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[摘 要]自20世纪80年代以来，全球对石油、天然气的需求日益加大。在油气资源的勘探、开发过程中，试气作业是一道极为重要的工序，本文对井下作业试气工艺技术和流程进行了研究探讨，并分析了目前试气技术存在的难点。
[关键词]井下作业 试气技术 难点分析 探讨
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0368-01
在天然气勘探和开发作业中，试气是一道极为重要的工序，它直接影响人们对天然气地质条件的认识和开发效益。在勘探过程中，必须严格按照工艺流程保质保量的去完成对油气层的试气工作，以便更好的、更深入的认识和评价油、气层，为油气田的开发提供可靠的科学依据。
一、试气作业概念
所谓试气作业，就是为了探明天然气藏条件，取得有关地层油、气、水层产能、压力、温度和油、气、水物理性质等资料，在确定的地层，利用一套专用的设备，采用适当的技术措施，降低井内液柱压力（或进行射孔），使产层内的流体流入井内并诱导至地面，然后对井下气层进行直接测试的工艺过程。[1]
二、井下作业试气工艺技术
（一）试气准备
为确保试气目的顺利实现，为确保试气任务安全、优质、高效完成，试气作业在正式实施前，需要做好试气准备：
1、场地准备
按作业要求平整场地，确保排水沟畅通，清污分流；井架基础需混凝土浇筑；排污池需容量大于井筒容积的5倍；消防器材准备好，严谨明火。
2、水、电准备
配电线路用橡皮套软电缆，考虑防火措施；电缆架空走向、对地距离要合理；水电房、配电箱等严格检查，确保安全；
3、压井液准备
严格按照试气作业设计书准备压井液，确保质量、数量达标。
4、作业设备准备
试气作业设备主要有修井机、通井机、井架、液壓钳、三相分离器、气体检测仪、防毒面具、采气树、水泥车、液罐、水套炉、压裂施工车辆等。地面工具和井下工具都要准备齐全，作业前认真检修。
5、井口的安装
检查、清洗并组装采气树、封井器等装置，装置要质量合格，规格型号符合设计书要求，操作灵活。
6、分离器、水套炉和放喷管线
分离器和水套炉要提前进行无损检测和试压，严格按照工艺规范进行安装；气井放喷管线应满足放喷、观察压力、压井等要求。
7、油管
选用符合设计要求的钢级油管，按标准做好检查、试压工作。
（二）试气施工[5]
准备工作完毕，就进入正式施工作业阶段：
1、通洗井
通洗井是试气作业的关键工序，直接影响到下一步作业工序的质量，以及地层的污染情况。因此，要严格按照设计要求把工作做到位。
通井是要清除套管内壁除套管内壁上粘附的固体物质，检查套管通径及变形、损坏情况和固井后形成的人工井底是否符合试油要求。洗井就是要保持井筒的干净，调整井内压井液使之符合射孔要求，防止在地层打开后，污水进入地层造成地层污染。
通洗井需要录取的资料包括：通井规的外径、长度、通至深度、通井过程中遇阻、遇卡深度及有关数据、调整后的洗井钻具位置、洗井时间、洗井方式、液性、泵压、排量、入井液量、返出液量、正替优质射孔液数量及返出量、试压情况等。
2、射孔作业
为了沟通地层和井筒，产生流体流通通道，需要进行射孔作业。射孔分为正压射孔和负压射孔两种方式。
通洗井完毕，并试压合格后，开始进行射孔作业，射孔作业要求在白天进行，并记录井内液面深度，射后及时观察油气显示及外溢情况，严格按井下作业井控八项管理制度执行。
射孔须录取的资料：射孔时间、射孔层位、射孔段、射孔方式、枪型、弹型、孔密、应射孔数、实射孔数、发射率、射后情况、射前压井液情况。
3、气井酸化、压裂
气井进行酸化作业时，酸化钻具必须严格按《酸化施工设计》要求进行，下钻要严格控制速度在5-10m/min，遇阻时不能强行加压，严防封隔器受损。须录取的资料有：施工时间、施工方式、层位、井段、排量、最高压力、工作压力、停泵压力、入地液量、酸量、入地总液量、伴注液氮、关井时间（油压、套压）等。
压裂作业须严格按《压裂施工设计》要求进行，下鉆要严格控制速度在5-10m/min，遇阻时不能强行加压，严防封隔器受损。压裂施工录取的资料有：施工时间、施工方式、压裂液性、层位、井段、排量、破裂压力、工作压力、停泵压力、加砂量、含砂浓度、入地总液量、伴注液氮、关井闭合时间（油压、套压变化）等。
4、气井排液
气井排液排液是为了降低井筒内液柱对地层的压力，使地层压力高于井筒内的液柱压力，在压差的作用下，地层流体进入井筒或喷出地面。
排液时根据井口油压、套压情况对针阀开启度进行适度的调整；对于压裂井要采用二级或三级降压排液，并在排液的过程中控制针阀放喷，以免地层严重吐砂
排液时录取的资料：常规放喷：放喷时间、针阀开启度、油压、套压、出液量、液性（比重、PH值、CL-含量）、火焰长度及颜色；
5、完井
放喷时如果2-3个小时内不出液，可先关井，待压力恢复后再放喷。连续两次放喷超过5小时仍不出液，且放喷后的关井油压、套压在短时间内达到基本平衡，则为排液合格。关井恢复压力时，油压、套压稳定72小时后边可完井。
三、井下试气技术难点分析
目前国内外井下试气作业技术相对来说已经比较成熟了，但仍存在一些难点需要进一步的改进和探讨，油气是深井试气作业工艺，需要进一步完善。
1、抗硫化氢应力腐蚀技术
这一技术研究较多，但是对于腐蚀机理与防腐技术还需继续深入研究，特别是超深井试气时，由于地层压力大，要求各种试气工具、设备都具备较强抗压性，但高强度材料又不抗硫化氢应力腐蚀。
2、油管柱的气密封技术
试气作业时，不但要保证井下工具灵活，管柱的气密封也需要高度重视，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，气密封性能就会变差。
3、关井求压技术
一般情况下关井侧压力恢复数值，是采用APR测试，井下关井。但个别情况采用井口关井，由于高压，致使难度增大。与最高压力匹配的井口装置，目前国产存在技术难度和安全隐患，而国外则导致成本上升，且连接尺寸问题较多。
4、井下工具的选择与应用技术
由于井下作业压差大、温度高，条件相当恶劣，因此对井下工具一定要满足可靠、耐压耐温和抗硫的要求，要坐得住、封的严、起下作业畅通。另外还要考虑到试气后获油气投产问题，因此在能够满足施工工艺要求的前题下，井下工具越少越好。
5、井口和地面测试流程的安全监测技术
对于高压力、大产量气井，特别是含硫气井，地面测试流程的安全与计量特别重要。如何实现井口超压和失控状态下的自动关井与报警，还需要继续科研攻关。
参考文献
[1] 陈庭根，管志川. 钻井工程理论与技术. 东营：石油大学出版社. 2000年8月第1版.
[2] 徐贵.徐家围子深层气井试气研究.中国地质大学：硕士论文.2009
[3] 李新春，姚艳芳，黄红梅等.低渗透气井技术研究与应用.油气井测试.2002.06.
[4] 杨涛、杨桦.关于《气井试气工艺规程》的应用及探索.天然气工业.2005.10.
[关键词]井下作业 试气技术 难点分析 探讨
中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0368-01
在天然气勘探和开发作业中，试气是一道极为重要的工序，它直接影响人们对天然气地质条件的认识和开发效益。在勘探过程中，必须严格按照工艺流程保质保量的去完成对油气层的试气工作，以便更好的、更深入的认识和评价油、气层，为油气田的开发提供可靠的科学依据。
一、试气作业概念
所谓试气作业，就是为了探明天然气藏条件，取得有关地层油、气、水层产能、压力、温度和油、气、水物理性质等资料，在确定的地层，利用一套专用的设备，采用适当的技术措施，降低井内液柱压力（或进行射孔），使产层内的流体流入井内并诱导至地面，然后对井下气层进行直接测试的工艺过程。[1]
二、井下作业试气工艺技术
（一）试气准备
为确保试气目的顺利实现，为确保试气任务安全、优质、高效完成，试气作业在正式实施前，需要做好试气准备：
1、场地准备
按作业要求平整场地，确保排水沟畅通，清污分流；井架基础需混凝土浇筑；排污池需容量大于井筒容积的5倍；消防器材准备好，严谨明火。
2、水、电准备
配电线路用橡皮套软电缆，考虑防火措施；电缆架空走向、对地距离要合理；水电房、配电箱等严格检查，确保安全；
3、压井液准备
严格按照试气作业设计书准备压井液，确保质量、数量达标。
4、作业设备准备
试气作业设备主要有修井机、通井机、井架、液壓钳、三相分离器、气体检测仪、防毒面具、采气树、水泥车、液罐、水套炉、压裂施工车辆等。地面工具和井下工具都要准备齐全，作业前认真检修。
5、井口的安装
检查、清洗并组装采气树、封井器等装置，装置要质量合格，规格型号符合设计书要求，操作灵活。
6、分离器、水套炉和放喷管线
分离器和水套炉要提前进行无损检测和试压，严格按照工艺规范进行安装；气井放喷管线应满足放喷、观察压力、压井等要求。
7、油管
选用符合设计要求的钢级油管，按标准做好检查、试压工作。
（二）试气施工[5]
准备工作完毕，就进入正式施工作业阶段：
1、通洗井
通洗井是试气作业的关键工序，直接影响到下一步作业工序的质量，以及地层的污染情况。因此，要严格按照设计要求把工作做到位。
通井是要清除套管内壁除套管内壁上粘附的固体物质，检查套管通径及变形、损坏情况和固井后形成的人工井底是否符合试油要求。洗井就是要保持井筒的干净，调整井内压井液使之符合射孔要求，防止在地层打开后，污水进入地层造成地层污染。
通洗井需要录取的资料包括：通井规的外径、长度、通至深度、通井过程中遇阻、遇卡深度及有关数据、调整后的洗井钻具位置、洗井时间、洗井方式、液性、泵压、排量、入井液量、返出液量、正替优质射孔液数量及返出量、试压情况等。
2、射孔作业
为了沟通地层和井筒，产生流体流通通道，需要进行射孔作业。射孔分为正压射孔和负压射孔两种方式。
通洗井完毕，并试压合格后，开始进行射孔作业，射孔作业要求在白天进行，并记录井内液面深度，射后及时观察油气显示及外溢情况，严格按井下作业井控八项管理制度执行。
射孔须录取的资料：射孔时间、射孔层位、射孔段、射孔方式、枪型、弹型、孔密、应射孔数、实射孔数、发射率、射后情况、射前压井液情况。
3、气井酸化、压裂
气井进行酸化作业时，酸化钻具必须严格按《酸化施工设计》要求进行，下钻要严格控制速度在5-10m/min，遇阻时不能强行加压，严防封隔器受损。须录取的资料有：施工时间、施工方式、层位、井段、排量、最高压力、工作压力、停泵压力、入地液量、酸量、入地总液量、伴注液氮、关井时间（油压、套压）等。
压裂作业须严格按《压裂施工设计》要求进行，下鉆要严格控制速度在5-10m/min，遇阻时不能强行加压，严防封隔器受损。压裂施工录取的资料有：施工时间、施工方式、压裂液性、层位、井段、排量、破裂压力、工作压力、停泵压力、加砂量、含砂浓度、入地总液量、伴注液氮、关井闭合时间（油压、套压变化）等。
4、气井排液
气井排液排液是为了降低井筒内液柱对地层的压力，使地层压力高于井筒内的液柱压力，在压差的作用下，地层流体进入井筒或喷出地面。
排液时根据井口油压、套压情况对针阀开启度进行适度的调整；对于压裂井要采用二级或三级降压排液，并在排液的过程中控制针阀放喷，以免地层严重吐砂
排液时录取的资料：常规放喷：放喷时间、针阀开启度、油压、套压、出液量、液性（比重、PH值、CL-含量）、火焰长度及颜色；
5、完井
放喷时如果2-3个小时内不出液，可先关井，待压力恢复后再放喷。连续两次放喷超过5小时仍不出液，且放喷后的关井油压、套压在短时间内达到基本平衡，则为排液合格。关井恢复压力时，油压、套压稳定72小时后边可完井。
三、井下试气技术难点分析
目前国内外井下试气作业技术相对来说已经比较成熟了，但仍存在一些难点需要进一步的改进和探讨，油气是深井试气作业工艺，需要进一步完善。
1、抗硫化氢应力腐蚀技术
这一技术研究较多，但是对于腐蚀机理与防腐技术还需继续深入研究，特别是超深井试气时，由于地层压力大，要求各种试气工具、设备都具备较强抗压性，但高强度材料又不抗硫化氢应力腐蚀。
2、油管柱的气密封技术
试气作业时，不但要保证井下工具灵活，管柱的气密封也需要高度重视，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，气密封性能就会变差。
3、关井求压技术
一般情况下关井侧压力恢复数值，是采用APR测试，井下关井。但个别情况采用井口关井，由于高压，致使难度增大。与最高压力匹配的井口装置，目前国产存在技术难度和安全隐患，而国外则导致成本上升，且连接尺寸问题较多。
4、井下工具的选择与应用技术
由于井下作业压差大、温度高，条件相当恶劣，因此对井下工具一定要满足可靠、耐压耐温和抗硫的要求，要坐得住、封的严、起下作业畅通。另外还要考虑到试气后获油气投产问题，因此在能够满足施工工艺要求的前题下，井下工具越少越好。
5、井口和地面测试流程的安全监测技术
对于高压力、大产量气井，特别是含硫气井，地面测试流程的安全与计量特别重要。如何实现井口超压和失控状态下的自动关井与报警，还需要继续科研攻关。
参考文献
[1] 陈庭根，管志川. 钻井工程理论与技术. 东营：石油大学出版社. 2000年8月第1版.
[2] 徐贵.徐家围子深层气井试气研究.中国地质大学：硕士论文.2009
[3] 李新春，姚艳芳，黄红梅等.低渗透气井技术研究与应用.油气井测试.2002.06.
[4] 杨涛、杨桦.关于《气井试气工艺规程》的应用及探索.天然气工业.2005.10.