何深平
新疆维吾尔自治区煤炭煤层气测试研究所 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：要想合理的开发煤层气田，就必须要了解煤层气层的特点，获得煤层气层的相关信息。其中，煤层气层的渗透率不仅对开发方案的编制和生产产量配置有着重要的影响，而且对井网密度部署和压力设计也有着重要的意义。所以施工人员在开发煤层气田的过程中，必须经过科学、准确的操作，确定煤层气层的渗透率，而试井则是获取煤层气井特性的主要方法之一。本论文就煤层气注入/压降试井和原地应力测试方法研究探讨。
关键词：煤层气井、注入／压降试井
在煤层气勘查开发工作的不同阶段，为了获取煤储层渗透率、储层压力等各项储层参数，以认识煤层气藏进行评价和生产动态监测，为煤层气井生产潜能评价和开发试验提供可靠的依据必须进行试井工作。
1注入／压降试井的特点
它是一种单级井压力瞬变测试，适用于高、低压储层，而且是目前煤层气井测试中最常用的一种试井方法。它是通过稳定的排量低于煤层破裂压力的注入压力，向井中注水一段时间，在井筒周围产生一个高于原始储存的压力分布区，关井之后，使得压力与原始储存压力逐渐趋于平衡。煤层气井注入/压降试井是我国目前最常用的试井方法。注入／压降试井执行国家标准《煤层气井注入/压降试井方法》（GB/T24504-2009）。
2试井工作流程及主要技术要求
2.1注入／压降试井设计
主要内容包括试井的目的任务和方案的确定，设计依据甲方提供的相关地质资料、《煤层气井注入/压降试井方法》（GB/T24504-2009）、邻近井测试结果，通过分析计算，确定合适的测试时间，注入排量、最大注入压力等参数，这些参数GB/T24504-2009标准中已经给出了计算公式及技术要求。（地面最大注入压力以不压破目的煤层为前提；注入时间应大于井筒储集时间；注入时间8h-12h）但公式中的参数计算参数值，需经研究分析或参照有关资料。
2.2试井设备准备
测试所采用的试井设备包括地面设备和井下设备两部分。地面设备主要有泵注系统、钢丝绞车和井口装置；井下设备主要有电子压力计、封隔器和井下关井工具。
2.2.1地面设备
(1) 泵注系统：由注入泵、水罐、高压管汇、压力安全阀、流量调节阀、压力表、供水泵等组成。a．注入泵：3S系列三缸柱塞泵，排量0～123 L/min，额定压力20MPa；b．水罐：容积为500L，1个；c．高压管汇：长度20m，外径1"，额定压力35MPa；d．压力安全阀：压力范围0～25MPa。(2) 钢丝绞车：由电机、滚筒、钢丝、计数器等组成，用于起下关井工具、压力计以及井底探深。a．钢丝：Φ2.4mm，长度2000 m，拉力3KN；b．电机：转速960转/分钟，功率4.5KW。
(3) 井口装置：由井口三通、防喷头等组成
2.2.2井下设备
(1) 电子压力计：加拿大DDI-T-150系列存储式电子压力计。温度量程：-25C～150C；压力量程：0～70MPa；精 确 度：小于整个量程的0.025%；灵 敏 度：整个量程的0.0002%；采样速率：采样间隔：最小0.5秒，最大18小时。(2) 封隔器：水力膨胀封隔器。(3) 井下关井工具：由绳帽、加重杆、震击器、万向节、平衡阀、关井阀、密封座节等组成。(4) 油管：外径：Φ60.0 mm ；长度：1300m。
2.3试井前期准备
（1）资料准备，收集录井和测井数据，通过煤层顶底板岩心描述和测井数据选择井径规则、岩性完好的位置坐封。（2）通井循环，研究区域构造复杂 ，断层较多且围岩破碎，在试井测试前，进行通井循环直至测试煤层完全露出井下无碎屑堆积。下套管固定上部围岩并选 择低固相至无固相钻井液，防止试井测试过程中井壁坍塌 。（3）设备检查。（4）丈量、记录下井管柱长度，并结合之前准备的录井测井据和煤层顶底 板 岩性描述合理的安排封隔器坐封位置。
2.4下试井管柱
（1）根据试井设计下井管柱数据将测试管柱依次下井并对每根油管丝扣进行 清理并涂抹密封油脂。(2)安装防喷头和井口三通，连接地面试井设备。(3)对测试管柱试压,试10MPa观察地面压力表，半小时后压力不降合格。(4)顶替钻井液，上提工具串，顶替测试管柱和封隔器以下钻井液。
(5)封隔器坐封，关闭井口投球，胶筒膨胀坐封，当压力达到设定值时，停泵关闭井口，20min压力稳定，证明封隔器坐封良好。
2.5微破裂试验
在注入压降测试前，先进行微破裂试验，旨在确定煤层的最大注入压力，依据微破裂试验结果对注入压降测试设计进行修改，确定最终的注入压降测试施工设计。
2.6注入压降测试
注入时依据设计的压力、排量及时间，选择清水进行注入、记录测试原始数据，记录间隔不大于10min。注入过程中要求注入排量波动值不超过10%，井口压力控制在所设计的地面最大注入压力以下；关井，注入结束后采用井下关井，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，按设计的关井时间进行压降测试、注入压降测试测试结束后现场录取数据，经检验数据合格后备份。
2.7原地应力测试
原地应力测试：根据原地应力测试设计要求，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，按设计加倍注入时间，进行二至四循环周期的测试，尽可能现场分析数据，经检验测试结果合格后结束原地应力测试。
2.8封隔器解封
测试完毕后封隔器解封，起出测试管柱，回放压力计，录取资料，转存数据备份。
2.9资料整理与解释
数据整理：（1）基本图件绘制：注入压降试井图件：实测压力温度曲线图件、解释流量段划分曲线图、半对数分析图件、双对数曲线图件、压力历史拟合分析图件。原地应力测试图件：实测压力曲线图件、闭合压力分析图。（2）基本参数选值：包括流体压缩系数、流体粘度、流体体积系数、综合压缩系数、煤体孔隙度、煤层有效厚度、煤层中部深度、注入时间、关井时间、注入排量等。（3）注入压降资料解释分析：采用PanSystem V3.5.0试井软件分析，通过计算机辅助求取煤储层渗透率、储层压力等参数。一致性检验，与典型拟合解释方法进行分析结果相符，其误差不超过10%。原地应力资料解释分析：裂隙闭合压力即地层最小应力，可采用时间平方根法，双对数解释方法对关井压降曲线进行资料分析解释，获得煤层破裂压力、破裂压力梯度、闭合压力、闭合压力梯度等煤储层参数。
3探讨
3.1试井技术评价
（1）注入系统采用高压三缸清水泵，操作方便易于控制，地面配备压力表可同时记录压力与注入流量。（2）坐封封隔器采用水力膨胀式封隔器，试井测试中坐封解封操作方便。(3)关井采用井下关井方式，可方便实现井底关井，有效地降低了井筒储集效应对测试的影响。录取数据采用加拿大DDI-T-150系列存储式电子压力计，技术参数指标精度高，具有良好的稳定性和抗震性，录取数据准确可靠。（4）地面压力数据记录采用压力表记录地面压力，方便直观，便于对注入压力和注入流量的掌控，实现压力与流量的同步记录。（6）采用PanSystem V3.5.0试井软件分析，结合半对数拟合分析法和压力历史曲线分析方法对分析结果进行检验。
4测试中注意事项
（1）注意前期测试准备，主要包括测试前进行通井循环，确保管柱顺利起下，煤层顶底板资料收集，测试装置的数据连接，初始压力校准，入井前的地面试压，以及井内的密封校对。（2）为防止注入的流体伤害地层，把取自被测试煤层的地层水回注到测试井是最理想的或者选用与地层和气藏流体相容的淡水，不可以含砂石过多的泥浆，有可能造成物理、化学伤害，影响渗透率测试的准确。（3）最大注入压力要低于煤层破裂压力的80%，防止在注入过程中造成煤层破裂，影响试井数据的测试精度。（4）对于注入时间要求，从理论上说，要获得最具代表性的参数，需要恒量注入的时间尽可能的长，一般来说渗透率越低，要求注入时间越长。从钻井安全和经济角度考虑，注水时间不能太长，但不应小于8h，如果进水量过少，在注水压力足够的情况下应适当增加注入时间。（5）在试井测试过程中，起下管柱应尽量缓慢平缓，防止由于管柱与吊卡或者井壁碰撞造成封隔器解封，导致测试失败。
结 语：
煤层气注入/压降试井作为现阶段测试煤层气参数指标主要手段和方法，试验获得的煤层参数对开发煤层气具有重要的指导作用，为勘探区煤层气资源评价提供有利依据。
参考文献：
[1]GB/T 24504-2009煤层气注入/压降试井方法(S).
[2]杨新辉，王盼，王晨等.煤存储式电子压力计在煤层气试井中的应用[J].陕西煤炭,2012(3)：67-68.
[2]张裕虎，曲鹏程.煤层气井注入/压降方法在煤层气井的应用分析[J].油气井测试,2015,24(1):20-22，76.