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【關(guān)鍵詞】水平井鉆井 水平井固井
1 難點
目前青海油區(qū)最長見的固井工藝采用:水平段固井射孔采油的工藝流程。如下圖所示。圖1?水平段固井射孔采油的工藝流程
水平段固井的難點在于穩(wěn)斜段長、軌跡控制困難,使井眼軌跡差從而導(dǎo)致摩阻系數(shù)大,套管難以下入,由于水平段套管居中程度差,泥漿的攜砂能力不足及水泥漿的驅(qū)替效率不高。從而導(dǎo)致水平段固井質(zhì)量差等問題的出現(xiàn)。針對以上水段固井的技術(shù)難題,結(jié)合青海油區(qū)地層承壓能力低易發(fā)生井漏的實際情況。
2 研究內(nèi)容
2.1 完鉆通井要求
為確保完井管串能順利下到位,在下油層套管前要求井隊使用原鉆具通井以及模擬通井作業(yè)。通井到底大排量循環(huán)清洗井底,循環(huán)過程中加入玻璃球等材料。
2.2 選用合理的扶正器
使用不同類型的扶正器使下套管過程中套管與地層的面接觸變?yōu)辄c接觸,降低摩擦阻力,保證套管順利下入。在下部水平段及造斜段使用滾輪扶正器,上部直徑段采用剛性扶正器。以保證套管的順利下入及居中程度。
2.3 采用固井公司新版設(shè)計軟件
由于新版設(shè)計里加入了扶正器安放設(shè)計、下套管模擬及各段水泥漿體壓穩(wěn)分析等,使得固井工藝流程變得簡明直觀??梢院芎玫闹捞坠茉诰械木又谐潭燃坝蛯佣嗡酀{壓穩(wěn)情況。
2.4 水泥漿體系采用
由于該地區(qū)地層水鹽堿度高。在水泥漿體系的使用上,要求與地層具有良好的配伍性。嚴(yán)格做好水泥漿化驗工作,使水泥漿具有良好的流動性,失水量控制在50ml(30min*7MPa)以下。且具有一定的微膨脹性和良好的防氣竄能力,并要求水泥漿稠化時間可調(diào),可適用于井深不同的水平井施工。在對室內(nèi)小樣進行調(diào)配成功后由技術(shù)人員監(jiān)督進行大樣混配,并對混配后的大樣進行再次檢測。
2.5 保證頂替效率
通過對環(huán)空壓力進行分析,在保證不壓漏的情況下,盡可能的采用大排量頂替以提高水泥漿的頂替效率,針對封固段長,地層承壓能力低的特點,使用密度在1.30g/cm3-1.40 g/cm3的泥漿進行頂替,減小頂替壓力,保證固井質(zhì)量;在井下安全的前提下(井壁不垮塌、不引起氣侵等),采用略大于鉆井液密度的前置液,使前置液維持在環(huán)空300-500米左右的高度,前置液使用的數(shù)量越多越能提高水泥漿的頂替效率。
3 應(yīng)用情況
通過對技術(shù)措施的不斷改進應(yīng)用,現(xiàn)已在青海地區(qū)多口水平井上取得了良好的效果。以切六H8-9井和切六H8-12井為例。
3.1 切六H8-9固井施工
3.1.1?基本數(shù)據(jù)
切六H8-9井為一口開發(fā)水平井,完鉆井深:2460m,鉆頭尺寸215.9mm,下入尺寸為139.7mm,壁厚9.17mm的N80套管,下深:2459.27m,阻位:2447.25m,設(shè)計水泥返高:1200m,理論注水泥漿量:35m3,實際注入量:45m3,該井于2011年8月22日施工。
3.1.2?施工難點
該井施工地層壓力低,且臨井在鉆進中有井漏現(xiàn)象。封固段長1260米,其中水平段長394米。井徑在1750-1900米處偏小。使用清水頂替,施工壓力較高,易發(fā)生井漏。
3.1.3?固井質(zhì)量
該井于8月27日測聲幅,水泥返高1110.50米。測聲幅井段為800-2039.80米。從1110.5-1230聲幅值在20%左右。1230-1510聲幅值在10%-15%之間。1510-2039.80聲幅值在10%以內(nèi)。
3.2 切六H8-12固井施工3.2.1?基本數(shù)據(jù)
切六H8-12井為一口開發(fā)水平井,完鉆井深:2395m,鉆頭尺寸215.9mm,下入尺寸為139.7mm,壁厚9.17mm的N80套管,下深:2390.81m,阻位:2379.28m,設(shè)計水泥返高:1200m,理論注水泥漿量:33m3,實際注入量:43m3,該井于2011年9月9日施工。
3.2.2?施工難點
該井施工地層壓力低。封固段長1195.2米,其中水平段長232.2米。使用清水和泥漿頂替,施工壓力較高,易發(fā)生井漏。該井在鉆至2236米時發(fā)生井漏,一次漏失量在100方左右。加鋸末和單封劑堵漏后繼續(xù)鉆進,后期又多次發(fā)生井漏至完鉆仍存在滲漏現(xiàn)象,總漏失量約500方。3.2.3?固井質(zhì)量
該井于9月19日測聲幅,水泥返高1154米。測聲幅井段為950-1919米。從1154-1220聲幅值在20%左右。1220-1350聲幅值在10%-15%之間。1350-1622聲幅值在10%以內(nèi)。1622-1640聲幅值在20%左右。1640-1919聲幅值在10%以內(nèi)。4 技術(shù)創(chuàng)新點4.1 解決鹽堿地區(qū)地層水與水泥漿的配伍性
及時了解現(xiàn)場鉆井進度情況,提前做好水泥漿與地層水配伍的調(diào)整實驗。由于該地區(qū)固井施工用水含鹽堿度高,對固井質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。通過不斷摸索試驗配方,調(diào)整水泥漿性能,保證了固井質(zhì)量。
4.2 采用鉆井泵和水泥車相結(jié)合的方式頂替水泥漿
由于我們施工服務(wù)的井隊使用的不是無級變速鉆井泵。替水泥漿過程中,前期采用鉆井泵大排量頂替鉆井液,提高頂替效率,減小頂替壓力,保證固井質(zhì)量。后期使用水泥車小排量頂替清水至碰壓,保證施工安全。
4.3 固井施工完畢后,小鉆桿通井,保證測井到底
由于青海地區(qū)水平段不測井,為防止后期下油管過程中下不到底的情況發(fā)生。我們與甲方溝通,要求井隊在固井結(jié)束后使用小鉆桿通井,以防止出現(xiàn)軟遇阻的情況發(fā)生。
5 效益分析
從固井聲幅質(zhì)量上來看,以上兩口井都達到了優(yōu)質(zhì)井的要求,得到了甲方的贊揚與認可。固井公司青海項目部今年共施工水平井9口,其中優(yōu)質(zhì)井7口,合格井2口。從市場效益點出發(fā),該井不僅為單位帶來了可觀的效益,同時也為今后的市場開發(fā)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
隨著全球能源和水資源的危機,人類生活、生產(chǎn)活動對自然環(huán)境的破壞,人類生存和可持續(xù)發(fā)展所依賴的自然資源正面臨污染、破壞、枯竭的危險境地。近年來地?zé)豳Y源受到世界各國的重視。
山西中冶東晟投資有限公司為了充分開發(fā)利用地?zé)豳Y源,決定施工地?zé)峋?;以解決項目采暖、洗浴等問題;4#井位于運城市東花園北側(cè),其井位坐標(biāo):X:6305.3,Y:7823.27;海拔高度為:372.7米。本項目于2010年4月18日10:00第一次開鉆,5月5日鉆至井深3205米;出水量:142.38立方米/小時,溫度:59度。對于地?zé)峋馁|(zhì)量控制,網(wǎng)上介紹很少,通過對本項目的學(xué)習(xí)小有收獲,特小結(jié)一下。
1 地?zé)峋ㄋ┦┕すに嚵鞒?/p>
第一,準(zhǔn)備階段:平整場地、井口確認與開挖、基礎(chǔ)施工―鉆井設(shè)備安裝―鉆井液和其他消耗材料準(zhǔn)備―試鉆。
第二,鉆探階段:開表層套管段的施工、測井下管、固井―開技術(shù)套管井段施工、測井下管、固井―開取水目的層井段施工、測井。
第三,完井階段:換漿沖孔―化學(xué)藥劑、空壓機聯(lián)合洗井―酸化、二氧化碳、壓風(fēng)機聯(lián)合洗井―水泵抽水洗井。
第四,抽水階段:抽水檢測----測量水溫----流量
第五,完工撤場
2 地?zé)峋ㄋ┕こ痰膭澐值責(zé)峋ㄋ┕こ谭猪?、分部工程的劃分分項、分部工程劃分見?。
表1 地?zé)峋ㄋ┓猪棥⒎植抗こ痰膭澐?/p>
序號 分部工程 分項工程
1 鉆井 鉆機安裝,鉆探,鉆頭、鉆具,鉆井液,地質(zhì)錄井,物探測井,下管,填礫,固井(止水),井管,粘土粉,濾料,焊接,水泥等
2 洗井 活塞洗井,壓風(fēng)機洗井,化學(xué)藥劑洗井,酸化洗井,二氧化碳洗井,水泵抽水洗井,水位觀測,水量觀測,水溫觀測等
3 抽水試驗 水泵抽水,水位觀測,水量觀測,水溫觀測,含砂量觀測,水質(zhì)檢驗、探孔等
4 泵房建設(shè) 工程測量,地基,混凝土,構(gòu)件安裝,防水,鋼筋,砌磚,焊接,地面,內(nèi)外墻飾面,門窗安裝,井口處理等
5 供水設(shè)備安裝 水泵,設(shè)備、材料,水泵下井,管線安裝,電器設(shè)備安裝,水處理設(shè)備安裝,供水調(diào)試等
3 地?zé)峋ㄋ┕こ淌┕べ|(zhì)量控制
表2 地?zé)峋ㄋ┦┕るA段質(zhì)量控制
事前控制 施工準(zhǔn)備質(zhì)量控制 質(zhì)量控制系統(tǒng)組織,質(zhì)量保證體系,項目人員,施工材料,施工方案方法,作業(yè)環(huán)境,施工機械設(shè)備
設(shè)計文件會審,設(shè)計技術(shù)、安全交底
審查開工申請、嚴(yán)把開工關(guān)
事中控制 施工過程質(zhì)量控制 工序控制,工序之間交接檢查,隱蔽工程質(zhì)量控制
中間產(chǎn)品質(zhì)量檢查驗收與保護
分部、分項工程質(zhì)量評定
設(shè)計變更與設(shè)計修改的審查
事后控制 竣工質(zhì)量檢查驗收
工程質(zhì)量評定
工程質(zhì)量文件審核和建檔
表3 地?zé)峋ㄋ┦┕るA段質(zhì)量控制點設(shè)置
分項工程 質(zhì)量控制點
鉆機安裝 基礎(chǔ),鉆臺調(diào)平,繃?yán)K
鉆探 鉆井液,測斜,鉆具長度校正
物探測井 測井方法選擇,測斜,測溫,地質(zhì)解釋
下管 排管,管長丈量,下管方法,絲扣、焊接質(zhì)量,井管通徑
填礫 濾料,填礫方法,填礫高度監(jiān)控
固井(止水) 水泥,粘土球,固井壓力,初凝卸壓提鉆
活塞洗井 提升速度,洗井時間
壓風(fēng)機洗井 風(fēng)管深度,風(fēng)量
化學(xué)藥劑洗井 藥液濃度,浸泡時間
酸化洗井 浸泡時間,鹽酸濃度,添加劑
二氧化碳洗井 二氧化碳用量,總氣閥壓力
水泵抽水 水位、水量、水溫觀測,含砂量觀測方法,計量器具
水質(zhì)檢驗 取樣方法,檢驗單位
探 孔 鉆具丈量,井深誤差
工程測量 標(biāo)高,軸線,基準(zhǔn)點
地基、基礎(chǔ) 尺寸,標(biāo)高,土質(zhì),承載力
混凝土 水泥、砂石質(zhì)量,配合比,鋼筋品種規(guī)格,預(yù)埋件
井口處理 形狀尺寸,防異物入井
水泵 泵型選擇,泵管質(zhì)量,鏍栓
水處理設(shè)備安裝 設(shè)備、材料選擇,工藝流程
4、鉆井液技術(shù)措施及維護要點:
4.1一開鉆井液措施
本井一開將采用攜帶能力強,封堵流砂層性能好的優(yōu)質(zhì)般土漿開鉆,粘度和切力的控制以滿足攜帶巖屑、穩(wěn)定井壁為原則,并在實際施工過程中依據(jù)具體情況,適當(dāng)補充清水,劑及般土含量,使其具有較強的攜砂能力及良好的造壁及減磨阻性。
4.2二開鉆井液措施
本井二開后,在鉆井過程中,針對不同井段不同地層的可鉆性、滲透性等特點,適當(dāng)調(diào)整泥漿性能,保證鉆進順利進行;采用抑止粘土水化膨脹能力強,穩(wěn)定性能好,易于維護和處理的鉀銨基聚合物泥漿體系。
4.2.1二開預(yù)處理
一開原漿稀釋+0.3%(用于控制泥巖地層造漿)+降濾失劑0.4%(降低鉆井液濾失量,防止泥頁巖水敏剝落)+防塌降濾失劑1%(提高泥餅質(zhì)量,封堵地層微裂縫和砂巖及砂礫巖孔隙)。
4.2.2 鉆井液的適時改造及維護措施
4.2.2.1為防止砂巖、砂礫巖井段滲透性強而形成厚泥餅,每鉆井300-500米補充0.5-1%防塌降濾失劑,提高泥餅質(zhì)量,使其薄而堅韌,同時采用有機降粘劑調(diào)整鉆井液流變性能。
4.2.2.2為防止泥巖段縮徑及粘切過高形成厚泥餅而產(chǎn)生拔活塞現(xiàn)象,應(yīng)急時監(jiān)測鉆井液性能,適當(dāng)添加濾失劑和有機降粘劑,使鉆井液始終保持良好的流變性,以及時有效的清洗 井壁粘附的巖屑,保證起下鉆暢通。
4.2.2.3完鉆前50米,加入1%液體劑,同時不得大幅度調(diào)整鉆井液性能,以確保完井作業(yè)順利實施。
4.2.3 確保電測成功率措施
4.2.4防漏堵漏措施
一旦井下地質(zhì)情況異常,發(fā)生井漏,應(yīng)采用如下措施:
4.2.4.1對于輕微的滲透性漏失,可采用降低排量穿過漏層或靜止堵漏。
4.2.4.1當(dāng)漏失較為嚴(yán)重時,采用橋堵技術(shù)。
4.2.5井壁垮塌的預(yù)防和處理措施:
4.2.5.1根據(jù)實測提供的地層壓力系數(shù)及DC指數(shù),選擇使用合理的鉆井液密度,平衡地層壓力。
4.2.5.2由于泥巖的水敏性,易吸水膨脹而導(dǎo)致掉塊,鉆遇該地層時,要及時加入防塌劑。
4.2.5.3當(dāng)鉆遇膠結(jié)性差的砂礫巖井段時,應(yīng)及時提高鉆井液的抑止能力,適當(dāng)補充井壁穩(wěn)定劑。
4.2.6 保護水層措施
4.2.6.1采用平衡鉆井,減小壓差是保護水層的關(guān)鍵,根據(jù)水層壓力系數(shù),及時調(diào)整鉆井液密度。
B.保證鉆井液凈化設(shè)備的正常運行,固相含量不大于15%。
5.竣工資料
5.1地?zé)峋删畧蟾?/p>
5.2鉆井記錄
5.3抽(放)水試驗記錄
5.4出水溫度、水量驗收記錄
5.5水質(zhì)檢驗報告
5.6地?zé)崴|(zhì)評價表
5.7竣工圖紙一套 5.8鉆井施工日記
5.9總平面布置圖
參考文獻:
[1]建設(shè)工程項目管理規(guī)范.(G/T50326-2001) .北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.
2021年固井隊工作總結(jié)
1、加強生產(chǎn)組織管理。繼續(xù)梳理、完善管理制度,注重細節(jié)管理。提前組織落實際物資準(zhǔn)備,保證時效。加強與固井隊的溝通,堅持每天更新生產(chǎn)準(zhǔn)備單技術(shù)交底,統(tǒng)籌安排,合理安排實驗及人員,確保生產(chǎn)平穩(wěn)運行。
2、重視技術(shù)人員培養(yǎng)。做好技術(shù)人員培養(yǎng)工作,分梯次進行鍛煉,形成階梯式結(jié)構(gòu),讓其盡快熟悉。促使每位技術(shù)員嚴(yán)格要求自己,把基本功練扎實,養(yǎng)成一種良好的工作習(xí)慣,形成最大程度的戰(zhàn)斗。
3、穩(wěn)固固井質(zhì)量。上半年整體固井質(zhì)量維持在較好水平,下半年繼續(xù)采取成功的技術(shù)方案和做法。對重點井方案策劃并全員討論,借鑒對應(yīng)區(qū)塊的成熟配方,優(yōu)化水泥漿,前置液配方,完善相關(guān)實驗評價確保施工穩(wěn)步進行,保證施工安全和質(zhì)量,其余的室內(nèi)實驗及現(xiàn)場操作全程嚴(yán)控生產(chǎn)流程,積極推進“固井研究所流體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化管理100天方案”行動,不斷完善流體技術(shù)管理工作。
4、技術(shù)優(yōu)化降本增效。優(yōu)化生產(chǎn)組織運行,提高人員及設(shè)備的運行效率,不做返工活,不做無效投入。與固井隊緊密配合,在不影響安全和質(zhì)量的情況下下半年進優(yōu)選水泥漿體系配方,優(yōu)化隔離液漿柱體結(jié)構(gòu),推進降本材料(自主研發(fā)中低溫緩凝劑、加重水泥)的使用工作,做好單井、單方水泥漿成本分析,控制入井成本,實現(xiàn)降本增效。
關(guān)鍵詞 玻璃鋼小套管 油水井大修 套損
中圖分類號:U175 文獻標(biāo)識碼:A
1玻璃鋼小套管的性能和特點
高壓玻璃鋼管與目前廣泛采用的鋼制管材相比,具有如下特點:(1)耐高壓、耐腐蝕、使用壽命長。高壓玻璃鋼管是采用高強纖維和環(huán)氧樹脂經(jīng)特殊工藝?yán)p繞成型的。隨著管徑和管壁厚度的不同,它的正常工作壓力等級為3.5~24MPa。其軸向拉伸強度為160M Pa,軸向壓縮應(yīng)力130MPa,環(huán)向拉伸強度為320MPa。高壓玻璃鋼管為非金屬管道,在玻璃纖維與環(huán)氧樹脂固化后,具有較好的防腐蝕性能, 其使用壽命不低于20年。(2)重量輕、安裝運輸方便。高壓玻璃鋼管的密度為2.0,而鋼材的密度為7.8。(3)螺紋接頭密封性好。高壓玻璃鋼管采用API5B 標(biāo)準(zhǔn)8扣油管圓螺紋接頭進行安裝連接, 快速方便, 在螺紋接頭處輔以使用密封膠可達到不泄漏,可靠性好。(4)摩擦系數(shù)小、不結(jié)垢、保溫性能好。高壓玻璃鋼管其內(nèi)壁光潔,其沿程阻力系數(shù)為0.0095左右,僅為鋼制管材的一半左右,減少輸送流體的能耗。高壓玻璃鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)為0. 23~0. 45W/(m?℃),導(dǎo)熱系數(shù)不足碳鋼的1 %,其熱傳導(dǎo)能力是碳鋼的10%,因此高壓玻璃鋼管具有較好的保溫性能。
2玻璃鋼小套管在油水井作業(yè)中的作用
針對現(xiàn)階段普遍使用的鋼制套管已經(jīng)頻繁出現(xiàn)滲漏、破損甚至錯斷等嚴(yán)重影響油田正常生產(chǎn)的諸多問題。針對套損井破漏深度在600米至人工井底、套竄井段大于20米,采用下小玻璃鋼套管工藝,就是在原套損油水井中下入新的玻璃鋼套管, 然后用水泥漿封固新舊套管的環(huán)形空間的方法。(1)玻璃鋼小套管根本上解決了腐蝕問題。油田套管的腐蝕可以概括為三種:①油水本身的腐蝕;②土壤腐蝕;③清除結(jié)蠟、熱水沖洗所造成的管路腐蝕。玻璃鋼小套管材料本身即為耐腐蝕材料,從根本上解決了此問題。(2)玻璃鋼小套管改進了注水采油工藝。含有鐵銹顆粒的水, 在注水巖層中很容易引起巖層堵塞,影響采油工藝的正常進行。玻璃鋼小套管內(nèi)壁不銹蝕,始終光潔如初,改善注水效果。(3)玻璃鋼小套管改進三次采油工藝。三次采油采用注入聚丙烯酰胺等聚合物或注入CO 2等化學(xué)驅(qū)油物質(zhì),以增加油田的生產(chǎn)能力。聚合物的水溶液遇到鐵離子將會產(chǎn)生有害的化學(xué)反應(yīng),使聚合物降解,影響注聚效果。采用玻璃鋼小套管避免聚合物降解問題。高壓玻璃鋼管和鋼管相比具有較高性價比。
(4)完工后的雙層組合套管具有極強的抵抗擠毀的能力。玻璃鋼小套管二次固井所形成的井筒相當(dāng)于雙層組合套管,具有極強的抵抗擠毀能力。
3下玻璃鋼小套管施工工藝流程
3.1作業(yè)施工工藝流程
探?jīng)_砂――套管試擠――封堵漏失井段――通井――下模擬管――下玻璃鋼小套管 具體技術(shù)要求:①探砂面時要認真丈量鉆桿核對數(shù)據(jù),下鉆桿距預(yù)計砂面20m時,下放速度小于0.3m/s,懸重下降10-20kN為標(biāo)準(zhǔn),連探兩次,誤差不超過0.5m,記錄砂面深度。②用相對密度為1.0的脫油地層水對原井進行試擠,驗證套管漏失量。③封堵漏失井段的具體步驟:配灰漿、注灰、替漿、候凝④選擇的通井規(guī)外徑應(yīng)小于套管內(nèi)徑6-8mm。⑤下入的玻璃鋼小套管是由鋼制套管和玻璃鋼套管兩部分組成,玻璃鋼套管為主要部分,鋼制套管位于射孔段。
3.2固井施工工藝流程
固井時先測試小套管的壓力,打壓20MPa,壓降少于0.5MPa為合格,然后正循環(huán)依次打入前置液、領(lǐng)漿和尾漿,待清水將小套管內(nèi)水泥漿全部替出時打壓至30MPa,完成碰壓。
4實例分析
**井是一口注水井,采用正注方式注水,泵壓13.5MPa、油壓13.5MPa、套壓12.5MPa。作業(yè)發(fā)現(xiàn)178-189m、560-580m處套串。由于該井腐蝕嚴(yán)重,修復(fù)難度大,一直沒再修復(fù)。2013年實施井下玻璃鋼小套管處理。(1)前期準(zhǔn)備工作:探?jīng)_砂,探?jīng)_砂至原井水泥塞面2560米,加深水泥塞面,對178.0米-189.0米;570米-590米井段進行不留塞水泥封堵。下通井規(guī),無遇阻現(xiàn)象。下模擬管,無遇阻現(xiàn)象。至此,下玻璃鋼小套管原井筒的前期準(zhǔn)備工作完成。(2)固井。注入G級微膨水泥漿15噸,固井成功。(3)裝井口,通井、替漿:固井完成后,侯凝36小時,裝井口,通井無遇阻,替出井內(nèi)泥漿。(4)套管試壓:套管試壓15MPa,穩(wěn)壓10min壓降為0,套管試壓合格。(5)測固井質(zhì)量:測全井固井質(zhì)量合格。(6)射孔。由測井公司進行電纜射孔。經(jīng)二次補孔,該井已正常注水,注水泵壓13.5MPa、油壓11MPa、套壓5MPa,日注水量100方,以上數(shù)據(jù)表明,玻璃鋼小套管井完全符合注水井要求。
固井質(zhì)量好壞一直是備受油田關(guān)注的問題,因為固井質(zhì)量的好壞將直接影響到井的使用壽命和整個注、采期間能否順利進行生產(chǎn)。在水平井和大斜度井的固井質(zhì)量測井過程中,測井儀下放到一定斜度的井段時,無法靠重力繼續(xù)下放到測量井段,只能采用輸送工藝來完成。牽引器能在套管中將測井儀輸送到水平或大斜度套管井中目的井段,牽引器輸送具有工藝簡單,經(jīng)濟快捷[1]。牽引器裝有單芯旁通線,常規(guī)測井采用的測井儀器使用單芯測井,儀器在儀器串的最下端,利用喚醒開關(guān)給測井儀器供電通訊。而長城鉆探測井公司的現(xiàn)有常規(guī)變密度儀器為多芯通訊,采用牽引器常規(guī)的輸送方式不能實現(xiàn)測井,需要改進傳統(tǒng)的施工工藝才能完成。本文主要介紹一種新的輸送方式,實現(xiàn)牽引器牽引聲波變密度儀器,完成固井質(zhì)量測井。
1 儀器介紹
1.1牽引器介紹
本文中涉及的牽引器為長城鉆探工程有限公司測井公司自主研發(fā)的牽引器,儀器總體組成包括地面單元和井下儀器兩個部分。牽引器與井下儀器連接如圖1所示。
圖1 牽引器與井下連接示意圖
牽引器技術(shù)指標(biāo):
儀器總長 7.2m(全配置)
儀器外徑 54mm
最大牽引力 2700N
最大牽引速度 9m/min(地面空載)
最高工作溫度 150℃
最高工作壓力 100MPa
連接電纜 單芯或多芯
調(diào)速方式 電壓調(diào)節(jié)、地面控制
牽引方向 雙向
適用套管 4.5”~9
貫通線 單芯
1.2聲波變密度儀器介紹
本文涉及聲波變密度儀器外徑φ73mm,主要測量參數(shù)CCL、GR和CBL/VDL,儀器總長5560mm,實物如圖2所示。儀器接口定義:1、5芯---磁定位,2---供電,4---地線,7---信號,3---貫通線(改進后)。
圖2 聲波變密度實物圖
2 方案設(shè)計
牽引器輸送方式有兩種:推進和牽引。推進方式即測井儀器在儀器串的最下端,牽引方式即牽引器在儀器串的最下端。由于現(xiàn)有的φ73聲波變密度儀器采用的多芯通訊,只能采用牽引的方式,通過改進聲波變密度儀器,增加單芯貫通線,為牽引器供電。為了使儀器串在井下順利下井還需要制作配套輔助工具。
(1)扶正器設(shè)計
為減少儀器串與套管的摩擦,需增加扶正器,同時保證聲波變密度儀器的測井質(zhì)量,使儀器居中[2]。目前,在石油行業(yè)扶正器比較流行的結(jié)構(gòu)有滾輪扶正器和復(fù)合滾輪扶正器兩種,前者扶正臂采用的連桿交叉支撐,后者扶正臂采用的弓形彈性片結(jié)構(gòu)。根據(jù)以往的經(jīng)驗和實際應(yīng)用效果,認為在水平井測井中,扶正臂采用弓形彈性片結(jié)構(gòu)比較合理、安全,如圖3所示。
在扶正臂的數(shù)量上,是根據(jù)儀器的重量和在井眼的居中效果來確定的??紤]到儀器串的長度和重量,長度在5米多,重量為60Kg。采用6臂扶正器,在水平段測井會有3根支撐臂與套管接觸,共同支撐儀器,使儀器居中。6支臂上的滾輪采用錯位安裝,當(dāng)扶正滾輪運行到套管接箍處,儀器不易遇卡。
圖3 聲波變密度6臂扶正器
(2)柔性短節(jié)
由于儀器串的剛性長度在10米以上,所以在儀器串牽引器和變密度儀器之間增加柔性短節(jié),增大儀器串井下的通過性,避免井下遇阻、遇卡。圖4為柔性短節(jié)實物圖,采用傳統(tǒng)的和尚頭結(jié)構(gòu)[3]。
圖4 柔性短節(jié)
(3)為了防止儀器串在井下脫扣和電纜扭曲,在儀器串最上端增加旋轉(zhuǎn)短節(jié);同時為了減少儀器串的長度,設(shè)計為扶正器旋轉(zhuǎn)一體短節(jié),如圖5所示,前端為旋轉(zhuǎn)部分,后端為扶正。
圖5 扶正旋轉(zhuǎn)一體化短節(jié)
(4)儀器串連接設(shè)計
首先把儀器每個短節(jié)分開,測量每個短節(jié)長度,合理安裝每一個配套扶正設(shè)備,具體連接如圖6所示。
圖6 儀器串連接示意圖
3 測井施工工藝流程
由于儀器串的長度較長,在鉆井平臺整體安裝不能一次下井,需采用吊裝的方法下井。整個儀器串的外徑尺寸不一致,吊裝的一個原則就是要保證儀器的外徑尺寸一致,否則會有折斷可能。由于牽引器外徑較細也需要拆分吊裝,具體測井施工流程:
(1)了解測井的基礎(chǔ)資料,根據(jù)測井目的,編寫詳盡的測試施工方案設(shè)計并作好風(fēng)險分析。
(2)井口配接測試儀器,檢驗儀器的工作狀態(tài)。
(3)將儀器按照
第一串:10芯牽引器扶正器+牽引段+單芯扶正器+絲堵,
第二串:73-54轉(zhuǎn)換頭+54柔性短節(jié)+轉(zhuǎn)換頭54-54+54扶正器+牽引器電子線路,
第三串:6臂扶正器+73變密度聲系+6臂扶正器,
第四串:73旋轉(zhuǎn)一體扶正器+73變密度電路,
進行連接。
(4)采用吊裝的方式將儀器串逐步下井,注意卡盤位置和井口蓋板的使用。
(5)連接電纜頭,下放儀器,進入液面以下供電檢查。儀器工作正常繼續(xù)下放,下放速度直井段不超過5000m/h.造斜段小于3000m/h。
(6)直井段靠測井工具串自重下放儀器,到達造斜段自然遇阻。
(7)啟動牽引器,按《牽引器使用手冊》操作說明進行操作,使儀器牽引到測量端下端。
(8)儀器下到目的層后,關(guān)閉牽引器,上提測量GR+CCL曲線進行深度校正,校正后,重復(fù)(7)把儀器串輸送到井底,關(guān)閉牽引器。
(9)儀器上提開始測井,上提速度不超過800m/h。
(10)測井完成后上提井口,采用吊裝式拆卸儀器串。
4 地質(zhì)應(yīng)用
該工藝在蘇里格地區(qū)進行了21井次大斜度井的固井質(zhì)量測井,均取得合格資料,圖7是蘇53-***井的固井質(zhì)量測井曲線。該井井深3658m,最大井斜89°/3642.7m,測井目的井段為3150~3640m,測井項目為CCL、GR、CBL/VDL。原先大斜度井測井采用的鉆具輸送,φ89聲波變密度測井自由下放深度為3350m,采用新的輸送工藝,下放深度達到3511m,牽引器輸送距離3511~3640m,漏測深度為2.7m,牽引器牽引速度為3.2m/min,牽引器時間約50分鐘,總測井時間5小時。
牽引器輸送工藝與傳統(tǒng)的鉆具相比,在測井時間和測井資料上有一定的優(yōu)勢。牽引器輸送工藝測井時間短;測井資料連續(xù),不用拼接,水平段扶正效果好,測井資料質(zhì)量高。在蘇里格地區(qū),3700米井采用牽引器輸送工藝能夠節(jié)約測井時間20余小時,不同測量階段時間對比圖如圖8所示。
圖7 蘇53-***井的固井質(zhì)量測井曲線
圖8 牽引器與鉆具輸送法不同時間階對比
5 結(jié)論
利用公司現(xiàn)有的設(shè)備,通過改進設(shè)備和配套工具的加工,完成了牽引器輸送聲波變密度在大斜度井的固井質(zhì)量評價測井,完善了輸送牽引器輸送變密度工藝,應(yīng)用效果良好,并得到推廣應(yīng)用。