传输测井工艺在超深高温高压地区的应用.docx

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传输测井工艺在超深高温高压地区的应用

传输测井工艺在超深高温高压地区的应用

摘要：

随着塔里木油田勘探开发的深入，塔里木油田大力简化水平开发井的井身结构，采用超深、超长裸眼、长水平段、短套管的水平井进行油田开发。

给测井采集施工带来了一系列的工艺难题。

因此研究塔里木超深高温高压地区水平井传输测井工艺技术，对提高测井服务质量，保护测井设备人员安全有重要意义。

关键词：

水平井工具对接、电缆保护、辅助工具、测井深度控制、井控安全

0引言

随着油田勘探开发，增储上产工作进一步深化，对地质信息的需求更加细致、全面，水平井开采技术广泛应用，要求水平井测井技术必须满足油田勘探开发的需要，取全、取准水平中地层的相关测井信息是测井行业面临的迫切需要解决的难题。

研究超深、高温、高压、大斜度等特殊井眼条件下的传输测井装备和施工工艺对测井提速提效有着积极的意义。

1水平井传输测井工艺技术难点

经过塔里木地区多年的实践总结，传输测井工艺技术难点可以归纳为水平井工具对接、电缆保护、仪器居中及保护、深度控制、井控安全五类难题。

2水平井工具对接难题

水平井工具对接是通过泵下枪（母枪）高速下冲来完成井下对接的。

井下对接的特点：

●套管中对接比裸眼井段对接容易；

●垂直井段中对接比斜井段对接容易；

●对接点井斜越大，对接难度越大。

水平井工具对接4难题：

1　大斜度对接难；

2　长裸眼段湿接头堵塞；

3　测井过程中湿接头松脱；

4　传输管柱内防硫涂层脱落影响对接。

2.1难题①：

大斜度对接难

大斜度状态下的对接必须在高泵泥浆条件下才能完成。

●旁通过电缆处的密封性能难题；

●有效地利用泥浆泵压的难题。

2.1.1措施：

●新设计旁通封密胶块：

耐压18MPa以上，提高旁通过电缆处的密封性能。

●为更有效地利用泥浆流动的压力来服务于管柱传输测井井下对接，技术人员在泵下枪（母枪）的加重杆上增加“泥浆活塞小套筒”。

增加泵下枪截面积，使泥浆泵压有效地传递到泵下枪上。

2.2难题②：

长裸眼段湿接头堵塞

由于传输管柱的不居中，在传输测井下送仪器的过程中水平井工具长时间与井壁摩擦，易将泥饼及井筒底边岩屑头上残存的岩屑从循环眼中“括进”湿接头，造成阻塞。

2.2.1措施：

●改进循环眼结构，循环眼长度缩短，开口缩窄，增加循环眼数量至8个，不仅保证了泥浆循环流量，而且能有效防止较大岩屑被“括进”湿接头；

●增加泥浆循环次数，直井段1000米循环一次，斜井段300米循环一次）。

并延长循环时间，预防阻塞现象发生。

2.3难题③：

测井过程中湿接头松脱

●环空泥浆与管柱内泥浆形成较大的负压差，压差可能将湿接头锁死装置顶开，造成通信短路；

●传输管柱开始运动时破坏湿接头处内外压力平衡，产生的作用力可能顶开湿接头锁死装置；

●

地面检查缆芯间阻值无法准确判断是否对接靠靠，如对接不牢，未锁死，下钻过程中接头可能会脱开。

2.3.1措施：

●湿接头井下对接采用较高泵压辅助对接技术，确保锁死装置完全起作用；

●对接电缆下放速度应稍低于泥浆流速，充分利用泥浆泵压；

●对接成功后在管柱内泵入10方左右重泥浆；

●并在下测过程中每下一柱管柱，灌满一次泥浆，确保管柱内外压力平衡；

●旁通上方接单向阀。

2.4难题④:

传输管柱内防硫涂层脱落影响对接

由于塔里木区块含硫化氢井较多，使用内防硫涂层管柱也越来越多。

内防硫涂层老化后会严重脱落。

传输测井时，如使用内防硫涂层严重脱落的管柱，对接成功的几率将会大大降低，甚至无法对接。

2.4.1措施：

●传输测井前，详细了解传输管柱内防硫涂层状况，一般防硫涂层使用5口井以后，就已严重脱落，可提前联系甲方更换为新涂防硫涂层管柱或不含防硫涂层管柱。

●若无法更换管柱，则采取如下措施：

开始盲下后，尽量不进行循环作业。

只进行必要的顶通；

对接前采用反循环，冲洗湿接头。

改进湿接头结构，将铜棒位置上移，循环眼位置下移。

3电缆保护难题

塔里木的水平井的井身结构：

技术套管约500米左右，裸眼井段长5500米左右，电缆无法完成的井段长，有很多超过1500米。

电缆3难题：

1　旁通出套管，套管鞋处电缆损伤难题；

2　井口电缆损伤难题；

3　旁通处电缆损伤难题；

3.1难题①：

旁通出套管，套管鞋处电缆损伤难题

●传输测井由于旁通以上的电缆是裸露在传输管柱外的，传统的工艺技术旁通出套管鞋后很容易发生电缆事故，所以旁通禁止出套管鞋。

●旁通不出套管鞋，一次传输测井能完成的测量井段是小于套管的长度的。

按传统的传输测井工艺要求，目的层同一个测井系列必须分两次以上测井。

一方面作业时间长，效率低，另一方面大井斜状态下，对接难度大，成功率相对较低。

因此解决旁通出套管的安全防护技术难题有非常现实的意义。

●旁通出套管鞋，A点（套管鞋）处电缆可能被挤坏造成通信中断。

●旁通出套管鞋后，裸眼段电缆缠绕、粘卡、上部断电缆事故造成卡钻等恶性事故。

3.1.1措施：

●使用电缆保护套，确保旁通进出套管时传输管柱居中，防止挤伤电缆，防止电缆在裸眼井段缠绕。

●保护套连接方式：

旁通上下各接一个；

旁通以上管柱每柱接一个；

保证套管中至少留一个。

旁通出套管鞋技术先后在塔里木地区5口井次试验成功。

其中：

最长的一口井旁通出套鞋800米。

3.1.2旁通出套管鞋解决的难题：

✓解决短套管，长水平段井的测井难题；

✓解决复杂井况下电缆测井安全得不到保证的测井采集难题；

✓斜导眼的传输测井伤电缆的测井难题。

3.1.3旁通出套管鞋的实际生产意义：

使斯伦贝谢等国际大公司不能完成，或必须两次以上才能完成的测井作业一次性安全完成，作业时效提高一倍以上，经济效益显著。

是传输测井工艺技术的一次突破。

3.2难题②：

井口电缆损伤难题

●液压大钳和大吊卡伤电缆；

●井口磨电缆；

●偏心井口伤电缆；

●侧向滑轮固定位置不理想伤电缆。

3.2.1措施：

●设计垫卡（下图中黄色垫块），有效防止钻具吊卡损坏电缆；

●设计电缆导轨，对电缆起到有效的保护作用，导轨滚轮使用实心轮，以承受电缆张力；

●导轨方向与井口侧滑轮要对直，确保电缆成一直线；

●传输作业时锁死钻机转盘，以防转盘转动伤及电缆；

●上测过程中，旁通出井口前，提前1-2柱先拆除井口导轨，以免缠绕在传输管柱上的电缆被导轨割断。

3.3难题③：

旁通处电缆损伤难题

●司钻及绞车手操作不规范、配合失误损伤电缆；

●旁通性能不好损伤电缆；

●电缆高速下放时、开泵情况下损伤电缆。

3.3.1措施：

●重新设计旁通以及旁通密封胶块的结构来防止高压泥浆刺断电缆，同时防止电缆在旁通处被挤。

●开泵后，绞车缓缓下放电缆，电缆处于运动状态，防止电缆在同一处长时间受压而被刺断。

●合理调节绞车扭矩以得到合适的电缆张力。

根据传输测井段长度调节锁旁通时绞车保持的张力。

使旁通处电缆上下受力平衡。

且旁通处环空中电缆至少受到1000磅以上的上拉力。

4仪器居中及保护难题

水平井传输测井时，仪器处于倾斜或平躺状态，这就对仪器的居中以及保护提出了更高的要求。

4.1难题：

仪器居中及保护难题

4.1.1措施：

使用有效居中及能保护仪器的辅助设备

仪器居中及保护的辅助工具主要有：

柔性短节、旋转短节、导向器、扶正器。

4.1.2柔性短节

下井仪器组合连接起来很长，由于井眼曲率、井眼直径以及仪器直径的限制，不可能使整串仪器都通过，所以要在适当的位置增加柔性短节，以使仪器串能顺利通过。

实际使用中，要根据造斜率合理安排柔性短节。

下井仪器两个相邻柔性短节之间的长度不能超过计算的长度。

柔性短节是整个仪器串的弱点，为了保证放射源的安全。

应将柔性短节安装在放射性仪器的下方。

下入仪器的最大刚性长度由仪器直径，井眼直径以及最小曲率半径来决定。

具体计算方法如下：

公式：

j=2[（R+Bit）2-（R+OD）2]1/2

式中：

j----仪器串最大刚性长度，单位m

R----井眼曲率半径，单位m（R＝5729.66/B，B为每100米井斜变化量）

　　Bit---钻头尺寸，单位m

　　OD----最大仪器外径，单位m

4.1.3旋转短节

旋转短节可以在水平井测井时，自由转动释放扭矩，减小因钻具旋转造成的仪器脱扣、损伤。

4.1.4导向器

在仪器串底部加橡胶导向锥，可起到导向、缓冲的作用。

并且能有效防止仪器串底部在井壁凹凸不平处顶死。

4.1.5扶正器

主要针对需要开腿测量的仪器设计。

●密度扶正器（又称姿态保持器如下图）：

可在井斜大于40°情况下，将摩擦力变为旋转力，使仪器自然转动至井径腿往上的位置。

从而有效保护仪器腿。

组装图如下：

●灯笼扶正器：

可用于各种带多臂井径仪器的扶正保护。

组装图如下：

5测井深度控制难题

5.1难题：

安装电缆保护套时遇到的深度难题

测井深度系统主要是由深度面版、绞车前面的深度轮组成。

测井过程中只要深度轮转动，测井深度就在变，而将电缆都嵌入电缆保护套时，必须放松电缆，因这时仪器未动，如果通过绞车放松电缆，其结果是将某点的测井信息记录成某一段的测井信息，造成测井资料的错误。

5.1.1措施：

为解决深度难题，需要适当调整操作流程：

下测：

1　下测完一柱停止后记下绞车的扭矩和电缆张力；

2　卸开编码器接口的航空插头；

3　接下一柱传输管柱；

4　放松电缆，固定好电缆保护套；

5　绞车拉回记下的扭矩和电缆张力；

6　插上编码器接口的航空插头，继续下测。

上测：

则反之。

6井控安全难题

在传输测井过程中，一旦发现溢流或井涌甚至井喷时，正常程序是起出电缆，拆掉旁通阀，抢接防喷单根，实施关井。

然而，在实际测井中，发现溢流或井涌甚至井喷时，没有那么多时间去完成上述工作。

6.1难题：

传输测井如何固定电缆

目前，有部分测井公司使用电缆保护套将电缆固定到钻具外面，再剪断电缆，将多出的部分电缆缠绕在钻具外面，接防喷单根，实施关井。

该方法优点就是速度快，但是存在更多的缺点和不足：

1、一旦电缆捆绑不牢固，势必会造成电缆落井，少则几百米，多则上千米的电缆一旦落入钻具和套管之间，会造成事故的出现，严重着甚至会造成卡钻等无法挽回的后果；2、在后续问题处理过程中，进行活动钻具、循环泥浆等工序时，也会造成不便或者固定失败的情况发生。

6.1.1措施：

设计使用“传输测井电缆悬挂器”

传输测井所用的旁通阀，既可以有效地固定电缆，而且还可以很好的保护好剪断电缆后的多余电缆头。

借鉴旁通阀的设计，通过多方位设计电缆固定压板，可以更有效，更快地固定电缆。

因为传输测井时，不允许钻具旋转，这样一旦把“传输测井电缆悬挂器”与钻具接好后，电缆压板不一定在电缆一侧，这样就很难将带张力的电缆固定在电缆悬挂器上，所以设计了多方位电缆固定压板。

这样，既可以安全有效地固定电缆，同时也能很好地保护剪断后的电缆头，为后续处理事故提供畅通的环境。

7结束语

随着水平井传输测井经验的进一步积累，水平井传输测井工艺水平有了一个较大幅度的提升。

以传统的水平井传输测井工艺为基础，结合塔里木油田水平井井身结构的特点和施工要求，总结塔里木油田近年相关的水平井测井施工成败经验，对水平井测井工艺及辅助工具进行改进和完善。

形成了适合塔里木油田水平井的测井工艺，研制配套了相关辅助工具、设备，为油田提速提效提供了有力的支持。

参考文献

[1]杨庆祥、赵相庭．钻杆输送湿接头水平井测井技术．《测井技术》1997年第1期

[2]刘俊霞、向素利、李新芳．水平井测井技术开发及应用．《断块油气田》2003年第6期