川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院
前言
石油工程项目关键在于项目工程设计,这是整个石油工程项目安全有序实现的技术保证.所以,石油工程设计的质量的重要性不言而喻。
提纲
中国石油
一、气井特点
二、试油测试工程设计原则
三、目前试油测试常用工艺
四、油层套管参数计算及安全控制要求
五、优化设计
六、设计实例分析
中国石油
气井中主要是天然气，气井特点主要由天然气特点及其相关性体现，因此只有了解天然气的特点才能更好的了解气井特点和气井试油工程设计。
气井特点1.易流动
易流动是天然气重要的特点之一，这一特点对气井试油设计和施工相当重要，天然气易流动这一特点的具体表现之一是有些井在地层压力和井口压力很低时仍具有工业价值气流。
2.易泄漏
易泄漏是天然气重要的特点之一，这一特点对气井设备和地面设备密封性要求比较高，而防止天然气渗漏是试油设计和施工的重大安全问题。（1）地面设备渗漏
（2）井下渗漏
所以通常气井的油套管要考虑其气密封性。
气井特点 3、压缩性大
气体的压缩性大也是天然气重要的特点之一，一
定质量的天然气在高压和在一个大气压下，其密度
可以相差数十倍-数百倍，天然气密度变化大这一特
点对于井控、压井和求产相当重要。
压井液中的天然气泡上升时体积变化大（井口压力为大气压）。对于地层压力等于清水柱压力不同井深产层的天然气泡（假定该井深的气泡体积为 V）上升到井口的体积见下表。
井深
（m）
密度为1.00g/cm3的
体积变化
密度为1.50g/cm3的
体积变化
密度为2.00g/cm3
的体积变化
0.00337.6740V0401.8644V0434.7328V0
50.0057.8606V047.7798V039.6525V0
200.0015.6487V012.1780V09.5681V0
500.00 6.2872V0 4.7875V0 3.7883V0
1000.00 3.0702V0 2.2396V0 1.8306V0
2000.00 1.5211V0 1.2983V0 1.1928V0
3000.00 1.1547V0 1.0790V0 1.0659V0
4000.00V0V0V0
侵入气体体积越
多是气井溢流发
生和加剧的原因
中国石油
●测试求产时产能特点
井号测试
油压
MPa
井底流压
MPa
测试产能
X104m3/d
井底流量
X104m3/d
井口流速
m/s
mx12井50.67 69.30 116.77 0.171 9.20 mx16井35.07 46.42 11.47 0.025 0.83 mx201井50.12 71.56 132.2 0.187 10.48 mx101井45.2 61.37 85.9 0.142 8.80 gs6井41.3 53.45 104.7 0.198 5.50
●不同压力下密度差异大
压力MPa 密度
g/cm3
压力
MPa
密度
g/cm3
50.04352750.32107 250.22403900.33094 450.287621050.33823
中国石油
气井特点4 、大部分天然气井含有H
2
S
四川盆地川东卧龙河气田三叠系气藏最高H2S含量达32%（493g/m3），渡口河气田飞仙关气藏最高
含H
2
S含量达244.51 g/m3(17.06%);华北赵兰庄气藏H
2
S含量达92%
（1）H
2
S是有毒气体，H
2
S会对人身体产生伤害。
（2）H
2
S会对地面设备、井下油套管产生腐蚀：
◆硫化物应力腐蚀（快速腐蚀断裂）；
◆ H
2
S的腐蚀变薄（缓慢腐蚀变薄--电化学腐蚀）；
H
2
S导致的应力腐蚀开裂
硫化物应力腐蚀最敏感温度在20℃
左右；
温度超过80 ℃以后硫化物应力腐
蚀可忽略；
硫化氢的电化学腐蚀速度随着温度
的升高而加快。
一、气井特点
中国石油
气井特点5、天然气中含有CO
2
CO
2
会对油套管产生缓慢腐蚀变薄。
这种腐蚀需要时间，腐蚀使油套管壁厚逐渐变薄和穿孔
◆ CO
2
腐蚀在临界点附近腐蚀尤其严重，油套管CO
2
腐蚀的临界点100℃以上，特殊材质临界点会更高
◆在气液界面附近，CO
2
腐蚀比较严重
◆ CO
2
腐蚀速度随着温度的升高而加快
◆地层水会加速CO
2
的腐蚀速度
CO
2
导致的失重腐蚀
一、气井特点
温度对不同钢材腐蚀速率的影响
0123456
780
20
40
60
80
100
120
140
160
180
温度(℃)
腐蚀速率(m m /a )
10MPa 15MPa 20MPa 25MPa 30MPa 35MPa
井底温度超过120°C 腐蚀减弱
气井特点6 、天然气易燃烧
天然气比空气轻，泄漏后易于扩散、稀释,是可燃气体。故现场要求严禁烟火。
7 、空气和天然气混合达到某种比例时易爆炸
空气中天然气浓度达5-15%，一旦遇火就会发生爆炸。
天然气井不允许采用空气气举。