边钻井边测试边进行早期试生产的方法及设施

摘要

一种边钻井边测试边进行早期试生产的方法及设备,它涉及采油方法和设备。本发明可使钻井、延长测试与早期试生产同时进行,通过长时间地监测井口动、静态条件下的温度、压力、流量、压力恢复曲线、气油水比率、含砂量及油质分析,能获得渗流稳定态数据、油田边界信息,为估算产能、产率和工程概念设计提供可靠数据;油井采出物通过气液分离,气体经净化后燃烧,液体经输油软管送至储油轮并由穿梭油轮运回。

说明书

本发明涉及采油方法，也涉及采油设备。

在海上进行石油勘探，需要使用钻井平台进行钻井，并随钻进行测试作业，等油气井筒放喷干净后，即进行连续6-12小时的中途测试(DST)。而海上采油，按照现行的常规做法，应先建设固定的采油生产平台，配套较大型的单点系泊储油轮以及相应的海底输油管道等。而建设这些固定的大型采油设施，工程设计师们进行设计所依据的主要是基于DST取得的数据。由于DST测试时，油气井的连续生产时间一般只有6-12小时，以致压力波传播距离很短，油井生产始终处于弹性不稳定渗流期，故不可能从DST获得以下重要参数：1、油井的稳定产量；2、必要的井的生产动态资料；3、油藏能量。由于DST测试的产能偏高，以往常用径向模型、IPR曲线、修正系数等对测试产能作校正；然而作为校正基准的模型、曲线、系数本身都缺乏令人信服的论据，而且按其作了修正后的结论仍与油田的实际情况有相当大的差距。由此可以断言，DST的测试数据不能作为油田开发的准确依据，更不能作为工种概念设计时的可靠依据，为了获得能够精确评价油田开发的数据并为工程设计提供稳定、可靠的数据，延长测试(EDST)是非常必要的。然而，延长测试，必然产生油井采出液的处理问题；对此，我们当然不能像在试井作DST测试时那样将油气放空燃烧，因为这不仅浪费能源，还会污染环境，尤其是未能完全燃烧的油滴对海面污染严重且难以处理，容易破坏生态环境。

本发明的目的是：提供一种边钻井边测试边进行早期试生产的方法及设施，在尽可能短的时间内完成测试并取得评价油田和工程概念设计时需要的数据，同时充分利用钻井平台或水下井口装置，在增添简易的原油处理设备的条件下，将油井在测试期间的采出液回收，获取最佳的经济效益和环保效益。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

本发明的测试方案是：在钻井平台进行第一口井的钻井作业时，同时进行随钻测试；当第一口井钻井完毕并待井筒喷放干净后作测井时即进行常规的DST或EDST测试，同时对第二口正在进行钻进的井进行随钻测试，并依次逐个对该钻井平台的钻井进行随钻测试、DST或/和延长测试。延长测试的时间应能保证压力波传播到边界，油藏渗流达稳态流或拟稳态流，故EDST的最短测试时间为：

式中，μ₀——地下原油粘度     MPa·s

      φ——油藏孔隙度         小数

      Ct——综合压缩系数       MPa^-1

      A——含油面积            km²

      K——平均渗透率          md

延长测试动态监测内容与要求：①油气计量，用油气水三相分离器同步连续计量；据平台油气井数可采用间歇测量，但在投产初期的一个月内，每天每井应当连续计量4～8小时，生产稳定后，每天每井至少连续计量2小时；计量同时，取井口油样进行含水、含砂分析；②试井：投产初，在井筒喷放干净后立即进行静压和压力恢复曲线测试，以取得原始地层压力资料；进行系统试井，测取流压、流量及其梯度，再测压力恢复曲线，油井投产后，每个油嘴进行一次流压、流压梯度测试，每天每井至少进行二次静压、静压梯度、静温、静温梯度及压力恢复曲线测试；生产稳定后，对油井进行一次系统试井，再关井测静压和压力恢复曲线；对两口井以上的生产平台要进行脉冲试井以确定油井间的连通情况；③生产测井：每井每天要进行一次包括流量、压力、密度、温度为主的产出剖面生产测井，对产水井要进行持水率测定，试注井需要进行一次吸水剖面的生产测井；④流体性质监测：投产初期必须取得地层流体的高压物性资料，对多层产油井最好取得分层的地层流体高压物性资料；投产初期应取得常压的油气水样品，并进行常规项目分析和一次全面的原油评价，对生产中分离的气体进行至少到C₇十组份分析，对采出液要分析含蜡量及其析出温度，生产稳定后，至少再进行一次常规油气水取样分析和生产分离器气体的组份分析；油井生产发生重大变化，如：气窜、出水、产量突升或突降，则应及时对产出流体取样分析。

为了保证在延长测试期间油井产出流体的合理处理，本发明特提供一早期试生产的方法与相应的设备，油井产出流体的处理方法是在井筒喷放干净后，将油井的产出流体直接从井口关断阀引入装在钻井平台或水下井口装置上的简易原油处理橇块，在经气液分离后将气引至燃烧器燃掉，同时将油水混合物经输油软管输到储油轮，并由穿梭油轮把它运到陆地炼油厂或储油库。实施该方法的设备，包括一个简易生产平台、一艘储油轮、一套系泊储油轮的两点弹性系泊装置、一条漂浮输油软管和一艘穿梭油轮，所述简易生产平台，可以根据海域水深情况选用自升式钻井平台、半潜式钻井平台或水下井口装置，生产平台上设有一套简易的原油处理橇块和一个配备有长期测试用的仪器仪表的测试分析室；所述储油轮，其吨位约为油井十天采出液量与海上恶劣天气平均待命时间内采出液量之和，它由水下两点弹性系泊装置系泊在两吸力锚联线之间，且其方向与海水强流向相一致；所述水下两点弹性系泊装置由二个吸力锚和连接吸力锚与储油轮的连接链、水下浮筒、磨擦链、尼龙缆及快速脱钩装置组成；所述输油软管，其两端借紧固装置分别与生产平台上气液分离器的末端及储油轮联接，其中部架在串联的浮筒上并借助浮筒漂浮于海面；储油轮中的原油泵入穿梭油轮并由穿梭油轮运至陆地；所述简易原油处理橇块由二个一级分离器、一个二级分离器、一个高压洗涤器、一个低压洗涤器以及输油管路、泵、阀门组成，由高压洗涤器排出的气体输至高压燃烧器燃掉，由低压洗涤器排出的气体输至低压燃烧器烧掉。

为更清楚描述发明的总体方案，兹结合最佳实施例及其附图叙述如下：

图1-实施本发明早期试生产的设施布局图。

图2-原油初级处理工艺流程图。

图3-钻井采油平台上的危险区域划分示意图。

图4-钻井采油平台上消防器材布置图。

例1、本发明中的钻井采用作业平台1，其上除装有钻井作业的全部装备外，在平台上还设的DST和EDST分析测试实验室和简易的原油处理橇，采出流体经一、二级分离器将气、液分离后，将气体经高、低压洗涤器洗涤除去较大油滴后，分别送至高、低压燃烧器燃掉；油水混合液由泵加压后经漂浮输油软管2输至储油轮3，储油轮3由水下两点弹性系泊装置4系泊，储油轮中的原油由穿梭油轮5送到陆地。由于气体是经分离器和洗涤器洗涤的，故无大油滴存在，保证了燃烧完全，无油滴污染海面；油水混合液运回后可以炼油，保证了资源的充分利用。图2所示的原油处理工艺流程图，是现行原油的初级处理工艺流程，从油井采出的油气经井口关断阀11、由化学剂注入器12加入化学剂再经加热后同时导入二个并列的一级分离器13、13’在较高压力下进行气液分离，13与13’中的液体导入同一个二级分离器14在较低压力下再进行气液分离，14中的液体经泵15、阀16及输出管17与漂浮输油软管2相接，液体由输油管2输至储油轮3。一级和二级分离器中的气体由管道分送到高、低压净化器18、18’除去残余油滴后输至高、低压燃烧器19、19烧掉，净化器中的液体经管道收到污油罐20中，20通过泵21与输管17相接；置换柴油容器22通过阀23与输出管17相接，输出管17与输油软管2相接处接有氮气源24，以便在拆除输油软管2时能清除管中原油。由于本发明中的原油处理装置安装在钻井平台中部位置，地方狭窄且邻近钻井作业区和生活动力区，故如图3中////所示区域25将装有一、二级气液分离器和高、低压洗涤器及离这些设备5米的区域划为危险作业区，严禁烟火及由电器等产生的其它明火，并严格采取防爆、防碰撞制度和措施，如图4所示，在该危险区域，专设防油、气泄漏的可燃气体探头、紫外线火灾探头及易熔塞环路等，在邻近该区域的地方也需配备手提式可燃气体探测仪，在采油作业区，设置有泡沫消防泵27、干粉灭火器26，海仑1211灭火器等。另外，在该区域内留有足够尺寸的逃生通道。

本发明提供的边钻井边测试边进行早期试生产的方法及设施，完全能满足钻井作业、延长试和早期试生产的需要。延长测试时间一般为25天-50天，故可获得渗流稳态或拟稳态下的数据，为精确估算产能提供可靠数据，通过动压、静压、压力恢复曲线测试，对确定油田边界条件和有、无能量补充及估算采油期提供切实依据；井口温度、压力、油水比油质测试及其随时间的变化等动态数据，为工程概念设计提供了坚实基础，从而使设计工程的规模、工艺选择和设备选型等更加符合油井的实际产能、产率、油质。对于由延长测试确定为边界油田或卫星井这一类油井，其开采期不长，不宜建造大型固定设施，则可用本发明使用的钻井采油平台进行短期生产，大大节省建造费用，应用例如下：

例1：1994年9月29日-11月22日，在渤海中部CFD1-6油田，首先应用本发明，共进行了55天，生产原油12653吨，并测取了对油田开发评价、确定采油工艺和设备及工程设计都非常有益的数据资料。

例2：1995年6月23日-10月9日，在辽东湾JZ9-3-8井进行了109天的试采和测试，生产了15200米³原油，发现了三个新油组和三个天然气层，取得了较为精确的油层参数，并对油气井重新作了综合评价，决定重新开发，使该油田起死回生。

例3，1995年12月-96年1月，在SZ36-1的J、F区之间进行延长测试，因使用吸力锚系泊失败未能按原计划测试。但从系泊失败中，我们发现对于硬土层海底应使用桩式吸力锚。

例4，1997年4月15日-7月24日，首次采用浮吊回接了QHD32-6-4井，并作了101天的长期测试与试采。由于QHD32-6油田埋藏浅、储层疏松、含油面积大、油质稠、开采难度大，而这类储层的开发在渤海尚无先例。为进一步获得该油田的储层参数，了解流体渗流特征，油井实际产能发及主要生产指标随时间的变化情况，为油田开发评价提供更为可靠的第一手资料，在整个延长测试过程中，采用了电螺杆泵测试管串及毛细管测压技术和水充填砾石防砂技术，取得了分层及合层测试资料，并在不同测试层位取得了流体样品，这些资料为油田合理产能的确定、油田开发方案的编制及开发平价提供可靠的依据。