水平井測井儀器輸送技術(shù)及其應(yīng)用

文/劉葉興 潘巖

為了提高油氣田生產(chǎn)效率，逐漸采用鉆水平井增加水平井長度的方式來實(shí)現(xiàn)。在此過程中，水平井的動態(tài)監(jiān)測成為油氣田穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。對此，應(yīng)采取積極有效的儀器傳輸技術(shù)，對油氣井進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，使監(jiān)測內(nèi)容更加豐富，監(jiān)測效率得到顯著提升。

1 水平井簡介

在鉆井過程中，當(dāng)井斜角為90°時(shí)，沿著水平方向鉆進(jìn)的井便稱為水平井，主要分為三種類型，即長曲率半徑水平井、中曲率半徑水平井、短曲率半徑水平井，在鉆探方面主要分為以下幾個(gè)方面：一方面，地面構(gòu)造復(fù)雜，存在沼澤、交通要道等區(qū)域，且地質(zhì)條件較佳，具有含油構(gòu)造，可鉆定向井對構(gòu)造情況進(jìn)行充分了解；另一方面，水平井可促使已經(jīng)開發(fā)或者開發(fā)中的油氣田生產(chǎn)情況改善，對斷層遮擋區(qū)域進(jìn)行開發(fā)，使采收率得到顯著提升；對于地層密度較高、滲透性較低之處，可在目的層中對水平段進(jìn)行精確定位；小斷塊油氣田與幾個(gè)不相連的油氣田中可鉆出一口或者兩口大位移進(jìn)行開發(fā)，節(jié)約投資量，使經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升；為了提高超稠油產(chǎn)量，也可采用水平井開發(fā)的方式來實(shí)現(xiàn)，可見水平井在油氣生產(chǎn)中發(fā)揮著不可忽視的促進(jìn)作用。

2 水平井測井儀器輸送技術(shù)

在垂直井或者微斜井測井中，一般將測井儀在自身重力的作用下下放到井底。對于傾斜度較大、水平井的井測中，如若沿用重力下放方式，則測井儀勢必會遇阻，為了解決這一問題，將測井器順利送入井底，可采用以下幾種儀器輸送技術(shù)來完成。

2.1 鉆桿濕連接技術(shù)

此種連接方式在水平井測井中的應(yīng)用較為普遍，主要原理為：由鉆井隊(duì)通過起下鉆動力確保測井儀器在目標(biāo)層段中不間斷的開展工作。在此過程中，將電纜與井下儀器連接起來，在采集信息時(shí)給予電力支持。在連接過程中，才采用以下工具來完成：

（1）“棒式”公接頭，將7根纜芯接觸環(huán)安裝在同一個(gè)軸上，利用絕緣環(huán)對其進(jìn)行分割；

（2）“棒式”母接頭，將公接頭中的接觸環(huán)固定到筒中，發(fā)揮絕緣環(huán)的作用進(jìn)行分割。

2.2 牽引器輸送技術(shù)

該技術(shù)的主要原理為：將爬行器固定在測井儀與測井電纜中間，以推送的方式開展工作，由控制器發(fā)出指令，井下儀器發(fā)揮輔助作用，開啟爬行器中的X-X、Y-Y兩組驅(qū)動輪，使其與套管壁緊密貼合起來。在實(shí)際工作中，推靠段包括主電機(jī)、驅(qū)動輪、傳動部分等，將牽引臂推開，驅(qū)動輪順著管壁行走，實(shí)現(xiàn)對測井儀器的牽引工作。其中，主電機(jī)在機(jī)械傳動裝置的促使下沿管套行走，將測井器運(yùn)送到指定位置，由地面控制器發(fā)出指令，當(dāng)測井儀達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)后，爬行器停止行走，電機(jī)的牽引臂收回，控制系統(tǒng)電源斷開。重啟電源，為測井儀提供電力支持，絞車上提電纜完成測井工作。

該技術(shù)的施工工藝為：在井筒作業(yè)之前應(yīng)對管道進(jìn)行沖洗，確保井口設(shè)施完善，不存在泄漏情況，井口與井內(nèi)管柱內(nèi)徑超過60mm；在直井段，上提下放速度應(yīng)控制在50m/min之內(nèi)；在經(jīng)過管柱變形等處時(shí)，速度應(yīng)控制在10m/min；對于井斜超過50°的情況，速度應(yīng)控制在30m/min之內(nèi)；當(dāng)儀器受到阻礙后，應(yīng)暫停絞車，緩慢的上拉電纜，直至其處于垂直狀態(tài)，拉力應(yīng)低于安全張力。開啟牽引器，實(shí)現(xiàn)其與地面之間的雙向通訊；對于相同位置受阻超過3次的爬行器，應(yīng)停止工作。在雙爬行器應(yīng)用中，主要適用于兩種規(guī)格管柱的井，利用兩支爬行器運(yùn)行，并分別設(shè)置喚醒時(shí)間與電壓，根據(jù)管柱內(nèi)徑的不同對爬行臂的尺寸進(jìn)行設(shè)置。在工作過程中，按照套管尺寸陸續(xù)喚醒兩只爬行器，首先喚醒上部爬行器，當(dāng)爬行臂行走到目標(biāo)點(diǎn)后將其關(guān)閉，此時(shí)再喚醒下部。

2.3 撓性管輸送技術(shù)

撓性管與其他常規(guī)連接管相比具有較強(qiáng)特殊性，內(nèi)部含有多芯電纜，在作業(yè)過程中盤卷在滾筒車上的硬電纜被直接輸入到井中，而連續(xù)管的內(nèi)部不存在電纜，可直接進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。撓性管的直徑多種多樣，有25.4mm、31.8mm以及38.1mm等，在制造材料上主要為低合金鋼與高強(qiáng)度兩種，具有較強(qiáng)的柔性特點(diǎn)，不但可以直接盤在絞車的滾筒中，還可直接輸送到井底。硬電纜管的施工方式為：將電纜與地面相互連接，采用上提下放等方式完成測井工作；連續(xù)管施工方式為：采用環(huán)空壓力對測井儀器進(jìn)行喚醒，根據(jù)事先制定好的測量流程，以上提下放的方式完成測井工作。

與其他輸送技術(shù)相比，此種技術(shù)的輸送方式較為簡單，可在多種尺寸的測井中使用，特別是在小直徑裸眼管井中應(yīng)用效果更加明顯，可直接利用撓性管車完成任務(wù)，無需引入其他設(shè)備或濕接頭等，因此有效避免對接失敗問題。由于撓性管的強(qiáng)度受到限制，因此井下儀器的質(zhì)量不可過高，例如RIB固井質(zhì)量檢測儀自身質(zhì)量較大，不適用于此種方式輸送。此外，撓性管的強(qiáng)度問題還影響水平井的測量長度，一般要控制在1000m以內(nèi)。

2.4 水力輸送技術(shù)

該技術(shù)所使用的工具較為簡單，只需在測井儀器的下方安裝柔性短節(jié)、導(dǎo)向錐、液壓活塞短節(jié)，并在地面設(shè)置一個(gè)功率較大的液壓水泵即可。在測井儀器使用過程中，往往需要在上方和下方配置兩個(gè)扶正器。將地面水泵的水流注入到井筒內(nèi)部，將液壓活塞短節(jié)測井儀器傳送到水平井底，這樣便可實(shí)現(xiàn)對水平井施工情況的動態(tài)監(jiān)測。根據(jù)測井目標(biāo)與實(shí)際情況，選擇最為合適的測井方式，通常采用高含水率中對井溫、氧活化水流測井等等。在水力輸送技術(shù)應(yīng)用中，首先利用測井工具將儀器下方到遇阻井段，通常此類井段的井斜在60°左右；然后開啟大功率液壓水泵，將水流輸入到井筒之中，并作用到液壓活塞中，促使測井儀器到達(dá)水平井的測量段，從而完成測井施工目標(biāo)。

3 水平井測井儀器輸送技術(shù)的應(yīng)用案例

3.1 鉆桿濕連接技術(shù)應(yīng)用

某井的水平長度為450m，最大斜度為86.4°，在測井前發(fā)現(xiàn)該井存在出水問題，經(jīng)過研究討論，采用鉆桿濕連接技術(shù)來解決該問題，具體措施為：利用測井儀器串在油管底部設(shè)置過渡短節(jié)，根據(jù)實(shí)際需求對其位置進(jìn)行調(diào)整，確保電纜與公接頭相互連接，在對接完畢后采集測井相關(guān)信息。從檢測結(jié)果可知，油層與地層的俘獲截面曲線與基線間的離差值固定，可知井下水層逐漸向上溢出，與實(shí)際情況相一致，出水問題得到有效控制。

3.2 牽引器輸送技術(shù)應(yīng)用

某井為水平井，長度為450m，最大井斜為86.5°。在正式開展測井工作前，處于半關(guān)井狀態(tài)。為了解決該問題，采用電纜牽引器輸送技術(shù)，并發(fā)揮中子壽命測井儀的輔助作用，將測井器成功的輸送到井底，實(shí)現(xiàn)對硼中子壽命測井驗(yàn)攢工作。從上述結(jié)果可知，下方水層逐漸向上蔓延，與預(yù)測結(jié)果相同，在此基礎(chǔ)上通過改變采油技術(shù)，使油層的含水量得到有效控制。

3.3 撓性管輸送技術(shù)應(yīng)用

某井的水平長度為600m，在首個(gè)生產(chǎn)周期中出現(xiàn)供液短缺情況，在沖砂時(shí)出現(xiàn)井內(nèi)的沖砂問題嚴(yán)重。對此，采用撓性管輸送技術(shù)，與電磁探測器相結(jié)合開展檢測工作。結(jié)果顯示，電磁探測器在與曲線相距1600m的位置出現(xiàn)套管脫斷情況。通過檢測結(jié)果可知，在后期生產(chǎn)過程中應(yīng)重視1600m的套管校正工作，對沖砂進(jìn)行加固，確保生產(chǎn)恢復(fù)正常。

3.4 水力輸送技術(shù)應(yīng)用

某井的水平長度為1050m，在生產(chǎn)中以電潛泵為主，測井前每日的產(chǎn)液量為195.5m3，含水質(zhì)量為98.0%。與生產(chǎn)實(shí)際情況相結(jié)合，由現(xiàn)場作業(yè)人員制定工藝方法，采用氣舉誘噴的方式將油管下放到井底，再通過水力輸送技術(shù)將氧活化測井儀器輸送到井底，待到誘噴后，成功完成氧活化水流測井工作，使主力出水位置被精確的確定。

4 結(jié)論

綜上所述，測井儀器輸送技術(shù)具有科技性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，可充分滿足水平井的測井需求。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展背景下，該項(xiàng)技術(shù)將得到進(jìn)一步研究，根據(jù)技術(shù)操作特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)范，使其在油氣田開采中發(fā)揮重要的促進(jìn)作用，為油氣井的穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。