摘要：针对胜利探区斜井裸眼中途测试施工过程中存在封隔器难以密封、测试管柱易发生遇阻、遇卡等技术问题进行研究探讨，通过改进封隔器结构、确定合适的开关井制度和测试压差、调整好泥浆性能、选择合适的坐封井段、优化测试管柱和施工工艺，形成了一套比较完善的适合胜利探区的斜井裸眼中途测试工艺技术，现场应用9口井12井次，测试工艺成功率100%，取得了良好效果。
关键词：斜井裸眼 钻杆测试 研究与应用
0引言
随着油田勘探开发的深入和所布井位环评工作审批难度的加大，胜利油田所钻探的探井中斜井所占的比例在逐年增加，目前已达到50%以上。为了及时准确地将斜井钻探过程中所发现的油气显示层段搞清楚，加快探井井位的部署和勘探开发步伐，有半数以上的斜井需要进行裸眼中途测试。但由于斜井裸眼中途测试是将封隔器坐封在斜井的裸眼段地层而进行的测试，因而在测试施工过程中存在封隔器难以密封、开关井操作困难、起下钻遇阻、测试管柱易卡等技术难题。通过攻关研究和现场应用试验，形成了一套比较完善的斜井裸眼中途测试工艺技术，现场应用9口12井次，测试工艺成功率达100%，取得了满意的效果。
1工艺难点
1.1封隔器密封难度大
裸眼支撑式封隔器的密封是依靠胶筒在轴向座封力的作用下产生弹性变形（轴向压缩、径向膨胀）而贴紧井壁来实现的，胶筒的这种膨胀变形沿径向通常是均匀的。但在斜井钻井过程中由于重力的作用，所钻出的井眼通常具有一定的椭圆度，这就增大了胶筒的密封难度。一方面胶筒发生椭圆变形后，其内部所产生的不均匀撕裂力降低了胶筒的抗剪切强度；另一方面由于胶筒与椭圆形井壁的挤压程度不同，降低了其密封压差的能力，如果井眼的椭圆度过大，胶筒就难以密封。
1.2测试管柱易发生阻卡
在斜井裸眼测试的施工过程中，下钻遇阻、起钻遇卡是经常遇到的现象。引起这种现象的原因很多。一是斜井中井壁岩石的稳定性比直井差，若压差控制不当或井壁受到冲击，容易引起井壁坍塌，造成测试工具埋卡。二是在斜井段测试管柱躺在井壁上，起下钻产生的摩擦阻力大，并容易造成粘附卡钻。三是在斜井钻井过程中，在井斜或方位变化较大的地方容易磨出键槽，起下钻至此处，易出现阻卡。四是在吸水膨胀性地层或渗透性较好的井段，泥浆滤液渗入后易膨胀、井壁易形成疏松的泥饼，致使井径缩小，造成阻卡。同时，由于测试封隔器的外径较大，当井眼曲率增大到一定数值时，测试管柱因受限制而无法入井。
2技术措施
2.1改进裸眼封隔器
为了提高裸眼封隔器的密封性能，使其能满足斜井裸眼测试的要求，对封隔器进行了适当改进。一是在封隔器金属环的下面增设一个锥形金属托盘，以提高胶筒的抗剪切破坏能力，同时对胶筒在下钻过程中的磨损起到保护作用；二是增大了胶筒心轴的壁厚和螺纹长度，提高封隔器的抗拉强度，若支撑尾管遇卡，可以施加较大的上提力解卡；三是加大了胶筒长度和滑动接头的压缩距，从而增大胶筒的膨胀度和密封段长度。四是适当降低胶筒的硬度，以提高胶筒的膨胀变形性和降低其变形所引起的内部撕裂力，从而提高胶筒对椭圆井径的密封能力和抗剪切能力。
2.2确定合适的开关井制度和测试压差
合适的开关井制度和测试压差是保证斜井裸眼测试施工安全和资料录取的关键。斜井裸眼测试的风险之一是粘附卡钻，而粘附卡钻与管柱在井内静止的时间直接相关。因此，斜井裸眼测试应以突出求取地层流体性质为目的，尽量延长开井时间，减少开关井次数，严格控制整体测试时间。通常，砂泥岩地层应控制在6h以内，采用一开或一开一关工作制度，其它岩性地层应控制在8h以内，采用两开一关工作制度。
测试压差的取值是一个比较复杂的问题，涉及地质和工艺两方面的不同要求。工艺方面，若测试压差取值过大，不但会影响封隔器的密封性，而且在测试阀打开的瞬间，会造成测试井段地层垮塌，埋卡工具；同时，如果座封井段的地层岩性较疏松，在大的测试压差作用下，会发生纵向击穿，导致封隔器无法密封，测试失败。地质方面，若测试压差取值过小，开井期间不能有效地激动地层和解除近井地带的污染，无法形成地层流体的有效流动或流动量很小，而达不到测试目的。因此，应综合考虑测试条件，储层物性等因素，择优确定测试压差。通常，砂泥岩地层测试压差控制在12-18MPa，其它岩性地层控制在20-25MPa。
2.3调整好泥浆性能、选择合适的坐封井段
斜井裸眼测试的特殊性，对泥浆性能提出了特殊要求，要求泥浆性能稳定，具有良好的流动性、悬浮性和润滑性，失水低，泥饼摩擦系数低，低固相，低含砂，并具有良好的防塌防卡效果。因此，在进行斜井裸眼测试之前，必须对泥浆进行调整，加入适量的白油、石墨粉、防塌抑制剂等处理剂，使其性能达到测试工具在井内静止8小时不发生卡钻事故。
选择合适的坐封井段是保证斜井裸眼测试成功的关键，测试施工之前，必须进行双井径测井，根据双井径测井曲线并结合岩屑、钻时等录井资料，选择岩性致密，胶结性好，井径规则，椭圆度较小的井段作为坐封井段，岩性上一般是灰岩地层坐封可靠性较高，但不能有垂直裂缝，其次是泥质粉砂岩和泥质胶结的致密细砂岩。坐封井段的长度不小于5m，并将测井深度校对到钻具深度。
2.4优化测试管柱、完善施工工艺
胜利油田斜井的主要井身结构为
φ244.5mm技术套管+φ215.9mm裸眼，优化测试管柱组合如下：钻杆+泵冲式循环阀+钻杆（1柱）+断销式循环阀+钻杆（1柱）+压力计托筒+HST+伸缩接头+内压力计托筒+钻铤（2柱）+强力震击器+VR安全接头+裸眼封隔器+裸眼封隔器+重型筛管+外压力计托筒+钻铤+引鞋（带孔眼）。管柱中，一是优选延时性能稳定的HST测试工具，确保下钻过程中短时遇阻不被打开，开井时震动明显、关井时自由行程长，便于判断和观察；二是采用双封隔器密封，增加有效密封长度；三是采用钻铤作支撑尾管，既提高抗弯曲稳定性，又在尾管埋卡时便于解卡；四是采用两种循环阀，确保测试结束后能建立反循环。施工工艺方面，一是进行模拟通井。将与测试封隔器外径相一致的模拟通井规连接在坐封位置以下10-20m处，支撑钻铤底部带钻头通井至井底，调整并充分循环泥浆，达到井底无沉砂，起下钻畅通无阻；循环结束后将坐封井段以上裸眼井段内潜入防卡泥浆；起模拟通井管柱前反复提放管柱并对井底加压200-300KN，以确定管柱在井内的摩阻和压缩距，便于测试操作。二是解封后进行反循环压井。如果在封隔器解封之前进行循环压井，井内掉块或泥饼容易积聚在封隔器上形成埋卡。对于自喷井，在关井过程中释放掉管柱内的压力，关井结束后先解封封隔器，将测试管柱提离井底20-30m，再进行反循环压井。对于非自喷井，起管柱至见液面后进行反循环压井。由于管柱内外液体密度不一致，压井时，要用油嘴控制回压，防止井壁垮塌。
3现场应用
自2013年至今，胜利探区共进行斜井裸眼中途测试9口井 12 井次，测试最大井深 4561.2m，最长裸眼井段2151.1m，最大井斜43.120，最高井温147℃，测试工艺成功率100%，取得了预期的地层流体样品和较稳定的压力资料，达到了测试目的。
FSX601井是部署在济阳坳陷东营凹陷东营北构造带上的一口重点评价井，该井钻达井深 4561.2m，技术套管
Φ244.5mm×2650.1m，裸眼井段长1911.1m，泥浆密度1.52，测试井段4510-4561.2m，岩性为灰色砾岩。根据双井径测井曲线，选择坐封井段4502-4508m，此处井斜33.1°、椭圆井径218mm×234mm，两个裸眼封隔器选用硬度85D、外径200mm的胶筒；预计测试阀下深4438m，通过计算确定加清水液垫3910m，控制测试压差25.2MPa。该井测试之前，严格按照技术要求进行了井眼准备和施工方案设计。采用HST测试工具+双裸眼封隔器，于2014年6月1～3日进行了两开一关裸眼支撑测试，坐封加压220KN，一开 196 分钟，压力 36.03-36.12MPa；一关 181 分钟，恢复最高压力 57.59MPa；二开 68 分钟，压力36.12-36.14MPa；实测温度147℃。经测试，本层定性为干层，勘探主管部门决定裸眼完井。
本层整个施工过程顺利，未发生井下异常情况，取准了各项资料，达到了测试目的。
4结论与建议
(1) 通过斜井裸眼中途测试工艺技术研究和现场应用试验，形成了一套适合胜利探区的斜井裸眼测试技术，完善了油田科学打探井的技术手段。
(2)进行斜井裸眼中途测试施工风险大，要严格按照技术要求搞好井眼准备和施工方案设计，加强组织衔接，确保施工安全。
(3)进一步研究斜井裸眼中途测试的安全配套措施，完善低渗透储层的测试工艺，做好大斜度井的裸眼测试技术储备。
参考文献
〔1〕李相方，等.高温高压气井测试技术.北京：石油工业出版社，2007.
〔2〕杨晓龙，任永宏，王义国.裸眼中途测试设计优化研究〔J〕.油气井测试，2010，19(4).
〔3〕樊宏伟，李华.中途测试时压差卡钻处理方法〔J〕.油气井测试，2012，21(6).