礦井探測中的超高溫測井技術(shù)分析

郝俊杰

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊，山東 德州 253072）

青海省貴德縣扎倉有著較為豐富的礦產(chǎn)資源，具有充分的發(fā)電潛力，為掌握當?shù)氐哪茉磧α壳闆r特進行科學的分析。經(jīng)過相關(guān)的科學測試發(fā)現(xiàn)，鉆井的井底溫度最高值達到了146攝氏度，壓力達到了5兆帕（Mpa）～12兆帕（Mpa），井底水蒸氣噴出高度達到了8.2米。井口Flange溫度在105攝氏度左右。我院工作人員通過測量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，面對如此高的測井溫度和壓力，在我國測井的研究工作中尚無成功的研究案例，經(jīng)過相關(guān)專家的推薦和根據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境特征我院選擇使用美國Probe holdings公司的KGT G7008型高溫高壓存儲記錄儀對青海省貴德縣扎倉礦井的溫度、壓力進行測量[1]。

1 測井設(shè)備的選擇

防噴器：根據(jù)青海省貴德縣扎倉的科學測試發(fā)現(xiàn)井內(nèi)溫度達到了146攝氏度，井內(nèi)壓力達到了5兆帕（Mpa）～12兆帕（MPa），井底水蒸氣噴出高度達到了8.2米，井口Flange溫度在105攝氏度左右。為防止井噴事故，采取了井內(nèi)壓力、溫度的測試。儀器的構(gòu)成由液控金屬防噴盒、防噴管、液壓提升裝置、熱采手動下捕捉器、卡箍接頭、井口連接短節(jié)、防噴器、扶正器、單作用手壓泵、液壓管線、天滑輪和地滑輪組件組成[2]。

測井絞車：該儀器選擇使用RDJC-3.2GS型4000米交流變頻絞車，該儀器最大測量深度為4KM，點界定功率為3.5千瓦，提升負荷3500N，同時該儀器具有張力檢測及報警功能，深度、速度、張力實時顯示功能，為科學的測量提供了堅實的儀器支持。

存儲式溫度壓力測試測井儀系統(tǒng)：該儀器選擇美國Probe holdings公司的KGT G7008型高溫高壓存儲記錄儀，由地面控制面板、井下碳管和沖擊裝置重錘構(gòu)成，測試溫度、壓力等值。數(shù)值為壓力精度百分之0.024F.s，溫度精度±0.24攝氏度，耐溫348攝氏度工作240min、300攝氏度工作480min；耐壓為58.61兆帕；儀器反應(yīng)時間：1.4秒每10攝氏度。

2 測井流程

井口裝置的安裝：第一步：工作人員將法蘭盤和井頭進行拼接，選擇使用苦丁螺絲將法蘭固定；第二步：井口防噴裝置的安裝：①安裝地滑輪、②固定螺桿、螺帽旋緊到位，并穿好安全銷；第三步：打開防噴頭，把金屬絲穿過防噴頭，并做好繩帽頭；第四步：連接繩帽和加重桿、用自帶的液壓裝置升起防噴管，并上緊。

加重桿透孔：工作人員為確保儀器的正常測試，選擇使用與儀器尺寸和效果相接近的加重桿透孔，待儀器成功下至孔底，工作人員開始測試工作。

溫度壓力測試：工作人員對美國Probe holdings公司的KGT G7008的儀器的使用進行分析后進行以下操作：第一步：靜態(tài)測試：對相關(guān)儀器進行連接，保證地面儀器和井下設(shè)備進行聯(lián)絡(luò)，設(shè)備的測試時間和測試深度相同，工作人員確保京口旁同期閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。下儀器從井口往下進行下測測試，至儀器到井底遇阻，停滯5min上提儀器至井口完成靜態(tài)測試；第二步：將通訊正常的儀器下過井口，打開旁通閥放噴水蒸氣，在保持90立法米流量的狀態(tài)下將探管下至井底進行下測試，儀器停留5分鐘上提儀器至井口完成動態(tài)測試；第三步：放噴480分鐘井底靜置120min靜態(tài)測試，通過連續(xù)放噴480min儀器下至井底并靜置120min，然后上提至井口，完成靜態(tài)測試。

3 數(shù)據(jù)的處理及采集

3.1 原始數(shù)據(jù)的采集

研究人員選擇對青海省貴德縣礦井進行基本研究的數(shù)據(jù)收集，該測試井基本情況如下：深度：3001米、井口Flange溫度106攝氏度、閉井壓力0.93千帕、水頭高度為9.76米。工作人員對儀器和重錘進行連接，同時地面與地下儀器進行連接，測試時間與深度相一致，工作人員保證儀器的閥門保持關(guān)閉，工作人員開始進行測試，并對測試的數(shù)據(jù)進行采集，保證數(shù)據(jù)的真實有效性。

3.2 數(shù)據(jù)的下載

測試結(jié)束后，工作人員將探管摘卸下，取出電池。通過Kusterconnect對軟件進行連接，對測試數(shù)據(jù)進行采集。同時通過K10 Software 2014軟件，連接kusterk10 depth box深度盒子，對數(shù)據(jù)進行進一步強化處理。工作人員將采集的數(shù)據(jù)和深度處理數(shù)據(jù)進行合并，并制作數(shù)據(jù)的曲線圖。數(shù)據(jù)如下：①靜態(tài)測試：儀器下至測井深處的3001米，經(jīng)過測試井底溫度為146.8攝氏度，壓力為3.39兆帕；②動態(tài)測試：儀器下至測井深處的98米，測試得到井口溫度77.683攝氏度，井口壓力為0.789兆帕，井底溫度為146.8攝氏度，井底壓力為3.389兆帕；③放噴8h后關(guān)閉閥門，在井底保持2h后靜態(tài)測試。儀器下至97m米，并在井底靜止120min，經(jīng)測得井口溫度為76.798攝氏度，井口壓力為0.511兆帕，井口壓力為3.348兆帕；④最后一次靜態(tài)測試：儀器下至測井深處的99.8米，經(jīng)測井口溫度為112.498攝氏度，壓力為0.819兆帕，井底溫度為148.9攝氏度，井底壓力為3.379兆帕。

4 結(jié)論

通過本研究發(fā)現(xiàn)高溫測井技術(shù)有以下優(yōu)點：①測井設(shè)備簡便；②設(shè)備安裝便捷，尤其適合在地形相對復雜的山區(qū)進行使用；③檢測設(shè)備具有耐高溫、高壓、精確度高的特點；④儀器設(shè)備功能穩(wěn)定性強工作時間較長；⑤資料處理精確度高、測量數(shù)據(jù)準確有效；缺點是價格相對高昂。該設(shè)備應(yīng)用于青海省貴德縣扎倉礦井，有效的解決了高原氧氣稀缺、井口溫度高、蒸汽外噴、較大流量外噴的技術(shù)難題。該技術(shù)的出現(xiàn)為今后高原地區(qū)礦井、礦井的溫度、壓力檢測市場提供有力的技術(shù)支撐，也為我國自主研發(fā)超高溫溫度壓力測試儀器打下了良好的基礎(chǔ)。該技術(shù)值得在今后的高溫測井中大力的推廣和使用。