井壁取心器收獲率影響因素與改進(jìn)方法分析

楊振宇

摘 要:對(duì)井壁取心作業(yè)的好壞進(jìn)行衡量的重要指標(biāo)就是收獲率。本文細(xì)致、全面的分析了對(duì)撞擊式井壁取心器的收獲率造成影響的各種因素后,針對(duì)下井作業(yè)、地面裝槍技術(shù)、取心藥量選取、取心器設(shè)備等方面提出了一些建議和方法,對(duì)井壁取心器收獲率的提高具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞:井壁取心器收獲率取心藥盒選發(fā)器

中圖分類(lèi)號(hào):P634.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(b)-0118-01

1 影響因素與改進(jìn)方法

1.1 引火螺絲的安裝方式及改進(jìn)

常規(guī)安裝引火螺絲的方法是用絕緣環(huán)氧樹(shù)脂墊作承壓件,用耐酸堿、耐油材料的橡膠墊作密封件。由于存在縫隙,當(dāng)高壓高溫氣體在此處產(chǎn)生作用時(shí),絕緣環(huán)氧樹(shù)脂墊就會(huì)發(fā)生變形,直接造成密封件密封不嚴(yán),導(dǎo)致火藥受潮、引火螺絲絕緣值降低。后果是對(duì)引火螺絲的使用壽命造成了影響,取心收獲率、發(fā)射率降低,火藥不能被引爆。

高溫固化安裝引火螺絲的方法是,通過(guò)運(yùn)用環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行調(diào)配合成的粘合劑,而對(duì)絕緣環(huán)氧樹(shù)脂墊承壓的粘合是按照液體填充的原理來(lái)進(jìn)行的,就此對(duì)縫隙做到了密封的效果。當(dāng)高溫高壓在該處發(fā)生反應(yīng)作用時(shí),在高溫狀態(tài)下環(huán)氧樹(shù)脂就會(huì)被固化,所以它就具備了很強(qiáng)的抗沖擊的應(yīng)變能力,而絕緣環(huán)氧樹(shù)脂墊的承壓件是不會(huì)發(fā)生任何變化的,并且其密封的性能最好,如果引火螺絲利用這種工藝來(lái)進(jìn)行安裝的話,返修率極低,使用壽命長(zhǎng),可以使收獲率得到極大的提高。

1.2 取心器藥室、彈道幾何尺寸形狀的影響及改進(jìn)

國(guó)內(nèi)采用的撞擊式井壁取心器的藥室和彈道大體分作中式型和仿美型兩種。

藥室和彈道分離是中式型取心器主體的特點(diǎn),地線貼在臺(tái)階上和彈道壁呈90°,藥盒在藥室中,井中的壓力越大,而藥盒在接觸電阻時(shí)就會(huì)變得越小,電流上的消耗也就會(huì)越小,發(fā)射的概率就會(huì)越大。但是因?yàn)閺椀郎系拿芊舛炔皇呛芨?所以就造成了火藥上的能量使用的概率就會(huì)不是很高,而且在獲取巖心的時(shí)候長(zhǎng)度上就會(huì)很短,進(jìn)而就會(huì)影響到了其收獲率。

仿美型彈道具有較深的密封高度,較高的火藥能量利用率,獲取的巖心較長(zhǎng)。但因?yàn)樗幨?、彈道的幾何形狀是直筒?藥室和彈道共用,是由巖心筒來(lái)控制藥室有效空間的,彈道壁和所裝藥盒的地線處于平行。取心器在地面時(shí)彈道朝上,火藥盒和地(彈道壁)、引火螺絲的接觸良好；在井下豎直時(shí),藥盒和取心器的位置就會(huì)相對(duì)的發(fā)生改變,彈道內(nèi)壁和地線的緊密程度也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生變化,接觸電阻就會(huì)變大,使點(diǎn)火電流在一定程度上被損耗,產(chǎn)生了在井下取心器發(fā)射不好的現(xiàn)象,但在地面查不出問(wèn)題。

1.3 選發(fā)器的功能及改進(jìn)

取心器的指揮中心就是選發(fā)器,它的作用是根據(jù)操作工程師的要求,有選擇的把對(duì)應(yīng)彈道藥室里的引火螺絲和點(diǎn)火電流接通,以便使火藥被引燃。國(guó)內(nèi)的絕大部分油田目前仍使用機(jī)械選發(fā)器,它是使用同心圓的方法通過(guò)電磁原理來(lái)完成選發(fā)工作的。受火藥點(diǎn)燃引爆產(chǎn)生的震動(dòng)、材料性能及加工工藝等因素的影響,通常會(huì)導(dǎo)致同心圓產(chǎn)生偏移,引起直流線圈磁軸吸不動(dòng)或吸合緩慢、跳空擋、卡檔,導(dǎo)致下井取心器藥室里60％的引火螺絲無(wú)法根據(jù)要求和點(diǎn)火電流接通,降低了取心收獲率。中油測(cè)井華北事業(yè)部研發(fā)了電子選發(fā)器,以徹底改善選發(fā)器的性能。它使用的是數(shù)字邏輯電路原理,即地面對(duì)數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)行發(fā)送,井下電子選發(fā)器分析和處理信號(hào),且經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)后把電流傳送至與其對(duì)應(yīng)的引火螺絲上。其特點(diǎn)是返修率很低、性能穩(wěn)定可靠、檔位準(zhǔn)確。

1.4 電纜上提、下放速度及應(yīng)注意的問(wèn)題

當(dāng)帶鋼絲繩的巖心筒瞬間進(jìn)入地層、火藥被引爆時(shí),盤(pán)放在繩槽內(nèi)的鋼絲繩形態(tài)就會(huì)突然變化,無(wú)法及時(shí)將原有的彈力釋放形成螺旋狀。如果這時(shí)的電纜下放和上提速度過(guò)快,就很容易導(dǎo)致在固定螺絲附近處鋼絲繩被拉斷,使巖心筒滯留在井壁上。只有保證下放和上提的速度緩慢,才能使鋼絲繩自由調(diào)整角度,將其原有的額定拉斷力保持住。因此,當(dāng)巖心筒進(jìn)入地層時(shí),速度應(yīng)控制在500m／h左右,保證慢速上提,同時(shí)要對(duì)張力的變化情況進(jìn)行觀察。如果張力變大就表明巖心筒還沒(méi)有退出地層,必須把速度控制在1000m／h以?xún)?nèi),慢速下放然后再上提,重復(fù)幾次待巖心筒拔出為止。

1.5 取心藥盒及應(yīng)注意的問(wèn)題

取心藥盒由火藥、火藥橋絲、盒體組成?；鹚帢蚪z具備把流過(guò)的電能轉(zhuǎn)化為熱量的作用,在高溫狀態(tài)下使在其周?chē)街幕鹚幏纸馇耶a(chǎn)生氣體。主要由橋絲的質(zhì)量決定了火藥的分解速度和氣體產(chǎn)生的多少。若火藥橋絲的長(zhǎng)度一定,橋絲的截面積越大,功率就會(huì)越大,產(chǎn)生的溫度也會(huì)越高,火藥的分解速度就會(huì)加快,就會(huì)聚集越多的能量,爆發(fā)力也就越大,就能使巖心筒進(jìn)入的地層越深。相反,其截面積越小,功率就會(huì)越小,產(chǎn)生的溫度就會(huì)越低,所以火藥的分解速度就會(huì)越慢。在井下,如果火藥沒(méi)有完全分解,產(chǎn)生氣體的沖擊力無(wú)法克服鉆井液等因素對(duì)取心筒的壓力,就很難把其推進(jìn)地層。巖性相同的地層由于其形成的地質(zhì)年代時(shí)間不同,其硬度也各不相同。為確保取心的收獲率和成功率,在相同藥量的前提下,對(duì)取心藥盒進(jìn)行選擇時(shí)要選用火藥橋絲較粗的一種；在對(duì)藥量進(jìn)行確定時(shí),需要對(duì)巖性形成的地質(zhì)年代和所定巖心的深度位置進(jìn)行關(guān)注,且要及時(shí)的對(duì)藥量進(jìn)行調(diào)整。

1.6 地層巖性井壁(井筒)質(zhì)量

取心作業(yè)與底層巖性井壁的質(zhì)量有關(guān),主要包括井眼軌跡、井深、粘度、鉆井液密度、泥餅、地溫梯度等。由于各區(qū)域井地溫梯度各異,相同深度位置的溫度也有所不同。各種取心火藥型號(hào)燃點(diǎn)不同,井下溫度如接近火藥燃點(diǎn)時(shí),會(huì)引燃火藥。而鉆進(jìn)液密度、泥餅厚度、粘度會(huì)在巖心筒發(fā)射時(shí)產(chǎn)生阻力,使巖心筒進(jìn)入地層力量削弱。若巖心筒無(wú)法與井壁連接,會(huì)降低收獲率。因此,取心作業(yè)人員應(yīng)詳細(xì)了解井眼軌跡、井深、粘度、鉆井液密度、泥餅、地溫梯度等數(shù)據(jù)。根據(jù)井眼大寫(xiě),選擇合適的鋼絲繩。根據(jù)井深、粘度、鉆井液密度、泥餅、井溫等參數(shù),選擇火藥的量大小及火藥溫度類(lèi)型,以保證所取巖心完整。

2 結(jié)語(yǔ)

撞擊式井壁取心作業(yè)是一項(xiàng)具有一定危險(xiǎn)性而且很細(xì)致的施工作業(yè)項(xiàng)目。一定要對(duì)取心器設(shè)備做必要的技術(shù)改進(jìn),把地面裝槍的各項(xiàng)具體工作都認(rèn)真做好,以提高取心收獲率,此外還必須按照井下的工程數(shù)據(jù)選好取心火藥,對(duì)各個(gè)操作步驟進(jìn)行高度的關(guān)注,以減少施工風(fēng)險(xiǎn),提高取心作業(yè)時(shí)效,最終達(dá)到使取心收獲率得到提高的目的。

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