3. 试压段稳压与泄漏特征判读

试压段为什么值得单独判读

煤层气井压裂试压段通常出现在正式前置液之前:管柱、井口、封隔器与地面高压流程连接完成后,用较低排量把压力升到设计试压值(常见为施工限压的 60%~80%,具体以设计为准),然后停泵稳压一段时间,观察压力是否稳定。试压段曲线只有“升压—稳压—泄压”几个动作,但它承担的是密封性验收:如果稳压期间压力持续下滑,说明系统存在泄漏或窜流,此时若直接进入前置液,轻则压力判读失真,重则造成砂堵、封隔器失封甚至井口失控。

判读的核心不是看压力高低,而是看稳压窗口内的压降速率与压力保持时间两个量。工程上常把稳压段压降速率换算为 MPa/min,再与设计允许值比较;同时要求稳压时长达到规定值(如 10 min、15 min 或 30 min,按设计执行)。两者同时满足才判合格。

三种形态的曲线特征

把试压段曲线按“停泵后压力随时间的变化”归类,实际施工中主要出现三种形态:

  • 正常稳压:停泵瞬间压力有一个小幅“水锤回落”,随后曲线近似水平,仅有微小波动(仪表分辨率、温度效应引起),压降速率通常小于 0.05 MPa/min,稳压全程压力保持率高于 95%。
  • 缓慢泄压:压力呈平缓下降趋势,压降速率约 0.05~0.2 MPa/min,曲线无突降拐点。常见原因是管柱螺纹微渗、阀门内漏、封隔器胶筒轻微不密封,或试压介质温度下降引起的压力收缩。这类形态需要延长观察时间并结合后续升压复测判断。
  • 异常泄漏:压力出现明显拐点式下降,压降速率大于 0.2 MPa/min,甚至呈近似线性快速下滑,停泵后短时间内压力大幅跌落。多对应封隔器失封、油管脱落、井口刺漏等,必须立即泄压排查,禁止继续施工。
试压段稳压窗口:三种压力形态与判读阈值 横轴:停泵后稳压时间 t(min) 纵轴:试压压力 p(MPa) 虚线:设计试压值与合格下限 ① 正常稳压 tp 设计试压值 停泵点 压降速率 < 0.05 MPa/min 保持率 > 95% 判:合格 ② 缓慢泄压 tp 设计试压值 停泵点 压降速率 0.05~0.2 MPa/min 无突降拐点,趋势平缓 判:延长观察/复测 ③ 异常泄漏 tp 设计试压值 停泵点 压降速率 > 0.2 MPa/min 拐点式快速下滑 判:不合格,泄压排查 判读顺序(先看形态,再算速率,最后核时长) ① 定位停泵点 取稳压窗口起点 ② 算压降速率 Δp / Δt(MPa/min) ③ 核稳压时长 是否达到设计值 ④ 双条件同时满足 → 合格 否则延长观察或泄压排查

判读所需的两个量化指标

仅凭“看着像在掉压”无法形成可复核结论,需要把曲线换算成两个数:

指标计算方式合格参考说明
压降速率 vv = (p₁ − p₂) / (t₂ − t₁),p₁ 取停泵水锤稳定后的压力,p₂ 取稳压窗口末端压力v ≤ 0.05 MPa/min0.05~0.2 为可疑,需延长观察;> 0.2 判泄漏
压力保持率 RR = p₂ / p₁ × 100%R ≥ 95%与 v 互为校核,避免单点读数误差
稳压时长 T停泵稳定后至泄压开始的时间T ≥ 设计规定值常见 10 min / 15 min / 30 min,按设计执行

注意:停泵瞬间的“水锤回落”不属于压降,计算 p₁ 时应跳过停泵后最初数秒的压力振荡,取曲线重新平稳后的读数作为起点,否则会把正常稳压误判为泄压。

一个可复核的判读示例

假设某煤层气井试压段设计试压值 20 MPa,稳压要求 15 min,允许压降速率 ≤ 0.05 MPa/min。从曲线上读取:停泵后 10 s 压力稳定在 20.1 MPa,稳压 15 min 末压力为 19.6 MPa。计算:

v = (20.1 - 19.6) / 15 = 0.033 MPa/min
R = 19.6 / 20.1 × 100% ≈ 97.5%
T = 15 min(达到设计要求)

v = 0.033 MPa/min ≤ 0.05,R = 97.5% ≥ 95%,T 达标,三项同时满足,判试压合格,可进入前置液阶段。若同一口井稳压 15 min 末压力为 17.8 MPa,则 v = (20.1 − 17.8)/15 ≈ 0.153 MPa/min,落在 0.05~0.2 区间,应判为缓慢泄压:先延长稳压至 30 min 复测,若压降仍持续则泄压检查管柱螺纹与阀门;若 15 min 末压力已跌至 15 MPa 以下,v > 0.3 MPa/min,属异常泄漏,立即泄压排查封隔器与井口。

判读时把“压降速率”和“压力保持率”一起算,两者结论不一致(例如速率合格但保持率偏低)时,优先检查 p₁ 取值是否受水锤影响,或压力传感器是否漂移。
试压不合格时不得以“压力还够高”为由继续施工。缓慢泄压若在延长观察后仍不收敛,应按泄漏处理;异常泄漏必须泄压至安全压力后再检查,禁止带压拆卸井口。

现场判读记录表(可直接填写)

记录项示例值判读要点
设计试压值 / 稳压时长20 MPa / 15 min以施工设计为准
停泵稳定后压力 p₁20.1 MPa跳过水锤振荡段取值
稳压末端压力 p₂19.6 MPa取稳压窗口最后一刻读数
压降速率 v0.033 MPa/min≤0.05 合格;0.05~0.2 可疑;>0.2 泄漏
压力保持率 R97.5%≥95% 合格
曲线形态近水平微波动正常稳压 / 缓慢泄压 / 异常泄漏
判读结论合格,可进入前置液三项指标同时满足才判合格

把这张表与曲线截图一并归档,后续若前置液阶段出现异常升压,可回溯试压段是否已埋下密封隐患,这也是试压段判读的延伸价值。