摘要：四川盆地东北部元坝气田具有高温、高压、高含H2S特性，储层埋藏深且非均质性强，由此带来了测试工艺复杂、储层改造困难、井控安全风险大等困难。在元坝超深高含硫气井测试实践中，逐步形成了材质优化选择、一体化管柱多功能APR测试、多级压力控制、测试制度优化、快速返排、井控工艺、堵漏压井工艺、地面流程安全控制技术及海相储层改造工艺技术，从而满足了元坝气田“三高”气井试气的需要。现场应用结果表明，已施工完的16口井55层，获得工业气流14口井23层，未发生一起安全事故，有效保障了元坝气田勘探的顺利进行，取得了安全、优快、环保的工作效果和重大社会经济效益。
关键词：四川盆地东北部；元坝气田；超深气井；高含硫；测试；酸化压裂；储集层；改造；技术
1 超深高含硫气井测试技术难点
四川盆地东北部元坝气田超深、高压、高含硫气藏为测试带来了诸多难题和挑战[1～3]，为确保正常测试及生产安全，需要从设备工具的材质、管柱结构、配套工艺等方面进行科学论证和不断改进。元坝超深高含硫气井测试主要存在以下技术难点。
1) 储层具有多层系、多压力系统以及高温、高压、高含硫特性(表1)；使用的测试工具承压低，工具存在刺漏和卡钻的隐患，测试施工存在较大风险。
2) 储层埋藏深，非均质性强，大部分属于低孔低渗，钻井液对储层伤害较严重，常规测试难以获得理想的测试效果；酸压改造施工时存在储层破裂压力高、裂缝延伸压力高，在施工设备和井口限压条件下，注酸困难，施工井口压力高，酸压改造后残酸返排困难。
3) 测试井口装置、管柱、井下工具、地面流程等承受压力大，易引起刺漏、变形破坏。
4) 部分储层裂缝和溶洞相对发育，井漏较严重，特别是试气酸压改造后喷漏同存，处理难度极大。
2 测试工艺技术
2.1 油管选择
探井在酸性气体中短期测试过程中，材质选择关键是控制硫化氢的氢脆腐蚀；选择满足抗SSC要求的材质[1～2]，同时评价酸液体系对管材抗应力腐蚀破裂的影响。通过计算，测试油管选用110SS材质，基本能满足超深含硫气井抗SSC及酸液腐蚀要求。
根据力学计算结果，形成了Φ89mm 110SS壁厚6.45/9.52mm气密封扣油管组合，超深储层酸压改造管柱中下入两组伸缩节，保证了超深井测试管柱的安全。抗拉安全系数在80%名义屈服强度下选取1.8，抗内压安全系数选取1.25，抗外挤选取1.125。自现场应用以来，未发生因油管材质和强度导致的事故。
2.2 多功能测试工艺技术
利用地震、钻井、录井、测井等资料，在研究区域构造、砂体展布、地层压力及温度、含油气情况、储层特征等基础上，针对不同的测试目的，形成了以“超正压射孔酸压测试技术”[4]为核心的4类7套优快APR测试技术(表2)。对深度大于6000m的气井，改造管柱需增加2组伸缩短节。
超正压射孔酸压测试管柱如图1所示，主要用于射孔后立即进行改造的储层，一般是储层物性较好、通过改造可获得理想产能的储层。充分利用超正压射孔产生的高压聚能流体对地层形成的微裂缝，降低注酸初始压力。该三联作工艺，不仅能缩短施工周期、成果见效快、有效降低测试成本，而且能减少射孔后压井液对地层的二次污染。
分两步走的射孔酸压测试三联作工艺，对于储层相对差、破裂压力高的储层，通过射孔后试挤判断地层吸收量，减少直接进行改造的盲目性，节约了酸压施工费用，减小了现场环保压力。
2.3 多级压力控制技术
压力控制技术是超深井测试的关键技术，关系到施工安全、油层套管、试气管柱等的安全可靠。该技术是以环空套管承压能力为基础，基于井内流体、井下工具耐压能力、油管和套管强度，通过不同工况下测试工具的井口压力控制，保障井下管柱的安全。通过元坝气田多口井实践和验证，形成了多级压力控制APR测试优化设计方法(图2)，保证了元坝地区超深井的安全快速测试评价。
2.4 测试地面流程
针对元坝地区超深、高压、高温、高含硫化氢、测试产量高的情况，经过近年的实践，逐步完善了地面测试流程，形成以105/70/70MPa[5]或105/105/105MPa三级节流为核心(图3)，包括节流控制系统、加热保温系统、分离系统、计量系统、安全快速控制系统、安全点火系统、数据自动采集系统、应急压井系统等组成的地面测试流程。该流程基本满足替喷、放喷、测试、正反循环压井、洗井、气举等高压、高产、高含硫探井的试气施工要求，具有能够实现安全高效的放喷口点火，实现单独或共同使用测试、钻井地面流程进行正、反循环压井，用压裂车、钻井泥浆泵压井等功能，确保了放喷求产过程中的流程设备安全和操作人员的人身安全。
2.5 井控工艺技术
1) 采气井口选择105MPa FF级或进口140MPaFF/HH级采气树，并采用金属密封与橡胶密封相结合的复合密封；防喷器组合采用的方式(自上而下)为：半封闸板+剪切闸板+全封闸板+半封闸板，防喷器具有远程液压控制和手动控制功能。
2) 采用三级节流测试流程，充分利用钻井压井和节流管汇与测试流程组成压井、堵漏管网，配齐备用液控平板阀和节流阀、油嘴套和油嘴。
3) 配备压力、液面、有毒有害气体监测报警系统，为及时采取地面开关井、井下开关井、循环压井等措施的及时制订提供保障。
4) 制订有效的预防措施和应急预案，为试气井控提供了安全保障。
3 酸压改造工艺技术
3.1 胶凝酸+闭合酸压工艺技术
该技术以“提高酸蚀裂缝长度和近井带的裂缝导流能力”为核心，已经成为元坝深度酸压的主体工艺，在元坝气田得到了全面的推广应用。
3.2 加重酸压工艺
针对元坝气田区块储层埋藏深、破裂压力梯度较高的特点，通过在注入前置酸之前采用高密度(1.8～2.0g/cm3)加重酸液来提高液柱压力，实现在井口施工限压下增加井底净压力，以增大压开储层的几率。1-1井采用密度1.8g/cm3加重酸，创造了井底压力最高(212MPa)的液体加重最高的世界纪录。
3.3 震荡注入酸压工艺
利用“冲击波”原理，形成了异常高破裂压力储层的震荡注入酸压工艺，该工艺利用快速提高施工压力时产生的“冲击波”(压力峰值是显示值的2～5倍)对储层应力集中不断进行释放，实现降低破裂压力目的。该工艺成功用于1-1井长兴组，经过6次高压震荡成功压开储层(图4)，酸压后增产天然气50.2×104m3/d。
4 应用效果
某井长兴组6226～6319m经规模400m3胶凝酸射孔酸压测试，获得日产天然气120.2×104m3，取得了元坝地区超深层海相天然气勘探的重大突破，证实了元坝地区丰富的天然气资源基础。
参考文献
[1] 何生厚.高含硫化氢和二氧化碳天然气田开发工程技术[M].北京：中国石化出版社，2008.
[2] 胡东风.川东北元坝地区隐蔽气藏的勘探突破及其意义[J].天然气工业，2010，30(8)：9-12.
[3] 付德奎，郭肖，杜志敏，等.高含硫气藏硫沉积机理研究[J].西南石油大学学报：自然科学版，2009,31(5)：109-111.
[4] 沈琛.川东北超深高酸性气田勘探开发工程技术[J].中国工程科学，2010，12(10)：29-34.
[5] 王世泽，唐瑞江，赵祚培，等.高压高产含硫气井测试技术及应用[J].中同工程科学，2010，12(10)：56-60.
(本文作者：唐瑞江 李文锦 王勇军 蒋人义 代俊清 中国石化勘探南方分公司)
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