彭鑫岭 曾大乾 张世民 梁梅生 胡杰

中国石化中原油田普光分公司

普光气田高含硫化氢气井开发测井工艺优选与应用

彭鑫岭 曾大乾 张世民 梁梅生 胡杰

中国石化中原油田普光分公司

四川盆地普光气田高含硫化氢气井的井下工况非常恶劣，井口安全控制风险极大，对开发测井设备的材质、井口控压装置的防喷能力和井口动态密封系统的密封性等方面要求非常苛刻，而国内缺乏高含硫化氢气井成熟的开发测井工艺和施工经验。普光气田投产后，为了安全有效地组织开发测井，取全取准气井动态资料，开展了高含硫化氢气井开发测井先导性试验，优选电缆输送直读测试工艺，并制订了细致可行的施工方案和有针对性的安全应急预案。P302井成功进行了开发测井施工，其井下测试资料全准率达100%，顺利完成了我国第一口超深、高压、高含硫化氢气井的开发测井施工，实现了国内高含硫化氢气井开发测井的突破，为类似气井安全有效地开展开发测井积累了经验。

四川盆地 普光气田 硫化氢 开发 测井 测试 产气剖面 试井 压力恢复

四川盆地普光气田是迄今国内首个成功投入开发的整装海相高含硫化氢气田。为了实现高含硫化氢气田安全、稳定、长效生产，气井投入生产后必须优选满足安全、环保和井下工况要求的测试工艺，及时开展开发测井，取全取准井下产量、压力、温度、地层参数等资料，跟踪分析气藏动态特征，不断深化气藏认识，制订并实施合理措施，达到提高经济效益和采收率的目的［1］。普光气田开采过程中伴有单质硫、凝析水析出，易形成水合物［2］，这对井口动态密封系统要求非常高，井口控压防喷难度也大，对井下测试仪器、工具、测试电缆（或钢丝）、密封胶圈等的材质要求也非常高。

1 测井工艺及设备优选

国外高含硫化氢气田主要在气井中下入永置式电子压力计，实时监测井底压力的变化，而普光气田只在2口气井中下入了永置式电子压力计，且只下到封隔器以上，没有下到投产层段。国内还没有超深、高压、高含硫化氢气井开发测井施工经验可供借鉴。为此，在调研国外类似气田开发测井工艺技术的基础上，根据普光气田硫化氢含量高、压力高、产量高、井身结构复杂、井型多样、厚层合采等特点和动态监测需求，组织开展了高含硫化氢气井开发测井先导性试验。经过分析、论证，最后优选电缆输送直读测试工艺，组合进行产气剖面、系统试井、压力恢复等测试。

测试电缆材质是抗硫化氢的HC 265合金，符合NACE MR0175国际标准。适用于H2S浓度小于35%、温度小于200℃的酸性气体环境。

井口防喷设备采用高压防硫化氢测井控制系统，高30 m，材质符合NACE MR0175国际标准，最高工作压力68.9 MPa，适用于最大井口压力小于57.4 MPa的气井（图1）。

井下测试仪器外部材质为AISI 4130—4135合金，符合NACE MR0175国际标准。最大外径43 mm，工作温度上限150℃，工作压力上限103 MPa（图2）。①PBMS由伽马短节、磁定位短节、压力计和温度计组成，伽马、磁定位用于校正深度，温度计及压力计实时记录温度与压力；②PILS是线性流量计；③PCMS主要测试电缆头张力、井斜、方位和加速度；④PFCS由扇形流量计、X－Y井径仪、持水率探针组成。扇形流量计测流速，X－Y井径仪测井眼轨迹，持水率探针测持水率、气泡个数。仪器串能准确识别水、油、气进入点，精确确定两相和三相流剖面。

图1 井口防喷设备示意图

图2 井下仪器串图

2 测井施工设计

按照合理组合测试内容、减少施工程序、确保施工安全的原则，优化测试施工设计。论证确定测试内容包括生产剖面测井、压力恢复和稳定试井等［2］，测试仪器共下井两趟，完成设计测试项目。

1）第一次下井使用 54 mm加重杆＋ 43 mmPBMS（图2）。关井状态仪器串下至井深500 m，开井以小于45×104m3／d的产量至生产稳定。下放电缆进行通井，同时测取井径和流压、流温剖面，落实井径、井筒液面及遇阻位置等。仪器停在产层中深关井进行压力恢复测试，完成后上提电缆测取静压静温剖面。

2）第二次下井使用 54 mm加重杆＋ 43 mm（PBMS＋PCMS＋PILS＋PFCS）仪器串（图2）。关井状态仪器串下至井深500 m，开井以小于45×104m3／d的产量至生产稳定。下放电缆，仪器串下至测量井段后先以3～4个不同速度刻度转子流量计，然后将仪器停放在产层中深，按设计的3～4个工作制度调产并至生产稳定，分别测试每个制度产气剖面及井底流压等。

在编制开发测井施工设计过程中，针对实施过程进行风险识别，开展专项安全评估。严格按照高含硫化氢气井相关标准、规范要求编制开发测井施工应急预案。同时要求消防、气防、医疗救护人员及设备进驻施工现场进行全过程监护。

3 现场施工及成果解释

这里以P302井为例介绍现场施工及成果解释情况（图3）。

3.1 基础资料

该井完钻井深5 406 m，全井最大井斜16°，方位122°。投产层位为飞仙关组和长兴组，层段5 128～5 261 m，气层厚度111 m。油管口下入深度5 045 m［3］。

3.2 现场施工

成立P302井现场施工领导小组，明确职责，确保施工各环节协调及时、到位。开工后，现场施工领导小组成员和监督24 h盯守现场，检查施工设计执行情况，评价测试原始资料质量是否达到设计要求。①将测井车、发电机、工房、压力地面控制系统、井口压力设备和吊车等摆放至指定位置。连接井口设备及仪器。②召开现场安全会。现场组织安全、技术和施工人员进行技术交底、安全确认与应急演练。③试压。关闭防喷盒，井口压力设备打压至45 MPa，15 min后无压降，试压合格。④下井测试。仪器串过安全阀和油管口时速度小于600 m／h，并时刻关注电缆张力变化。根据设计第一次完成流压、流温剖面测试和压力恢复、静压、静温剖面测试等；第二次完成4个工作制（30× 104m3／d、60×104m3／d、90×104m3／d、120×104m3／d）的生产剖面和井底流压测试等。⑤拆卸仪器及设备，吊装离场。

图3 P302井30×104 m3／d产气剖面图

3.3 资料处理与解释

3.3.1 测试资料处理

应用自然伽马或磁定位进行校正。根据本井特点，采用自然伽马进行校正，选取校正点为5 190 m处。

3.3.2 产气剖面计算

实测井底积液深度为5 222.0 m处（关井状态），遇阻深度为5 279 m，确定测试井段5 128.0～5 261.0 m。

本井产气剖面主要测量持水率和转子转速两个参数，结合流压、流温确定产出层和流量。井口30×104m3／d产量下，该井产气层有5层；Ⅰ层井段5 127.6～5 139.6 m、气层10.8 m，Ⅱ层井段5 174.9～5 186.4 m、气层11.5 m，Ⅲ层井段5 189.2～5 198.9 m、气层9.8 m，Ⅳ层井段5 200.1～5 204.4 m、气层4.3 m，Ⅴ层井段5 211.8～5 227.6 m、气层12.7 m。各层井口产量分别是1.90×104m3／d、2.62×104m3／d、14.19×104m3／d、6.59×104m3／d和4.70×104m3／d［4］（图3）。4个工作制度的产气层一致，但井底流压、单层产量和所占比例均有变化。解释该井产层累计厚度为49.1 m，占投产层段气层厚度的44.24%［5］。

3.3.3 产能评价

系统试井8 h左右即达到稳定。采用气井二项式、指数式产能方程进行产能评价。基于测试资料分层计算5个贡献层产能，Ⅰ层无阻流量21.47×104m3／d，Ⅱ层无阻流量25.36×104m3／d，Ⅲ层无阻流量428.55×104m3／d，Ⅳ层无阻流量91.35×104m3／d，Ⅴ层无阻流量71.05×104m3／d。评价气井生产层段无阻流量为637.78×104m3／d［6］。

3.3.4 压力恢复解释

压力恢复24 h达到稳定。根据开发测井解释结果，建立3层数值模型。根据本井压力恢复曲线及地质研究成果，拟合过程中采用双孔模型。解释出目前地层压力48.47 MPa（未考虑周围邻井生产影响），折算地层压力系数0.93，井筒储集系数55.34 m3／MPa，地层系数1 136.62 mD·m，平均渗透率15.05 mD，表皮系数－4.26［1，5］。

4 结论及建议

1）测试优选的材质为HC 265合金的测试电缆、高压防硫化氢井口防喷设备、材质为AISI 4130－4135合金的井下测量仪器，均可以满足普光高含硫化氢气井开发测井要求。

2）电缆输送直读测试工艺的优点是可以直观掌握井下测试仪器工作状态，实时读取井下数据。根据实时诊断图可灵活调整测试程序和工作制度，能够最大程度优化施工时间，有效提高测试一次成功率；井下仪器灵敏，录取的原始资料质量高，能够达到气井动态监测要求。

3）电缆输送直读测试工艺的缺点是测试电缆为多股钢丝绕制，表面有凹槽，井口通过向防喷装置流管连续注入密封脂实现动态密封，密封装置结构相对复杂，操作要求高。测试电缆外铠容易松弛，导致局部外径变大，造成遇卡。

4）为确保井口动态密封系统的有效性，须根据环境温度选择适合黏度的密封硅脂，且在整个作业过程中控制密封硅脂压力不小于井口压力的两倍。

5）为了保证测试安全，应合理优化下井仪器串，尽量减少长度，控制起下仪器速度，降低施工风险。

6）仪器串下井时加装旋转接头，并且严格控制电缆速度在30 m／min以内，每下放500 m，上起50 m，充分释放电缆扭矩，有效防止测试电缆外铠松弛造成遇卡。

7）使用两盘电缆轮流作业，每盘电缆完成3口井之后，须对电缆进行保养及重新退（绕）铠，保持良好的电缆内外铠松紧程度，降低电缆遇卡风险。

8）合理的工艺设计和施工设计，有针对性的安全风险分析，切实可行的应急救援方案和严苛的现场管理是实现高含硫化氢气井开发测井施工安全顺利的基础。

9）在钻井和投产作业过程中，为了确保安全、环保，高含硫化氢气井采用的超常规措施导致投产层段产出状况比常规井要复杂得多，如产层堵塞严重。高含硫化氢气井投产后应适时开展开发测井，及时准确掌握气井产出剖面和地层参数等，为制订并实施科学合理的改造措施提供第一手资料。

［1］阿曼纳特U乔德瑞，国外油气勘探开发新进展丛书（五）：气井试井手册［M］.冉新权，刘海浪，译.北京：石油工业出版社，2008.

［2］郭海敏.生产测井导论［M］.北京：石油工业出版社，2010.

［3］张世民，彭鑫岭.普光气田开发方案［R］.达州：中国石化中原油田普光分公司，2006.

［4］齐真真，赵永刚.利用产出剖面分析合采产出效果［J］.天然气工业，2010，30（12）：41－43.

［5］彭鑫岭，张世民.普光气田气井投产层段优化方法与效果［J］.天然气工业，2011，31（5）：61－63.

［6］刘能强.实用现代试井解释方法［M］.北京：石油工业出版社，2008.

Optimization and application of logging technology in the development of sour gas wells in the Puguang Gas Field，Sichuan Basin

Peng Xinling，Zeng Daqian，Zhang Shimin，Liang Meisheng，Hu Jie
（Puguang Branch of Sinopec Zhongyuan Oilfield Company，Dazhou，Sichuan 635000，China）

NATUR.GAS IND.VOLUME 32，ISSUE 11，pp.32－35，11／25／2012.（ISSN 1000－0976；In Chinese）

There is a high risk in wellhead safety control under the sour downhole operating conditions in the Puguang Gas Field.Therefore，stringent requirements are extremely needed for the logging in such wells in terms of material quality of equipment，wellhead pressure control device，dynamic sealing，etc.Besides，neither mature technology nor successful experience is hard to find at present in China.When the Puguang Gas Field was put into production，pilot logging tests were first performed for realizing safe and efficient logging and obtaining complete and accurate data of gas well performance.Then，the conveying wireline direct－reading test process was optimized as well as feasible operation programs and emergency measures for safety control.With these methods，the logging was successfully accomplished in P302 well，the first ultra－deep，high pressure and sour gas well in China，and the accuracy rate of downhole test data was up to be 100%.It was a breakthrough of logging in sour gas wells in China，which accumulates good experience for logging in similar wells.

Sichuan Basin，Puguang Gas Field，hydrogen sulfide，development，logging，test，gas production profile，well test，pressure restoration

彭鑫岭等.普光气田高含硫化氢气井开发测井工艺优选与应用.天然气工业，2012，32（11）：32－35.

10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.007

国家科技重大专项“高含硫气藏安全高效开发技术（二期）”项目（编号：2011ZX05017）。

彭鑫岭，1965年生，高级工程师，硕士；主要从事开发地质研究和管理工作。地址：（635000）四川省达州市凤凰大道468号中石化达州基地。电话：（0818）4776730。E－mail：pypxw＠163.com

（修改回稿日期 2012－09－12 编辑 韩晓渝）

DOI：10.3787／j.issn.1000－0976.2012.11.007

Peng Xinling，senior engineer，born in 1965，is mainly engaged in research of development geology and management.

Add：No.468，Fenghuang Rd.，Dazhou，Sichuan 635000，P.R.China

E－mail：pypxw＠163.com