中联试井规范精讲.docx
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中联试井规范精讲
中联煤层气有限责任公司企业标准
煤层气井注入/压降试井技术规范ZL98
1范围
本规范规定了煤层气井注入/压降试井的试井设计、试井设备的技术要求、试井施工、数据采集、资料解释以及试井报告等主要内容。
适用于煤层气勘探和开发阶段，钻井过程中或完井后进行的测试。
所使用设备可以是专门为注入/压降测试设计的坐封、关井及地面注入设备，也可以使用专门的注入设备，配合钻杆测试所使用的MFE等测试工具进行测试。
2试井目的
试井是认识气藏、进行气藏评价和生产动态监测，以及评估完井效率的重要手段。
煤层气井注入/压降试井的目的旨在取得煤层的渗透率、储层压力等各项储层参数，为煤层气井生产潜能评价和开发实验提供可靠的参数依据。
3引用标准
SY/T5895油气藏工程常用参数符号及计量标准和国内外煤层气工程常用参数符号。
4试井设计（试井设计格式参见附录A）
4.1设计依据
试井设计是依据勘探开发区内被测试井的钻井资料和邻近井的试井资料，通过分析计算，确定合适的测试时间、注入排量、最大注入压力，选择最佳施工方案及试井设备组合，合理安排施工进度，正确指导现场测试施工。
4.2设计内容
4.2.1试井目的
根据煤层气井不同阶段的要求，阐明本次注入/压降试井所要解决的问题。
4.2.2测试井的基本数据（参见本规范6.1.1）
4.2.3注入流体及参数计算
4.2.3.1注入流体选择
为减小注入流体对煤层的伤害，对于含水煤层，注入流体应优先选择被测试层中的地层水，在现场条件无法满足的情况下，可以选择洁净淡水。
对于不含水和富含游离气的煤层，应选择注入氮气。
4.2.3.2测试时间选择
中联煤层气有限责任公司批准实施
测试时间包括注入时间和关井时间。
测试时间的选择原则：
对于渗透性好的煤层注入和关井时间可以短些，对于渗透性差的煤层可适当延长注入和关井时间。
要求注入时的影响半径一般不小于5m。
测试时间可以通过计算公式求得：
注入时间：
tinj＝（69.4Ctri2）k
（1）
式中：
孔隙度
流体粘度（mPas）
Ct综合压缩系数（MPa－1）
ri影响半径（m）
k煤层渗透率（10-3m2）
关井时间：
tfall＝23tinj
式中：
tfall关井时间（h）
tinj注入时间（h）
4.2.3.3最大注入压力选择
最大注入压力是注入阶段的一个重要参数，它的设计应以不压破煤层为依据，最大注入压力值可以通过微破裂试验或采用计算公式求得：
Pmax＝min－0.0098wD
（2）
式中：
Pmax最大注入压力（MPa）
min煤层最小主应力（MPa）
w流体密度（g/cm3）
D煤层中部深度（m）
注入阶段的注入压力应控制在8090Pmax以下为宜。
4.2.3.4注入排量选择
注入排量的选择应依据地层的具体情况。
确定下限时，应使地层中具有足够的压力变化值，以保证测量精度；确定上限时，应使注入压力的上升幅度在设计注入时间内低于煤层破裂压力。
注入过程中要求注入排量稳定，波动值不超过10%。
最大注入排量可以通过计算公式求得：
（3）
式中：
qinj最大注入排量（m3/d）
k煤层渗透率（10-3m2）
h煤层厚度（m）
pmax最大注入压力（MPa）
pi原始储层压力（MPa）
B流体体积系数（m3/m3）
流体粘度（mPa.s）
tinj注入时间（h）
孔隙度
Ct综合压缩系数（MPa－1）
rw井筒半径（m）
S表皮系数
4.2.4试井方案的确定
对于测试目标煤层，需根据测试的具体要求选择试井方案。
一般应结合试井设备的具体情况按设计的参数进行注入/压降测试。
设计有原地应力测试，应在注入/压降测试后进行。
另外，对于新区或资料比较少的地区，在注入/压降试井前应安排一次微破裂试验，以确定煤层的最大注入压力，这对注入/压降测试中注入压力的设计有指导作用。
4.2.4.1注入／压降测试
根据试井设计计算的测试时间、注入排量、最大注入压力等参数值，进行注入/压降测试施工。
4.2.4.2原地应力测试
原地应力测试采用微型压裂法，一般进行四个循环周期。
具体要求如下：
注入周期注入时间（min）关井时间（min）
10.520
2130
3230
4460
4.2.5试井设备技术要求（参见本规范5）
4.2.6施工进度计划
4.2.7施工步骤及技术要求（参见本规范6）
4.2.8资料录取要求（参见本规范7）
5试井设备、仪表技术要求
5.1压力计
压力计应选择高精度电子压力计。
5.1.1电子压力计的技术指标要求如下：
压力量程：
不小于35MPa
工作温度：
-25125C
数据点：
不低于20000个
精确度：
不低于0.025%
温度分辨率：
不低于0.01C
压力分辨率：
不低于0.0005MPa
采样速率：
最小间隔不大于2秒
5.1.2压力计的维护情况
为保证压力计的正常工作，用于下井测试的压力计应具有标定说明书。
有下列情况之一时，必须在使用前对压力计进行调试和检定：
a。
使用已超过15次
b。
出现不正常或停用半年以上
c。
长途运输或遇剧烈振动、碰撞
d。
在恶劣条件下使用后
5.2关井工具
为了避免测试过程中井口平衡点压力PW及液面平衡点压力PL的影响，注入/压降试井应采用井下关井方式，关井工具可选用专门配备的井下关井阀，或常规油气井使用的MFE。
5.3封隔器与工具管串组合
5.3.1封隔器
封隔器应选择适用于裸眼及套管测试的膨胀式封隔器，要求能满足单封隔器坐封和双封隔器跨隔坐封测试。
其规格、工作压差等技术指标的要求应以满足测试为原则。
5.3.1.1封隔器坐封位置要求
a封隔器坐封位置应选择在岩性好、致密、坚硬及井径规则的井段，最好能靠近煤层顶板。
b对于裸眼测试井，应安排测井，结合测井和钻井资料，选择合适坐封位置。
c供坐封的良好井段，最短不小于2m。
d双封隔器跨隔测试，对于裸眼井，考虑煤层松散、破碎的特点，为安全起见，不主张采用双封隔器跨隔测试；对于套管井，跨隔测试不大于50m。
5.3.1.2封隔器压差
封隔器的压差控制应结合注入所要求的最大注入压力及环空钻井液的比重来综合考虑。
一般情况下，建议封隔器的压差控制在10－15MPa以内。
5.3.2工具管串组合
井下工具管串应包括：
封隔器、筛管、油管、关井工具、压力计等主要设备。
5.4泵注设备
泵注设备应包括：
注入泵、动力设备（柴油机或电机）、储水罐、流量调节阀、回流阀、高压管汇、压力安全阀、压力表、流量计。
5.4.1注入泵：
排量稳定的35缸柱塞泵。
其工作压力、注入排量等技术指标要求应以满足测试为原则。
5.4.2压力安全阀：
安全压力范围应低于最大泵压。
5.4.3流量计：
涡轮式流量计或电子式流量计。
用于记录和显示注入排量和累积注入量。
其记录精度应不低于0.1L。
5.4.4动力设备：
其功率大小应与注入泵要求相匹配，以持续工作不小于30小时为原则。
5.4.5压力表：
配备各种量程的油浸防震压力表，用于记录井口压力及泵压变化。
其记录精度应不低于0.25％FS。
5.5其它
5.5.1计算机系统：
486以上笔记本或台式计算机，打印机、试井解释软件。
5.5.2油管：
60.3mm或73.0mm。
为减小井筒储集效应，缩短测试时间，选用较小直径的油管为宜。
5.5.3防喷装置：
对于高压煤层气井应配备专用防喷及安全设备。
6试井施工
6.1施工准备
6.1.1基础资料准备
6.1.1.1测试井数据：
井号，井别，坐标，地理位置，构造位置，完井层位，井身结构等。
6.1.1.2测试层数据：
层号，厚度，煤层结构，顶、底板深度，顶、底板岩性及厚度等。
6.1.1.3钻井液数据：
类型，比重，粘度，含砂量，PH值，泥皮厚度等。
6.1.1.4测井数据：
井径，井深，井斜，测试层厚度、深度，顶底板厚度、深度等。
6.1.1.5结合钻井、测井及邻近井资料，综合分析，估计测试层的基本参数。
6.1.2测试设备准备
对测试设备、仪表、压力计等进行性能检验，仪表、压力计应有检验标定说明书，合格后方可使用。
6.1.3地面准备
6.1.3.1对试井设备进行检查、保养。
6.1.3.2封隔器试压，给压10MPa，稳压15分钟为合格；卸压，观察解封情况。
6.1.3.3根据现场钻井资料及测井资料确定封隔器的坐封位置，
6.1.3.4连接下井测试管柱，记录每一部件名称、尺寸、长度。
6.1.3.5通井、循环钻井液，确保测试管柱起下畅通无阻，井底干净，测试煤层完全裸露。
6.1.4组织施工人员，交待测试井情况并分工，确保测试顺利进行。
6.2施工步骤
6.2.1测试管柱下井
6.2.1.1压力计录取数据编程，在通过检验程序后，装入测试管柱中的压力计托筒。
如果配备钢丝（或电缆）绞车，可在测试管柱下入井底以后，使用绞车下入压力计。
6.2.1.2下井过程油管连接丝扣必须拧紧，防止渗漏。
6.2.1.3下井过程应平稳，遇阻则上提管柱，排除遇阻情况后方可继续下入。
6.2.1.4记录下入油管的根数及长度，计算管柱总重量。
6.2.2安装和连接地面装置
6.2.2.1管柱下至预定深度后，校正下入管柱的长度，确保深度无误。
6.2.2.2安装井口设备，连接地面测试管汇。
检测地面记录装置。
6.2.3向油管中加满清水或其它选择应用的注入流体。
6.2.4测试管柱试压
6.2.4.1实施井下关井。
向测试管柱注水，加压15MPa，关闭井口阀门。
6.2.4.2稳压15min为合格。
如发现泄漏，应查明原因重新试压。
6.2.5封隔器坐封
6.2.5.1根据封隔器的型号及坐封形式，选择合适的坐封参数。
6.2.5.2实施封隔器坐封。
6.2.5.3观察环空液面，检查漏失情况，如发现漏失，需查明原因重新坐封。
6.2.6关井24小时，使因循环及下入管柱引起的压力波动趋于平衡。
然后开井，进行测试工作。
6.2.7测试
6.2.7.1微破裂试验（视具体情况要求而定）
a启动地面注水泵，以最大排量向煤层注水，依此产生一个压裂地层的瞬时压力脉冲，该过程仅仅持续十几秒钟。
观察井口压力变化。
记录注入时间、注入量。
b井下关井，记录关井时井口最大压力，关井23小时。
c关井结束，分析数据，确定最大注入压力值。
6.2.7.2注入/压降测试
a启动地面注水泵开始注入。
b根据设计的注入排量进行调节，观察压力和排量变化，选择合适的排量进行持续注入，注入排量应尽量保持稳定。
调节排量的时间不应超过整个注入时间的三分之一。
注入时间按设计时间加以控制，井口压力应不超过地层破裂压力（如果井口压力提前达到最大允许压力，则应提前关井，结束注入阶段），
c记录注入排量、井口压力和累积注入量。
记录间隔不大于10min.。
同时观察环空液面变化，以监测封隔器坐封情况。
d按设计的注入时间持续注入。
e注入结束，采用井下关井，同时关闭井口阀门，观察井口压力变化，以检验井下关井工具密封情况。
f按设计的关井时间关井测压降情况。
g关井结束后开井。
在条件许可的情况下，最好现场录取分析数据，经检验测试结果合格后，进行下一步的原地应力测试。
6.2.7.3原地应力测试
a启动地面注水泵，以最大排量注入，观察井口压力显示，确保0.5min内将地层压开。
b关井20min测压力递降。
c开井，回放压力，记录返排水量。
d保持注入排量不变，按设计加倍注入时间，进行二至四循环周期的测试。
e在条件许可的情况下，最好现场录取分析数据，经检验测试结果合格后，结束原地应力测试。
6.2.8封隔器解封，起出测试管柱。
对于不同型号的封隔器，针对其具体技术要求进行解封。
6.2.9回放压力计录取资料，转储备份。
6.3安全与环保
6.3.1安全事项
6.3.1.1施工人员必须穿戴工作服、劳保鞋、安全帽，方可进入工作现场。
6.3.1.2现场测试属带压作业，测试前必须认真检查带压设备的每一个环节，发现问题，应及时解决。
确保连接牢固无泄漏。
6.3.1.3观察仪表、开关阀门时，不能正对其出口。
6.3.1.4井口作业应妥善放置工具，严防工具落入井内。
6.3.1.5井中起下管柱和压力计，速度应平稳。
6.3.1.6现场施工，必须严格遵循操作程序，确保施工顺利进行。
6.3.1.7测试井场应符合防火安全规定，井场线路、设备、照明工具的安装应符合安全标准。
6.3.2环保
施工现场，注意环境保护，在施工过程中，应按环保部门要求，控制注入流体、钻井液的排放。
废旧物品、油料、生活垃圾的倒放必须遵守严格规定，妥善处理。
7数据采集
7.1现场作业记录
7.1.1下井测试管柱数据
记录每一部件的名称、型号、长度、直径、下入深度。
（见表1）
表1测试管柱数据记表
部件名称
型号
直径（mm）
长度（m）
下入深度（m）
底部（m）
顶部（m）
备注
7.1.2现场测试数据记录
记录注入时间、注入排量、井口压力、累积注入量。
开关井时间。
在注入过程中记录间隔不超过10min。
（见表2）
表2测试阶段数据记录表
井号：
煤层：
日期：
测试时间
累积时间
（min）
井口压力
（MPa）
水罐读数
（m3）
累积注入量
（m3）
排量
（m3/d）
备注
7.1.3现场测试工作记录（见表3）
表3现场测试工作记录表
日期
时间
工作内容
备注
7.2压力温度数据采集
电子压力计的压力、温度数据点的采集时间间隔对不同测试阶段要求不同，具体要求如下：
7.2.1微破裂试验
管柱起下阶段不大于60s
注入关井阶段12s
7.2.2注入/压降测试
管柱起下阶段不大于60s
注入阶段510s
关井阶段8小时内：
5s
8小时后：
2030s
7.2.3原地应力测试
管柱起下阶段不大于60s
注入关井阶段12s
说明：
压力计采集的全部原始数据资料应以ASCII文件进行磁盘备份，在磁盘上注明井号，测试层位，测试日期，施工单位。
7.2.4实测压力、温度数据（见表4）
表4实测压力、温度数据表
井号：
煤层：
日期：
数据点
时间（hr）
压力（MPa）
温度（C）
备注
（记录到小数点后第四位）
（记录到小数点后第四位）
（记录到小数点后第二位）
（注明测试阶段）
7.2.5现场测试记录的全部原始资料，均需由测试监督验收认可，并签字后方可通过。
8数据整理与解释
8.1现场测试阶段地面数据记录整理，
8.1.1绘制注入阶段压力变化曲线。
8.1.2绘制注入阶段排量变化曲线
8.1.3绘制下井测试管柱组合示意图
8.2井下压力计实测数据整理
8.2.1绘制测试过程压力历史图，图中标明各阶段划分位置。
8.2.2绘制测试过程温度历史图，图中标明各阶段划分位置。
8.2.3绘制测评分析图
结合施工过程，分析压力数据变化特征及对应的时间，评价施工工艺是否符合要求。
分析压降阶段的压力值，是否已达到液面平衡压力pl。
8.2.4绘制压降阶段压力及压力导数双对数曲线。
8.2.5绘制压降阶段半对数曲线。
8.2.6绘制原地应力测试压力时间曲线。
8.2.7绘制原地应力测试闭合压力分析曲线。
8.2.8绘制其它必要图件。
8.3资料解释
8.3.1试井分析所用参数（见表5）
表5试井分析所用参数表
参数
符号
单位
煤层中部深度
D
m
煤层厚度
h
m
井筒尺寸
rw
m
孔隙度
流体压缩系数
Cw
MPa-1
煤孔隙体积压缩系数
Cf
MPa-1
综合压缩系数
Ct
MPa-1
流体粘度
mPas
流体体积系数
B
m3/m3
8.3.2注入/压降资料解释
资料解释采用现代试井解释软件，通过计算机辅助分析，求取煤层参数值（见表6）。
注入阶段和压降阶段的数据都可用于分析。
由于注入阶段压力波动较大，因此，通常只对压降阶段的数据进行分析。
试井分析的一般程序如下：
8.3.2.1分析模型的确定
依据双对数诊断图版的曲线特征确定所选用的分析模型。
8.3.2.2典型曲线拟合分析
采用双对数曲线拟合法进行分析，通过调整，使其达到最佳拟合，计算渗透率、表皮系数、井筒储集系数、裂缝半长、裂缝导流能力等有关参数。
8.3.2.3常规试井分析
对双对数压力导数曲线中期出现水平直线段的资料，应采用Horner法进行分析，计算渗透率、表皮系数、外推储层压力等参数。
8.3.2.4、解释结果检验
一致性检验：
即常规试井解释方法与典型曲线拟合解释方法所分析的结果应相符。
其误差不超过10。
表6注入/压降测试解释参数表
参数
符号
单位
渗透率
k
10-3m2
外推储层压力
p*
MPa
表皮系数
S
影响半径
ri
m
裂缝导流能力
FCD
裂缝半长
Xf
m
井筒储集系数
C
m3/MPa
储层温度
T
C
地层系数
kh
10-3m2m
流动系数
kh/
10-3m2m/mPas
8.3.3原地应力资料解释
裂缝闭合压力即是地层最小主应力，可采用时间平方根法、双对数法对关井压降曲线进行资料分析解释。
原地应力分析结果（见表7）。
表7原地应力测试分析参数表
参数
符号
单位
破裂压力
Pb
MPa
破裂压力梯度
kPa/m
闭合压力
Pc
MPa
闭合压力梯度
kPa/m
8.3.4分析解释的参数应尽可能齐全，数值结果应准确可靠。
9试井报告
试井报告包括现场测试报告和成果报告两个部分。
其内容与格式分别见附录B、附录C。
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