堵。现场施工会因测试流程保温系统不科学造成测试管汇发生结水合物，从而加重对管汇的腐蚀，导致险情发生。因此为保证深井安全顺利地测试，必须根据测试管汇截流要求，通过科学的计算，采取合理的保温措施，以确保测试时地面流程畅通无阻，防止冰堵，降低后续工艺作业难度。6．防硫堵技术深井试气，高温、高压、高产、高含硫化物，气体中的硫化物在高温蒸汽作用下发生脱硫反应，生成的元

7、素硫有明显的过冷倾向，在低于它正常凝固点下，仍然保留着液体状态随气流通过管道。固化的元素硫核心将催化其余滚体元素硫，以很快的沉积速度聚集固化。较早给出元素硫沉积现场实例的是C．H.Ku(1972)，在其研究报告中描述了密西西比以南Smackover高含硫气藏元素硫沉积的特征。根据元素硫沉积的实例，研究表明：(1)元素硫沉积现象在含硫气田开发过程中客观存在；(2)元素硫沉积带来了地层堵塞、产管线堵塞和毁坏、设备表面污染、腐蚀等诸多问题；(3)含硫气井试气难度随元素硫沉积量的增加而加大。目前，国内深井防硫

8、堵技术尚未成熟。7．射孔测试联作技术由于深井深度超过4000m，地层温度高、压力大，同时高含硫化氢，严重影响射孔测试联作器材的性能，主要表现在射孔测试联作器材的强度及耐压、耐腐蚀性能；密封橡胶件失去其原有的弹性和强度，密封性能下降；由于井下温度高，起爆器和炸药速降解，长时间在高温条件下会降低射孔弹的性能，甚至引起系统自爆，造成严重后果。因此，有必要对射孔测试联作器材进行技术改进。8．安全监测技术井口和地面测试流程的安全监测技术对于含硫深井的安全与计量特别