2009年4月30日,勘探南方分公司在元壩12井長興組儲層采用射孔-酸壓-測試三聯(lián)作工藝技術,獲得測試日產(chǎn)量53.14萬立方米高產(chǎn)工業(yè)氣流,而且井深超過了6500米(井段6692~6780米),這標志著勘探南方分公司超深井儲層改造技術更趨成熟。
元壩12井大型射孔酸壓測試三聯(lián)作主要流程及施工現(xiàn)場
射孔-酸壓-測試三聯(lián)作工藝技術首次在元壩1井成功試驗應用成功后,先后在元壩2井、元壩5井、元壩101井等多口井推廣使用均獲得理想效果。這一工藝技術具有以下有點:一是只需一次下入管柱,在地壓系數(shù)還不十分清楚的情況下,可減小多次起下鉆帶來的井控風險。二是管柱結構相對簡單,可在清水下進行射孔和酸壓作業(yè),以避免多次壓井傷害儲層。三是在高壓、超深、含硫的工況下,由于施工作業(yè)時間相對較短,可以降低井控風險。四是在正常作業(yè)的條件下,成本相對較低。
根據(jù)測井資料解釋,元壩12井滲透率和孔隙度高,因此,通過酸壓改造,在儲層中形成一條較長的酸蝕裂縫,解除近井地帶泥漿污染,溝通儲層孔隙和裂縫,有望獲得較好的增產(chǎn)效果。但選擇哪種酸壓測試方式最適合元壩12井的特殊情況?勘探南方分公司進行了充分的論證。
預測元壩12井長興組儲層溫度在153度左右,在如此高溫下,有效酸蝕作用距離有限,一般酸液很難起到緩速作用,酸液體系必須在室內(nèi)實驗基礎上進行優(yōu)選。從鉆井漏失泥漿、錄井和測井解釋成果資料顯示情況來看,元壩12井儲層裂縫發(fā)育,宜采用較大的規(guī)模酸化改造。由于該井井深達6800米,根據(jù)探區(qū)鄰井資料,元壩12井高壓、高含硫化氫。因此,對元壩12井不論采取哪種方式測試,均存在測試工具失效、管柱變形甚至斷裂、溢流以及出現(xiàn)因控壓困難而發(fā)生惡性井漏、注酸困難等風險。對此,勘探南方分公司多次召開專題會議研討論證,充分借鑒并參考鄰井測試資料數(shù)據(jù),結合元壩12井特殊地質(zhì)情況,從元壩12井測試工藝管柱結構、酸壓規(guī)模、測試風險預防及工藝可行性等諸多方面綜合考慮,在優(yōu)化測試方案、制定了各種意外情況的應急預案后,最終決定采用射孔酸化測試三聯(lián)作方式進行測試。
對于酸壓工藝方面,根據(jù)在川東北海相儲層的現(xiàn)場應用效果及已取得的成功經(jīng)驗,結合元壩12井儲層特征進行的室內(nèi)實驗研究結果,充分考慮儲層具體物性特征、儲層的有效厚度、泥漿漏失情況、酸壓施工目的以及超深井施工在高壓下設備的能力、所采用的助排工藝等的影響,優(yōu)選了施工的前置酸、閉合酸、膠凝酸及頂替滑溜水的數(shù)量及配方。
施工中,勘探南方分公司總工程師坐鎮(zhèn)指揮,相關技術部門提供技術支撐,施工單位嚴格按照設計,精心準備井口、工具、設備,嚴格按照要求進行試壓,順利完成了元壩12井的三聯(lián)作測試,獲得了高產(chǎn)工業(yè)天然氣流,也為元壩區(qū)塊的下步勘探部署取得了寶貴的第一手資料,有力地推進了元壩地區(qū)的勘探進程。
南方海相油氣儲層一般都在5500~7400米左右,具有高溫、高壓、高含硫的特性,這對測試以及酸化儲層改造都造成了極大的技術難題。然而,儲量是勘探公司的生命線,測試以及測試前的一切準備工作都是為了落實真實的地質(zhì)儲量。這些技術難題不解決,直接影響到測試能否成功、能否獲取到反映該區(qū)域的地質(zhì)資料以及計算儲量所必需的參數(shù),從而影響到勘探成果。同時,一旦出現(xiàn)安全問題,輕則探井報廢,重則造成災難性事故,其損失難以估量。
在元壩地區(qū)的超深井、超高壓井進行測試施工,要求測試工具的承壓要高,由于目前大部分常規(guī)測試工具(包括封隔器)的工作壓力都難以滿足這一要求,存在刺漏和卡鉆的隱患,尤其是元壩地區(qū)儲層滲透性差,需要的破裂壓力高,酸液很難擠入儲層進行有效的酸蝕改造,而超高壓酸壓施工就存在更大的風險。如:元壩1井在井深7081-7150米進行加重酸壓改造,當?shù)孛媸┕毫_到設備的最高負荷時,仍不能壓開地層。再者,從地層噴出的高速酸性腐蝕氣體伴有泥漿、巖屑等固相物質(zhì),對井下管柱、地面流程及井口裝置還將產(chǎn)生嚴重沖蝕作用,一旦刺漏,將造成測試失敗,危及人身安全。除此之外,還存在測試壓差控制難、測試工作制度選擇難以及測試時間、測試成本與測試資料全準率難以平衡等問題。
針對以上問題,勘探南方分公司通過近幾年的不斷努力,尤其是在2007年-2008年期間,在成功推廣應用川東北地區(qū)其他區(qū)塊成熟測試技術的基礎上,加強測試工藝技術攻關和精細管理,及時解決在施工中出現(xiàn)的各種難題,逐步形成了適應川東北探井特點的三大主體測試工藝技術--射孔測試(TCP+APR)、酸壓測試(酸壓+APR)、射孔酸壓測試(TCP+酸壓+APR)。
一是射孔酸壓測試三聯(lián)作工藝技術。2006年以來,勘探南方分公司先后在元壩區(qū)塊的元壩1井、元壩2井、元壩4井、元壩5井、元壩101井等探井的測試中均采用了這一工藝技術,成功率100%。2007年,元壩1-側1井在7330.7~7367.6米井段采用常規(guī)射孔測試,僅獲得日產(chǎn)天然氣0.123萬立方米,隨后,采用射孔酸壓測試三聯(lián)作工藝技術,經(jīng)擠入300立方米膠凝酸進行儲層改造后,獲得了日產(chǎn)天然氣50.30萬立方米高產(chǎn)天然氣流。對比先射孔測試后酸壓測試的二次施工模式,三聯(lián)作測試工藝不僅能縮短試氣周期,加快測試進度,有效壓縮測試成本,而且還能減少射孔測試后,壓井液對地層的二次污染。
二是成功推廣應用超正壓射孔酸壓聯(lián)作測試工藝技術。采用超正壓射孔酸壓聯(lián)作測試工藝,可以充分利用超正壓射孔產(chǎn)生的高壓聚能流體對地層形成的部分微裂縫,降低注酸壓力,射孔后不再操作閥件就可連續(xù)進行酸壓,快速注入常規(guī)酸對井筒近井地帶的地層進行處理。該技術在元壩2井長興組首次使用后,2008年,勘探南方分公司在7口井共8層酸化測試施工中進行了推廣應用,均取得明顯效果。
三是全面推廣應用管柱伸縮短接,提高了超深井測試管柱的可靠性。這一技術,是對川東北APR測試工藝管柱的一大技術創(chuàng)新。針對元壩區(qū)塊的特殊情況,結合超深井井下管柱受力復雜的實際情況,勘探南方分公司采用特殊井用特殊管柱測試的原則,在射孔酸壓測試管柱上增加2組伸縮短節(jié),一組平衡酸壓時降溫管柱收縮,一組平衡放噴時升溫造成管柱伸長。2007年~2008年,在元壩區(qū)塊所有的測試施工中,均采用了伸縮短接,并均順利完成了射孔酸壓測試施工。這一技術,為大于7000米的高溫、高壓、大斜度、超深井的完井測試的管柱的安全提供了技術保障。
在上述系列技術的推廣應用中,勘探南方分公司不斷改進、完善,還取得了六大技術突破。盡管如此,由于南方海相探區(qū)的特殊性,目前這些測試工藝或酸化測試工藝技術還遠遠不能滿足勘探的需要,主要測試工藝也只有射孔測試(TCP+APR)、酸壓測試(酸壓+APR)、射孔酸壓測試(TCP+酸壓+APR)三種,針對不同情況可供選擇的余地還不大,勘探南方分公司還將繼續(xù)加強測試方式的優(yōu)化研究,加大試氣裝備的配套完善,加快元壩區(qū)塊的試氣速度,助推南方海相油氣勘探。