2009年4月30日,勘探南方分公司在元坝12井长兴组储层采用射孔-酸压-测试三联作工艺技术,获得测试日产量53.14万立方米高产工业气流,而且井深超过了6500米(井段6692~6780米),这标志着勘探南方分公司超深井储层改造技术更趋成熟。
元坝12井大型射孔酸压测试三联作主要流程及施工现场
射孔-酸压-测试三联作工艺技术首次在元坝1井成功试验应用成功后,先后在元坝2井、元坝5井、元坝101井等多口井推广使用均获得理想效果。这一工艺技术具有以下有点:一是只需一次下入管柱,在地压系数还不十分清楚的情况下,可减小多次起下钻带来的井控风险。二是管柱结构相对简单,可在清水下进行射孔和酸压作业,以避免多次压井伤害储层。三是在高压、超深、含硫的工况下,由于施工作业时间相对较短,可以降低井控风险。四是在正常作业的条件下,成本相对较低。
根据测井资料解释,元坝12井渗透率和孔隙度高,因此,通过酸压改造,在储层中形成一条较长的酸蚀裂缝,解除近井地带泥浆污染,沟通储层孔隙和裂缝,有望获得较好的增产效果。但选择哪种酸压测试方式最适合元坝12井的特殊情况?勘探南方分公司进行了充分的论证。
预测元坝12井长兴组储层温度在153度左右,在如此高温下,有效酸蚀作用距离有限,一般酸液很难起到缓速作用,酸液体系必须在室内实验基础上进行优选。从钻井漏失泥浆、录井和测井解释成果资料显示情况来看,元坝12井储层裂缝发育,宜采用较大的规模酸化改造。由于该井井深达6800米,根据探区邻井资料,元坝12井高压、高含硫化氢。因此,对元坝12井不论采取哪种方式测试,均存在测试工具失效、管柱变形甚至断裂、溢流以及出现因控压困难而发生恶性井漏、注酸困难等风险。对此,勘探南方分公司多次召开专题会议研讨论证,充分借鉴并参考邻井测试资料数据,结合元坝12井特殊地质情况,从元坝12井测试工艺管柱结构、酸压规模、测试风险预防及工艺可行性等诸多方面综合考虑,在优化测试方案、制定了各种意外情况的应急预案后,最终决定采用射孔酸化测试三联作方式进行测试。
对于酸压工艺方面,根据在川东北海相储层的现场应用效果及已取得的成功经验,结合元坝12井储层特征进行的室内实验研究结果,充分考虑储层具体物性特征、储层的有效厚度、泥浆漏失情况、酸压施工目的以及超深井施工在高压下设备的能力、所采用的助排工艺等的影响,优选了施工的前置酸、闭合酸、胶凝酸及顶替滑溜水的数量及配方。
施工中,勘探南方分公司总工程师坐镇指挥,相关技术部门提供技术支撑,施工单位严格按照设计,精心准备井口、工具、设备,严格按照要求进行试压,顺利完成了元坝12井的三联作测试,获得了高产工业天然气流,也为元坝区块的下步勘探部署取得了宝贵的第一手资料,有力地推进了元坝地区的勘探进程。
南方海相油气储层一般都在5500~7400米左右,具有高温、高压、高含硫的特性,这对测试以及酸化储层改造都造成了极大的技术难题。然而,储量是勘探公司的生命线,测试以及测试前的一切准备工作都是为了落实真实的地质储量。这些技术难题不解决,直接影响到测试能否成功、能否获取到反映该区域的地质资料以及计算储量所必需的参数,从而影响到勘探成果。同时,一旦出现安全问题,轻则探井报废,重则造成灾难性事故,其损失难以估量。
在元坝地区的超深井、超高压井进行测试施工,要求测试工具的承压要高,由于目前大部分常规测试工具(包括封隔器)的工作压力都难以满足这一要求,存在刺漏和卡钻的隐患,尤其是元坝地区储层渗透性差,需要的破裂压力高,酸液很难挤入储层进行有效的酸蚀改造,而超高压酸压施工就存在更大的风险。如:元坝1井在井深7081-7150米进行加重酸压改造,当地面施工压力达到设备的最高负荷时,仍不能压开地层。再者,从地层喷出的高速酸性腐蚀气体伴有泥浆、岩屑等固相物质,对井下管柱、地面流程及井口装置还将产生严重冲蚀作用,一旦刺漏,将造成测试失败,危及人身安全。除此之外,还存在测试压差控制难、测试工作制度选择难以及测试时间、测试成本与测试资料全准率难以平衡等问题。
针对以上问题,勘探南方分公司通过近几年的不断努力,尤其是在2007年-2008年期间,在成功推广应用川东北地区其他区块成熟测试技术的基础上,加强测试工艺技术攻关和精细管理,及时解决在施工中出现的各种难题,逐步形成了适应川东北探井特点的三大主体测试工艺技术--射孔测试(TCP+APR)、酸压测试(酸压+APR)、射孔酸压测试(TCP+酸压+APR)。
一是射孔酸压测试三联作工艺技术。2006年以来,勘探南方分公司先后在元坝区块的元坝1井、元坝2井、元坝4井、元坝5井、元坝101井等探井的测试中均采用了这一工艺技术,成功率100%。2007年,元坝1-侧1井在7330.7~7367.6米井段采用常规射孔测试,仅获得日产天然气0.123万立方米,随后,采用射孔酸压测试三联作工艺技术,经挤入300立方米胶凝酸进行储层改造后,获得了日产天然气50.30万立方米高产天然气流。对比先射孔测试后酸压测试的二次施工模式,三联作测试工艺不仅能缩短试气周期,加快测试进度,有效压缩测试成本,而且还能减少射孔测试后,压井液对地层的二次污染。
二是成功推广应用超正压射孔酸压联作测试工艺技术。采用超正压射孔酸压联作测试工艺,可以充分利用超正压射孔产生的高压聚能流体对地层形成的部分微裂缝,降低注酸压力,射孔后不再操作阀件就可连续进行酸压,快速注入常规酸对井筒近井地带的地层进行处理。该技术在元坝2井长兴组首次使用后,2008年,勘探南方分公司在7口井共8层酸化测试施工中进行了推广应用,均取得明显效果。
三是全面推广应用管柱伸缩短接,提高了超深井测试管柱的可靠性。这一技术,是对川东北APR测试工艺管柱的一大技术创新。针对元坝区块的特殊情况,结合超深井井下管柱受力复杂的实际情况,勘探南方分公司采用特殊井用特殊管柱测试的原则,在射孔酸压测试管柱上增加2组伸缩短节,一组平衡酸压时降温管柱收缩,一组平衡放喷时升温造成管柱伸长。2007年~2008年,在元坝区块所有的测试施工中,均采用了伸缩短接,并均顺利完成了射孔酸压测试施工。这一技术,为大于7000米的高温、高压、大斜度、超深井的完井测试的管柱的安全提供了技术保障。
在上述系列技术的推广应用中,勘探南方分公司不断改进、完善,还取得了六大技术突破。尽管如此,由于南方海相探区的特殊性,目前这些测试工艺或酸化测试工艺技术还远远不能满足勘探的需要,主要测试工艺也只有射孔测试(TCP+APR)、酸压测试(酸压+APR)、射孔酸压测试(TCP+酸压+APR)三种,针对不同情况可供选择的余地还不大,勘探南方分公司还将继续加强测试方式的优化研究,加大试气装备的配套完善,加快元坝区块的试气速度,助推南方海相油气勘探。