试油是油气勘探的重要组成部分,是检查油气田开发效果的重要手段之一。通
常所说的试油,包括试油、试气和试水,是了解地层参数、油气性能及流体性质,
进行系统测试的一整套工艺过程。从1961年4月华8井试油获得工业油流到1995年,
先后对济阳坳陷等地区的14套地层进行了试油,共试油16672层。1964~1995年,
先后在济阳坳陷昌潍坳陷及海上地区进行试气作业,共完成气井试气324层。试油
工艺技术的发展经历了以下3个阶段:
一、单井单层常规试油阶段
1965年以前,试油设备主要是苏式C-80和巴库人-2型通井机及撬式通井机,作
业深度在2000米以上,施工方法是单井单层的常规试油。其主要特点,一是分层方
法少,注水泥塞是唯一的上返手段,若大段射开,则无法分层,只能全部笼统试油;
二是排液一般采用抽汲提捞的方法,效率低;三是一个队一台设备在一口井上作业,
试油速度慢。有的队在一口井上试油一层,长达两个多月。在常规试油中,先是下
油管,带小于套管内径6~8毫米的通井规进行通井,一般通井通至射孔油层底界以
下50米,新井要通至人工井底,特殊要求的井要按工艺设计进行,然后进行压井和
射孔。压井泥浆通常是用原井(钻井的)泥浆压井。射孔是采用人工丈量电缆进行射
孔。最后是排液求产,主要采用提捞诱喷方法。最大深度不超过1200米,对产量很
低的井采用抽汲诱喷方法。当需要上返试油时,常用的方法是打水泥塞,在封闭低
压低产层或干层时,也采用填砂的方法。
二、单井分层试油阶段
华北石油勘探会战全面展开后,试油任务越来越重,原来自下而上的单层试油
工艺满足不了需要,开始研制使用封隔器试油。1965年8月,在胜坨油田3-6-13井(
原坨18井),第一次使用第一代水力扩张式513型封隔器,进行分层找水试验,证实
井段2171~2186.8米有3层10.6米为油水同层,含水4.6%。封掉出水层后,油井恢
复生产,日产原油100吨。由于这口井分层找水取得成功,为油田广泛采用封隔器
分层试油打开了道路,使单层试油方法发展到单井多层分层试油,提高了试油速度。
1966年9月,作业4队在坨2-3-15井采用封隔器分层试油,下入两级513型封隔器配3
级配产器,一次分试3层。9月7日射孔,9月23日试油结束,平均不到6天试油一层。
随着封隔器试油推广使用,逐渐形成了适合油田特点的封隔器系列,如试油中常用
的751-7型、754-2型水力扩张式,254型、255-2型卡瓦机械式,151型支撑式封隔
器等;1978年后,推广使用研制成功的双项卡瓦丢手封隔器代替水泥塞,为试油上
返提供了新手段。
试油设备主要是兰州通用石油机械厂生产的红旗100通井机,原有的苏式作业
机逐步淘汰。试油工艺特点:一是各种封隔器广泛推广使用,逐步形成了适合油田
特点的封隔器系列;二是试油方法多样化,不同的井可采用不同的试油管柱,如二
级封隔器配三级配产器分试三层,多级封隔器单卡任试一层,非自喷井封隔器加深
井泵组成封抽管柱单层试油等;三是由过去的单井作业,发展到一个队几口井交叉
作业,试油速度普遍提高。在压井方面,前几年基本上仍沿用原井泥浆压井,后几
年则采用了新型压井液卤水或清水加防膨剂压井。在射孔方面,自1966年开始,实
现了跟踪射孔,采用普通射孔方式,压井后取出井内油管,再下入射孔器在套管内
射孔的方法,常用的枪型是57-103、85、73型等有枪身射孔器。在诱喷排液方面,
从1966年开始使用气举、气举加抽汲排液法,开始时气举最深800米,随着压风机
增大到10~15兆帕,气举深度可达1200米。
三、多种试油工艺应用阶段
随着科学技术的进步,试油新工艺、新技术逐步推广采用,试油工艺水平又有
新的提高。其主要特点:一是各种试油新工艺、新技术不断试验成功并得到推广,
使试油质量和速度有新的提高。如1986年开始采用无固相泥浆、卤水和防膨清水等
优质压井液有效地减轻了对油、气层的二次污染;1987年开始采用油管输送式射孔
技术;1991年开始进行油管输送式射孔与地层测试联作工艺,实现了负压射孔;
1991年在胜利油田第一口水平井埕科1井试油成功,至1995年,共完成水平井试油
11口15层,其中埕科1井和水平1井使用了水平段封隔器分层技术,实现了在水平井
上油管输送及定向射孔。二是地层测试工具的引进投产,一套井下工具一次下井便
可取得全套试油资料,大大提高了试油速度。三是混气水排液工艺的推广使用,提
高了排液速度和排液强度,改进了低产井试油求产的工艺。
试油设备主要有红旗-100型通井机和红旗-120型履带式拖拉机的变型产品,如
TJ-10型、AT-100型、TJ10A-2型、XT-12型、XT-12B型等。这些通井机功率大、行
走方便,适合深井作业。1988年从国外引进连续油管车、液氮泵车、液氮罐车,实
现了安全气举,对自喷井诱喷及大套管井、深井及漏失严重井的排液起了重要作用。
地层测试是一项新的试油工艺,是寻找油气田、了解油气层地下情况最直接的
手段。1976年1月,胜利油田召开测试工作会议,决定首先抓好灰岩井层的中途测
试。并派出技术人员去四川学习测试技术。1979年11月,油田引进美国莱茵斯中途
测试工具3套,在车镇、桩西等地区使用,效果明显。1984年2月23日,桩古10井的
3573.31~3591.47米井段经中途测试获得日产油156.98吨、天然气19150.3立方米
的高产油气流,并录取了井下的有关资料。经地质专家分析后,决定继续加深钻进,
结果获得日初产3600吨的特大高产油气流。1986年,桩古45井4948.02~5067米井
段进行中途裸眼测试,测试工具下入4948.02米处的裸眼中,井底温度达184℃,测
试历时21小时50分钟,取得了完整的测试资料,搞清了测试井段的液性。这是当时
全国测试井最深、井底温度最高的井。在中途测试的基础上,胜利油田大力开展完
井测试,为油田的勘探提供了有效的地层参数。1989、1990年各引进纳威泵一台,
加强了钻井中途裸眼测试工作。1984年地科院引进地面直读电子压力计,并采用测
井电缆车进行地面直读试井作业;1985年购进专门试井电缆车;1986年由单一承担
生产试井变为生产试井与勘探试井并举。1990年购进撬装电缆设备,主要用于海上
试井作业。1992年井下作业公司引进美国产存储式电子压力计,于1995年投入使用,
提高了地层测试压力精度。1992年从美国购进膨胀式测试工具部分主件,与修复的
1975年进口的部分配件配套,使砂泥岩裸眼中途测试工艺得到广泛应用。
地层测试工艺与常规试油工艺相比具有很大的优越性。一是减少排液时间,缩
短施工周期,提高试油速度;二是地层测试既可进行单层测试,又可跨隔测试,省
去常规试油注灰、填砂等上返工序,降低了试油成本,减轻了劳动强度;三是钻井
过程中的中途测试,可以尽早对探井作出是否具备开采价值的评价,从而减少浪费,
提高勘探效益;四是地层测试取资料多,其中有些资料常规试油方法难以取得。地
层测试在井底造成很大压差,在一定程度上对地层起到解堵作用。
为适应海上油田勘探开发的需要,海上试油、试采工作逐步展开。1988年,设
计制造了103试油驳船,其中主要设备为1985年进口的三相分离器,主要承担浅海
地区试油、试采和油气水处理。1990年购进两套油气水地面分离、计量设备,其中
一套安装在胜利三号钻井平台上,1992~1995年主要承担对外试油作业服务。1992
年正式进行海上投产试采作业,采用符合海上安全和环保要求的井下管柱结构和井
口装置,部分采用进口产品。1995年,购入并改造完成作业一号平台,设计并建成
作业二号平台,这两座平台均已投入使用,分别适用于极浅海域的试油、投产、修
井作业。
1979~1995年,累计完成海上试油作业64口井201层,投产作业58井次。其中,
第一口中生界探井埕北11A-5井,1993年试油,日产油354吨,日产气53072立方米。
第一口古生界探井埕北242井,1995年试油,日产油1010吨,日产气42102立方米。
第一口太古界探井埕北30井,1995年试油,日产油93.3吨,日产气92278立方米。
随着稠油油田投入开发,稠油井的试油工作得到加强。1990年6月开始在稠油
井试油中采用活动锅炉注汽,1995年开始使用井内蒸汽循环伴热试采工艺。1992年
开始在试油井上使用电热抽油杆。1992年购入热油熔蜡车(后改名为“高压热洗车”
),使用清水代替原油作工作介质,大大提高了稠油、高凝油井的热洗效果。1994
年4月开始使用SL-Ⅱ驱油剂,配合稠油井注汽试油效果显著。