CN108661622A - 一种储气库废气井封堵效果的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储气库废弃井封堵效果的测试方法，属于修井作业领域。该方法包括：对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井。边向井筒内下入MFE测试管柱，边向MFE测试管柱内注入清水来形成液垫，直至水泥塞以下的储层压力大于MFE测试管柱内的液垫压力。待MFE测试管柱下至预定深度后，使MFE测试管柱在距离水泥塞顶面50‑100m的井筒处座封。利用MFE测试管柱进行开、关井，并获取关井期间MFE测试管柱内的测试压力。若测试压力与液垫压力之差小于或等于0.5MPa，则封堵合格，反之，则不合格。该方法测试精度较高，且不会破坏水泥塞。

Description

一种储气库废气井封堵效果的测试方法

技术领域

本发明涉及修井作业领域，特别涉及一种储气库废气井封堵效果的测试方法。

背景技术

为了保证储气库区的安全，防止天然气泄漏，需要对储气库区无法利用的废弃井进行永久封堵。通常情况下，多采用注水泥塞封堵技术对废气井进行封堵作业，具体是将一定量的水泥浆替到储气库目的层和对应的井筒内，形成水泥塞，来达到废弃井永久封堵的目的。为了使井筒内压力达到平衡，在水泥塞以上的井筒内存有一定深度的液体，例如清水。由于储气库的运行具有周期性的强采强注特点，即使在其封堵后也仍然承受着高低压交变载荷，如果封堵性较差，将会导致天然气沿着水泥塞上下运移，或者向非储气层位和井口运移，这将造成巨大的安全隐患。所以，为了确保储气库废气井封堵合格，对其封堵效果进行测试十分必要。

现有技术通过全井筒试压方法来对储气库废弃井的封堵效果进行测试，具体是将泵压设备连接在井口闸门上，从地面向井筒内泵注清水打压，如若水泥塞封堵性差(即不合格)，则井筒内的清水将渗透至水泥塞中，进而造成短时间内，例如半小时内压力下降明显。反之，如若封堵性好(合格)，则压力稳定不变。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的方法需要使用较高的打压压力，并且对于水泥塞的细微泄露不敏感，造成封堵性测试精度较低，并且还存在破坏水泥塞的风险。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种测试精度较高，并且不会破坏水泥塞的储气库废气井封堵效果的测试方法。具体技术方案如下：

一种储气库废气井封堵效果的测试方法，所述方法包括：对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井；

边向所述井筒内下入MFE测试管柱，边向所述MFE测试管柱内注入清水来形成液垫，直至所述水泥塞以下的储层压力大于所述MFE测试管柱内的液垫压力；

待所述MFE测试管柱下至距离所述水泥塞顶面50-100m处时，将所述MFE测试管柱座封在井筒内；

利用所述MFE测试管柱进行开、关井，并获取关井期间所述MFE测试管柱内的测试压力；

若所述测试压力与所述液垫压力之差小于或等于0.5MPa，则封堵合格，反之，则不合格。

具体地，作为优选，所述MFE测试管柱包括自上而下顺次连接的钻杆或油管、变扣接头、钻杆、反循环阀、钻杆或油管、变扣接头、监测压力计、多流测试器MFE、锁紧接头、封隔器、变扣接头、筛管、变扣接头、电子压力计托筒、机械压力计。

具体地，作为优选，所述对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井包括：

利用套管刮削器对井筒的距离所述水泥塞顶面50-100m的井段进行多次刮削；

刮削完毕后，利用清水循环洗井，从而实现所述通井。

具体地，作为优选，通过测试所述井筒内液面位置，来确定在所述MFE测试管柱内形成的液垫高度，并根据所述液垫高度来使所述储层压力大于所述液垫压力。

具体地，作为优选，通过回声仪井筒液面测试来获得所述井筒内液面位置。

具体地，作为优选，在向所述MFE测试管柱内注入所述清水的过程中，每下入10根油管或钻杆，注入一次清水，直至达到所述液垫高度。

具体地，作为优选，所述储层压力与所述液垫压力之差为5-15MPa。

具体地，作为优选，所述储层压力与所述液垫压力之差为10MPa。

具体地，作为优选，在进行所述开、关井时，一次开井时间为150-200min，一次关井时间为250-350min。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的方法，通过在MFE测试管柱内形成液垫，当水泥塞以下的储层压力大于MFE测试管柱内的液垫压力时，则MFE测试管柱底部压差为负压差。如若水泥塞封堵不合格，则开井状态时，水泥塞以下储层中的液体将会在该负压差的作用下侵入MFE测试管柱内，进而使得该MFE测试管柱在关井后的测试压力大于之前的液垫压力，当两者之差大于0.5MPa即可确定封堵不合格。反之，如若水泥塞封堵合格，则开井状态时，储层中的液体将不会或者基本不会侵入MFE测试管柱内，即使测试压力与液垫压力之差小于或等于0.5MPa。可见，由于该测试方法基于在水泥塞上下形成负压，对水泥塞形成自下而上的抽吸力，对于水泥塞的细微泄露都会十分敏感，其测试精度更高，抗干扰性更强，并且不会对水泥塞造成破坏，对于保证储气库的安全运行具有重要的意义。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

基于现有技术采用全井筒试压的方法无法对废弃井封堵效果进行高精度检测，并且具有损坏水泥塞的风险，本发明实施例提供了一种储气库废弃井封堵效果的测试方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井。

步骤2、边向井筒内下入MFE测试管柱，边向MFE测试管柱内注入清水来形成液垫，直至水泥塞以下的储层压力大于MFE测试管柱内的液垫压力。

步骤3、待MFE测试管柱下至距离水泥塞顶面50-100m处时，将MFE测试管柱座封在井筒内。

步骤4、利用MFE测试管柱进行开、关井，并获取关井期间MFE测试管柱内的测试压力。

步骤5、若测试压力与液垫压力之差小于或等于0.5MPa，则封堵合格，反之，则不合格。

本发明实施例提供的方法，通过在MFE测试管柱内形成液垫，当水泥塞以下的储层压力大于MFE测试管柱内的液垫压力时，则MFE测试管柱底部压差为负压差。如若水泥塞封堵不合格，则开井状态时，水泥塞以下储层中的液体将会在该负压差的作用下侵入MFE测试管柱内，进而使得该MFE测试管柱在关井后的测试压力大于之前的液垫压力，当两者之差大于0.5MPa即可确定封堵不合格。反之，如若水泥塞封堵合格，则开井状态时，储层中的液体将不会或者基本不会侵入MFE测试管柱内，即使测试压力与液垫压力之差小于或等于0.5MPa。可见，由于该测试方法基于在水泥塞上下形成负压，对水泥塞形成自下而上的抽吸力，对于水泥塞的细微泄露都会十分敏感，其测试精度更高，抗干扰性更强，并且不会对水泥塞造成破坏，对于保证储气库的安全运行具有重要的意义。

MFE测试管柱，又称MFE地层测试工具、或者MFE地层测试器，其通常用于地层测试中的MFE常规测试，采用了多流测试器(Multi Flow Evaluator，简称MFE)作为核心测试部件。

MFE测试管柱为本领域所常见的，举例来说，张福祥等在《试采技术》,1991(1):41-51中公开了MFE地层测试器操作技术研究；郑丽丽在《中国科技博览》2011(12):84-84中公开了浅析MFE测试器在浅层井中的测试技术等，从以上上述文献中均可获得该MFE测试管柱。

多流测试器MFE也为本领域所常见的，举例来说，专利文献(CN99225262.8)公开了一种大通量多流测试器；专利文献(CN02262940.8)公开了一种新型多流测试器等，本领域技术人员通过参考上述文献即可容易地获得多流测试器。

为了使MFE测试管柱顺利地实现开井和关井，本发明实施例提供了一种优选结构的MFE测试管柱，该MFE测试管柱包括自上而下顺次连接的钻杆或油管、变扣接头、钻杆、反循环阀、钻杆或油管、变扣接头、监测压力计、多流测试器MFE、锁紧接头、封隔器、变扣接头、筛管、变扣接头、电子压力计托筒、机械压力计。

该MFE测试管柱的工作原理是：利用钻杆或油管下入测试层段以上，通过地面操作使封隔器座封，将其他层段与测试层隔离。然后由地上与多流测试器MFE连接的控制系统进行控制，打开多流测试器MFE，使测试层段的地层流体经筛管流入管柱内。同时，通过地上控制，其可以进行多次开、关井，开井流动求得产量，关井测压求得压力数据。

以下就MFE测试管柱中各部件的作用进行概述：

上述各变扣接头用于将其两端的部件进行稳固连接；

反循环阀用于测试结束后，起管柱见液时，反循环洗井；

监测压力计用于精确记录测试全过程的压力变化。

多流测试器MFE由换位机构、延时机构和取样机构三部分组成，其中换位机构可用于重复多次开关井；延时机构用于向下延时，向上不延时；取样机构用于在终流动终期取得流体样品。

锁紧接头，当封隔器座封后，要上提下放管柱来操作该测试管柱，在上提管柱时，使用锁紧接头的心轴在液柱压力的作用下上顶多流测试器的心轴，同时锁紧接头的外筒产生一个向下的锁紧力，保证封隔器的密封。

封隔器的类型选自卡瓦封隔器，通过上提、正旋转、保持扭矩下放进行座封，通过上提进行解封。

电子压力计托筒用于保护机械压力计，机械压力计用于连续记录压力变化。

基于使用MFE测试管柱的基础上，以下就储气库废气井封堵效果的测试方法的各个具体步骤进行阐述：

对于步骤1、对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井，其目的是，一方面防止MFE测试管柱的下入过程中被井筒内壁上粘附的物质或者变形处刮伤，另一方面，使井筒畅通无阻，便于MFE测试管柱顺畅地上提和下放。

该通井过程具体包括：利用套管刮削器对井筒的距离水泥塞顶面50-100m的井段进行多次刮削；刮削完毕后，利用清水循环洗井，从而实现通井。

在此过程中，将刮削井段限定为距离水泥塞顶面50-100m的位置处，以确保MFE测试管柱顺利座封，有效封堵其与井筒之间的环形空腔。并且，根据井筒内壁的实际状态来选择刮削次数，例如可以刮削5次或以上，只要能确保通井效果良好即可。在刮削完毕后，采用清水循环洗井来将井筒内的杂质洗出井外，一般情况下，该循环洗井的时间在2周左右。

对于步骤2、边向井筒内下入MFE测试管柱，边向MFE测试管柱内注入清水来形成液垫，直至水泥塞以下的储层压力大于MFE测试管柱内的液垫压力。

需要说明的是，在本发明实施例中，为了使井筒内压力达到平衡，在水泥塞以上的井筒内存有一定深度的液体，例如清水。通过使用封隔器来封堵MFE测试管柱与井筒下部的环形空间，此时井筒内原有液体对水泥塞的压力要小于水泥塞以下储层压力。通过向MFE测试管柱内注入清水形成液垫，此时，液垫压力将与储层压力相抗衡，当液垫压力小于储层压力时，两者之间形成负压差，即可对水泥塞形成自下而上的抽吸力。

在测试管柱下放过程中，为了防止管柱转动，并且避免封隔器中途坐封，下放速度小于0.4m/s。

具体地，通过测试所述井筒内液面位置，来确定在MFE测试管柱内形成的液垫高度，从而根据该液垫高度来判断储层压力是否大于液垫压力。

举例来说，当井筒内液面高度(自水泥塞顶面开始算)为2000米时，这就说明2000米的液体与水泥塞以下的储层压力恰好平衡。待封隔后，如果将MFE测试管柱内形成的液垫高度限定为小于2000米，例如1000米，此时即可判断得到储层压力大于液垫压力，能够形成负压差。在该负压差的作用下，基于水泥塞是否封堵良好，来相应确定储层中的液体是否能够侵入MFE测试管柱内。

其中，井筒内液面位置可以采用多种方法来实现，举例来说，苟三权在《油气井测试》第15卷第4期公开了气井井筒液面位置确定的简易方法，《中华人民共和国石油天然气行业标准》(ICS75.020，备案号33519-2011)也公开了油井液面测试方法。本领域技术人员在参考上述文献的基础上均可以容易地确定井筒内液面位置。

为了使液面位置的确定更加简便，足够准确，本发明实施例优选通过回声仪井筒液面测试来获得井筒内液面位置。其中，回声仪井筒液面测试对于本领域技术人员为常见的，本发明实施例在此对其不作详述。

基于上述，通过获取液面位置，即可确定MFE测试管柱内的液垫高度，可以理解的是，液垫高度不能太小，以避免无法获得准确的液垫压力，并且不利于后续测试压力的获取。液垫高度也不能太大，以确保对水泥塞微小泄露的敏感性。该液垫高度最直观的表现就是液垫压力。基于上述，储层压力与液垫压力之差可以为5-15MPa，优选为10MPa，其效果是既能保证对微小泄漏的敏感性，又不至于因上下压差过大而破坏水泥塞密封性。

在向MFE测试管柱内注入清水的过程中，每下入10根油管或钻杆，注入一次清水，直至达到液垫高度。其目的是通过分阶段注入清水，形成液垫，防止测试管柱内外压差过大而损坏测试管柱相关部件，并有效避免一次性注入清水难以准确控制注入量、难以精确控制液垫高度的弊端。

对于步骤3来说，待MFE测试管柱下至距离水泥塞顶面50-100m处时，将MFE测试管柱座封在井筒内。

其中，MFE测试管柱的下入深度指的即是满足MFE测试管柱在距离水泥塞顶面50-100m的井筒处座封的深度。通过在上述位置处座封，能使该MFE测试管柱上的监测压力计、电子压力计托筒、机械压力计等压力检测部件距离水泥塞面更近，便于精确记录微小泄漏所导致的压力波动，以提高测试精度。

对于步骤4和步骤5来说，利用MFE测试管柱进行开、关井，并获取关井期间MFE测试管柱内的测试压力，并将其与液垫压力进行比较。

具体地，通过上提、下放MFE测试管柱来控制开、关井，在开井过程中，基于上述负压差来对水泥塞进行抽吸，如若水泥塞封堵性不好，则储层中的液体将被抽吸至MFE测试管柱内与液垫混合，即液垫高度增加，压力也随之增加。在关井后，通过对MFE测试管柱内液垫压力进行测量，获得测试压力，当测试压力与液垫压力之差小于或等于0.5MPa，则封堵合格，反之，则不合格。

具体地，在获得上述测试压力时，通过上提MFE测试管柱解封起钻，起出MFE测试管柱后，读取由机械压力计所存储的数据来获得。

在进行开、关井时，一次开井时间为150-200min，例如150min、160min、180min、190min等，一次关井时间为250-350min，例如260min、280min、310min、330min等。

对开井时间和关井时间进行如上限定的意义是：如果水泥塞密封不严，存在泄漏，水泥塞以下地层的流体将能透过水泥塞向上渗透，引起水泥塞之上区域的压力变化。通过足够的开关井时间，以给予水泥塞之上的区域有足够的压力传递时间，形成压力积累，便于记录压力变化。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了一种储气库废弃井封堵效果的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、选择目标废弃井，利用套管刮削器对该废弃井的井筒的距离水泥塞顶面50-100m的井段刮削5次；刮削完毕后，利用清水循环洗井2周，从而实现通井。

步骤2、通过回声仪井筒液面测试来获得井筒内液面高度(自水泥塞顶面开始算)为2500米，根据该液面位置确定所加入的液垫高度，来使储层压力与液垫压力之间的压力差为10MPa。

步骤3、以小于0.4m/s的速度向井筒内下入MFE测试管柱，边向井筒内下入MFE测试管柱，边向MFE测试管柱内注入清水，直至液垫的高度达到要求，使储层压力与液垫压力之间的压力差为10MPa。

步骤4、待MFE测试管柱下至预定深度后，使MFE测试管柱在距离水泥塞顶面50-100m的井筒处座封；

步骤5、采用一开一关的工作制度进行地层负压测试，利用MFE测试管柱进行开、关井。控制一次开井时间为180min，一次关井时间为310min。

步骤6、关井结束后，上提测试管柱进行解封，起出测试管柱，然后读取并关井期间MFE测试管柱内的测试压力。

结果表明，测试压力与液垫压力之差小于0.5MPa，则表明该废弃井封堵合格。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种储气库废气井封堵效果的测试方法，其特征在于，所述方法包括：对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井；

边向所述井筒内下入MFE测试管柱，边向所述MFE测试管柱内注入清水来形成液垫，直至所述水泥塞以下的储层压力大于所述MFE测试管柱内的液垫压力；

待所述MFE测试管柱下至距离所述水泥塞顶面50-100m处时，将所述MFE测试管柱座封在井筒内；

利用所述MFE测试管柱进行开、关井，并获取关井期间所述MFE测试管柱内的测试压力；

若所述测试压力与所述液垫压力之差小于或等于0.5MPa，则封堵合格，反之，则不合格。

2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述MFE测试管柱包括自上而下顺次连接的钻杆或油管、变扣接头、钻杆、反循环阀、钻杆或油管、变扣接头、监测压力计、多流测试器MFE、锁紧接头、封隔器、变扣接头、筛管、变扣接头、电子压力计托筒、机械压力计。

3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述对废弃井内水泥塞以上的井筒进行通井，包括：

利用套管刮削器对井筒的距离所述水泥塞顶面50-100m的井段进行多次刮削；

刮削完毕后，利用清水循环洗井，从而实现所述通井。

4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，通过测试所述井筒内液面位置，来确定在所述MFE测试管柱内形成的液垫高度，并根据所述液垫高度来使所述储层压力大于所述液垫压力。

5.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，通过回声仪井筒液面测试来获得所述井筒内液面位置。

6.根据权利要求4所述的测试方法，其特征在于，在向所述MFE测试管柱内注入所述清水的过程中，每下入10根油管或钻杆，注入一次清水，直至达到所述液垫高度。

7.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述储层压力与所述液垫压力之差为5-15MPa。

8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，所述储层压力与所述液垫压力之差为10MPa。

9.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在进行所述开、关井时，一次开井时间为150-200min，一次关井时间为250-350min。