川渝地區(qū)測井施工技術措施改進

·經驗交流·

川渝地區(qū)測井施工技術措施改進

吉兆常周張志剛蔣長青蔣小華

(川慶測井技術分公司重慶400021)

摘要：隨著川渝地區(qū)開發(fā)力度逐漸增大，鉆井速度不斷提高，測井過程中的復雜情況逐年遞增。如何有效分析復雜現場，提出針對性解決措施，降低施工風險，預防工程事故成為最近幾年測井生產組織遇到的新挑戰(zhàn)。文章就川渝地區(qū)測井復雜情況展開分析，提出測井工藝措施改進建議，有效降低了工程事故發(fā)生，保證測井施工能夠順利開展。

關鍵詞：復雜井；原因分析；測井工藝技術

作者簡介：第一吉兆，男，1979年生，畢業(yè)于江漢石油學院測控技術與儀器專業(yè)，目前在川慶測井技術分公司從事測井采集工作。E-mail: jizhao_cj@cnpc.com.cn

文章編號：中圖法分類號：P631.8+1

收稿日期：(2014-07-25編輯：姜婷)

The Improvement Measures of Logging Technology in Sichuan and Chongqing AreaJI ZhaoCHANG ZhouZHANG ZhigangJIANG ChangqingJIANG Xiaohua

(ChuanqingLoggingTechnologyFiliale,Chongqing400021,China)

Abstract：With the increase of exploration and drilling speed in Sichuan and Chongqing area, the well-logging construction has become more complex. Therefore, the effective prevention of accidents is the priority of organizing and planning in production. Then, how to use the on-site analysis methods to solve the problems and reduce the logging risks is the new challenge for us. This paper analyzed the complex on-site well situation in Sichuan and Chongqing area, and put forward the improvement suggestions for the well-logging technology to ensure safety.

Key word：complex well， reason analysis， well-logging technology

0引言

隨著川渝地區(qū)鉆井速度不斷提高，復雜井井次逐漸增多。據不完全統(tǒng)計，2009年施工復雜井117井次，2010年172井次，2011年183井次，2012年192井次，因井況復雜導致的工程事故也時有發(fā)生?；谀壳按ㄓ宓貐^(qū)鉆井現狀，如何降低施工復雜，實現安全優(yōu)質高效施工，是測井技術分公司近幾年生產組織中面臨的最大挑戰(zhàn)。

本文對目前川渝地區(qū)測井過程中復雜情況特點及影響因素進行了分析，提出了降低施工復雜概率的措施。在2012～2013年井況條件無較大改善的情況下，通過革新施工工藝、改進設備結構、研制運用特殊輔助設備，改變儀器組合方式等技術措施，大大降低了施工風險，并在2013年較好地實現安全優(yōu)質高效施工。

1川渝地區(qū)復雜問題剖析[1、2]

通過對2009年～2013年的測井施工數據進行統(tǒng)計分析，目前川渝地區(qū)復雜井導致的問題主要集中在以下幾種情況：

1.1因地層壓差、井眼軌跡差或完鉆井眼較小，導致施工存在安全風險

(1)壓差粘附卡導致工程事故。據初步統(tǒng)計，發(fā)生測井工程遇卡事故80%以上來源于壓差粘附卡。在此類地層壓力系數情況下施工，多次發(fā)生因壓差粘附卡導致穿心打撈事故。

(2)側鉆井或井眼多次糾斜，電纜在上起過程中可能在套管鞋或降斜井段上部遇卡造成工程事故。

(3)小井眼條件下施工，因儀器與井壁之間的環(huán)空較小，儀器與井壁接觸面積增大，極易造成壓差粘附卡或沙橋卡。

(4)斜井或大斜度井較多，易導致電纜傳輸測井時儀器遇卡。因在斜井條件下，儀器重力垂直于井壁方向的力隨井斜增大而增大，如儀器扶正器居中效果較差，無法將儀器與井壁分離，或因儀器需偏心測量，極易導致壓差粘附卡。

(5)因井眼軌跡差、套管壁不干凈導致核磁共振(8.5in探頭)等儀器提前遇阻，無法順利下到目的層取得測井資料的現象經常發(fā)生。

1.2因井況復雜或儀器設計原因導致儀器下放困難，無法順利到達目的層取得測井資料

在川西北區(qū)塊蓮花山、張家、灌口構造，該地區(qū)以砂泥巖地層為主，因川西北地區(qū)地質應力，在鉆進過程中時常發(fā)生因井壁垮塌形成大井眼，導致儀器在下放過程中阻卡嚴重，即使采用鉆具傳輸測井，也時常因井況原因無法順利取全測井資料。

1.3因井況問題，導致儀器在測井過程中受損，無法取得合格資料

(1)因進口電成像極板結構較大，且為貼井壁測量，極板安全穿銷設計破斷力為1000 lbf(1 lbf=4.45N)，當井壁不規(guī)則、井眼橢圓或井壁上存在縱向溝槽時，極易造成極板在測井過程中遇卡拉脫掉井，形成井下落物且無法取全測井資料。

(2)核磁共振儀器在長套管內運行，易造成核磁共振天線磨損，導致核磁共振測井增益異常，探頭損毀。

1.4超級扶正器臂因臺階狀井壁遇卡掉井，帶來新的安全隱患

在鉆具傳輸電成像、核磁儀器測井過程中，由于井壁不規(guī)則造成水平井況下保持儀器居中的超級扶正器推靠臂掛落掉井，形成井下落物，影響施工安全。

2復雜井測井工藝技術措施

結合上述各類復雜因素分析，要應對復雜井的測井施工作業(yè)，川渝地區(qū)測井施工作業(yè)的首要任務是預防壓差粘附卡，其次是側鉆井及井眼軌跡變化較大的測井作業(yè)，再就是在小井眼中進行測井儀器外徑較大的測井作業(yè)。下面結合分公司近幾年的測井施工經驗，從以下幾個方面改進測井工藝技術，以降低測井施工復雜，確保安全優(yōu)質高效采集測井資料。

2.1預防壓差粘附卡工藝技術措施[3]

通過對壓差粘附卡形成原理進行分析，要有效預防測井施工過程中井下儀器發(fā)生壓差粘附卡，需從以下幾個方面做好工作。

(1)合理組合儀器，降低每一趟儀器組合長度和重量。通過優(yōu)化組合儀器，降低儀器組合的長度和重量，能夠較好的預防壓差粘附卡。

(2)儀器串上可適當增加扶正器數量，有效降低儀器與井壁之間的接觸面積。在高石梯-磨溪區(qū)塊，小隊總結出每6 m捆綁一組扶正器，有效降低儀器與井壁的接觸面積，在該區(qū)塊施工125井次，未發(fā)生一起因壓差粘附卡導致的工程事故。

(3)高度重視儀器外徑/鉆頭比值高于0.5的小井眼井況條件下施工。在小井眼條件下施工，應降低儀器組合長度，合理加裝扶正器，也能夠有效預防壓差粘附卡。在殼牌反承包項目施工，分公司通過數據建議甲方修改施工程序，也確保了該項目施工得以順利推進。

(4)適度提高測速，井下嚴禁停留。在井漏、孔隙度發(fā)育較好層位，也是壓差粘附卡高發(fā)井段之一，測井過程中，如井下儀器在復雜層位停留，極易因儀器貼靠井壁造成壓差粘附卡。

(5)通井后應確保泥餅有足夠的恢復時間，根據實際井深一般采用避免儀器直接接觸地層而導致壓差粘附卡。

(6)其他特殊測井項目的預防措施。核磁共振項目施工，因測井速度慢，測井時間長，施工前應重新分析井況，并要求相關方通井處理泥漿，降低虛泥餅厚度。對于GEM項目測井，因測井速度慢，需偏心測量，可采用下測方式作為重復曲線，上測方式作為主曲線，或采用可調式偏心弓或推靠器(類似密度推靠器)，避免因儀器下放造成泥餅破壞而導致儀器發(fā)生壓差粘附卡。

2.2側鉆井及井眼軌跡較差井況下測井工藝技術措施[4]

對于套管內側鉆井，由于采用電纜測井無有效措施改善電纜對側鉆點套管上沿切割的問題，建議直接采取鉆具傳輸施工，有效預防套管側鉆點遇卡的情況。

對于裸眼段側鉆或多次糾斜導致井眼軌跡較差的井況，若井眼軌跡呈“C”形，可預先了解該井井斜方位數據，計算該井井筒理論通過率，掌握易發(fā)生阻卡井段及井筒曲率允許的最大儀器組合剛性長度，并根據計算數據，調整儀器組合方式，降低儀器組合重量及剛性長度；若井眼軌跡呈“S”形，則電纜測井完成增斜-穩(wěn)斜段測井，對于穩(wěn)斜-降斜段，建議采用鉆具傳輸工藝施工，避免電纜在降斜段運動時切割井壁形成鍵槽造成電纜遇卡情況發(fā)生。此類施工經驗，在安岳氣田須家河段測井施工中得到較好的應用。

祛濕化瘀方藥液由上海中醫(yī)藥大學科技中心制備，冷藏備用[該方所用藥材茵陳、虎杖、田基黃、姜黃、生山梔均購自上海華宇藥業(yè)有限公司，有明確的原產地，經生藥學專家鑒定均為真品。上述藥材按4∶4∶3∶2∶2的質量比配伍；茵陳、虎杖、姜黃以75%乙醇提取3次，濾過，回收乙醇，留取藥液；生山梔、田基黃進行水提醇沉處理；合并上述藥液，濃縮，使終質量濃度為0.93 g/mL（按生藥計）]。

在斜井施工中，如造斜段因起下鉆過程中鉆頭不斷對井壁進行沖擊、拉掛形成臺階狀，應在儀器底部向上1 m處捆綁扶正器，并在儀器底部接橡膠引斜器，也可有效提高此類井況條件下的儀器通過率。測井技術分公司在殼牌反承包市場的QL-14-ST1井采用該措施解決了儀器無法順利通過側鉆點臺階的問題。

2.3核磁共振測井工藝技術措施

由于核磁大探頭預極化磁體的存在，大大增加了儀器的磁性，導致儀器在套管中運動時很容易吸附在套管壁，為了解決預極化磁體磁性強而導致套管內遇阻遇卡的問題，分公司做出以下改進，有效提高了核磁共振大探頭儀器在套管內的通過性。

(1)改進扶正器結構

通過量化各項數據指標，理論推導及計算，將核磁共振專用扶正器的內徑和葉片數量進行了改進，并提高了扶正器的耐磨強度。在提高扶正器最大外徑為188mm條件下，將原6葉扶正器改為8葉扶正器，使之能夠將儀器與套管間距提高至10.8mm，減小了預極化磁極與井壁之間的作用力，降低了儀器在套管內運行時的摩阻。改進前后扶正器對比如圖1所示。

圖1　改進前后扶正器對比圖

(2)改進扶正器固定位置

我們根據現場儀器遇阻原因分析，將探頭下部扶正器的安裝位置從廠家設計位置前移至盡量靠近預極化磁體位置，減小了由于在重力作用下儀器在套管中微小的傾斜而引起儀器與套管壁的間隙變小的影響，使儀器與套管壁間實現有效隔離，從而較好改善了儀器在套管中的運動狀態(tài)，減少了儀器在套管中的遇阻、遇卡的影響因素。

(3)儀器底部加裝扶正器滾輪裝置

圖2　改進前后探頭下部的加重對比

(4)合理使用泥漿排除器。

按照設計要求泥漿排除器用于泥漿電阻率較低的井況中。但在實際使用中發(fā)現，由于核磁本體磁性較強的原因，經常出現本體玻璃鋼天線受到磨損的情況，縮短了儀器使用壽命。為了解決玻璃鋼被磨損的問題，我們將泥漿排除器也用于非泥漿電阻率較低的井施工，確保了儀器玻璃鋼在使用中的完好。

改進后核磁共振儀器組裝效果見圖3。

2.4鉆具傳輸XRMI電成像工藝技術措施

圖3　核磁共振儀器組裝效果圖

XRMI電成像儀器要求在井下推靠測量。在大斜度或水平井內施工時由于儀器自身重量達到702lbf，井筒上部極板貼井壁效果差，井筒下部極板因儀器重力下壓，當井壁不規(guī)則時極易造成極板掛脫落井。對此，我們做出以下改進，成功實現了在大斜度井及水平井內鉆具傳輸電成像施工，滿足了目前油氣開發(fā)市場需求。

(1)改進扶正器結構

我們放棄傳統(tǒng)的橡膠扶正器，采用超級扶正器接在XRMI電成像探頭尾部，見圖4。該扶正器采用兩組(每組4個)強力支撐臂交叉結構，能夠對XRMI電成像儀器實現有效支撐。使用前，將扶正器外徑調整為大于鉆頭尺寸2 mm～3 mm，確保該扶正器在大斜度或水平井段能夠將XRMI電成像測量點部分扶正，使其始終在井眼內處于居中狀態(tài)。

圖4　超級扶正器

(2)改進XRMI電成像極板機械強度

因XRMI電成像極板安全銷結構設計強度為1 000 lbf(1 lbf=4.45 N)，在儀器測井過程中單個極板遇卡超過1000 lbf時，安全銷將自動剪斷并釋放極板。我們通過評估計算將該安全銷進行改進，將安全銷強度提高至2 000 lbf，降低鉆具傳輸過程中因相關方配合時處置不及時造成極板掛落的風險。

(3)提高復雜井段XRMI電成像鉆具傳輸操作技巧

在進行XRMI電成像傳輸測井施工之前，操作工程師根據綜合測井情況及測井曲線對井況進行分析，對于復雜井段，提前與鉆井方配合施工人員進行溝通，降低起鉆速度，并及時調整推靠壓力，進一步確保XRMI電成像極板的施工安全。

2.5擴徑井眼內中子偏心弓技術改進

針對216 mm及311 mm以上大井眼，分別加工了兩種偏心弓。在216 mm井眼內采用軟質偏心弓，既保證施工安全，又保證測井資料質量。

對于311 mm井眼，加工了硬質偏心弓，以便儀器在311 mm及以上井眼內能夠獲得更大的橫向推力，確保中子儀器能夠偏心測量。

2.6超級扶正器的改進

為了降低超級扶正器在施工過程中因井下儀器阻卡沖擊，造成C型銷切斷，導致扶正臂落井造成鉆井復雜的情況，我們將原C型銷改制成為卷銷，并對用材進行了重新選擇，有效預防了類似事件的再次發(fā)生。

3結束語

通過采取一系列的技術改進及應對措施，2013年本地區(qū)在裸眼井施工任務總體持平、鉆井復雜率增大的環(huán)境下，有效減少了因壓差粘附卡及井眼軌跡問題導致的儀器遇卡等工程事故；特別是在電成像施工總井次相比上一年度上升40%左右的情況下，電成像極板因井況原因被掛落井的事件從2012年的6起降低到2013年的1起；在完成核磁共振測井工藝技術措施改進后，共完成核磁共振電纜測井12井次，其中216 mm井眼中成功施工8井次，施工作業(yè)成功率由原來的13%上升至100%；通過重新選擇配件材質并對超級扶正器的配件結構進行改造后，在電成像和核磁傳輸中未再發(fā)生超級扶正器推靠臂掉井事件，為生產經營創(chuàng)造了較好的經濟效益，并贏得了甲方良好的測井聲譽。復雜井施工工藝措施的改進及在川渝地區(qū)的成功推廣，在后續(xù)測井施工作業(yè)當中發(fā)揮了顯著作用。

參 考 文 獻

[1] 趙金洲，張桂林.鉆井工程技術手冊[M].北京：中國石化出版社，2005:720-766

[2] 李建林，田建軍，周浩,等.石油工程現場工作安全分析應用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2014:143-162

[3] 趙元良，郭清濱,劉長新，等，窄泥漿窗口條件測井工藝安全探討[J].測井技術，2010,34(1):91-93

[4] Baker Hughes.測井技術操作手冊.2010(資料)

本刊加入中國學術期刊(光盤版)在CNKI中國知網及其系列數據庫的聲明

為擴大本刊及作者知識信息交流渠道，加強知識信息推廣力度，本刊已許可中國學術期刊(光盤版)電子雜志社在CNKI中國知網及其系列數據庫產品中，以數字化方式復制、匯編、發(fā)行、信息網絡傳播本刊全文。該著作權使用費及相關稿酬，本刊均用作為作者文章發(fā)表、出版、推廣交流(含信息網絡)以及贈送樣刊之用途，即不再另行向作者支付。凡作者向本刊提交文章發(fā)表之行為即視為同意我社上述聲明。

《石油管材與儀器》編輯部