免吊裝測井工藝優(yōu)化的研究

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

隨著油田開發(fā)不斷深入，日益復(fù)雜的井場條件、雨雪等惡劣天氣，較大地影響了測井施工的正常進(jìn)行，甚至無法及時、有效地向甲方提供測試資料。近年來國際油價低位運行，措施成本空間緊縮，也要求采取有效措施，降本減耗來應(yīng)對復(fù)雜多變的新形勢。免吊裝測井工藝是一種有效的技術(shù)，它在液壓技術(shù)和機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用條件下，既克服地形影響，又減少了井架車的損耗，提高了質(zhì)量和效率。

1 免吊裝測井工藝和技術(shù)綜述

免吊裝測井工藝和技術(shù)的應(yīng)用，其具體測井作業(yè)原理為：免吊裝測井防噴裝置采用遙控操作電動液壓泵，實現(xiàn)防噴裝置的自動舉升和降落，不再配用井架車吊裝。測井設(shè)備僅需1臺儀絞車和1臺裝有免吊裝防噴裝置的工具車，相對于使用井架車測井施工，既減少了1臺井架車，又減少了井架車的折舊、材料、油料、維修和機(jī)加等費用。

2 免吊裝測井工藝技術(shù)的應(yīng)用與改進(jìn)措施

2.1 免吊裝測井工藝的原理

免吊裝測井裝置由溢流回注系統(tǒng)[1]、遙控舉升降落系統(tǒng)、液壓折疊支座、防噴系統(tǒng)組成，如圖1所示，在注入剖面測井施工時無需吊車吊起，利用液壓折疊立管臂實現(xiàn)防噴管自動舉升、降落，利用溢流回注系統(tǒng)實現(xiàn)溢流液實時等量自動回注的密閉防噴裝置。

其中溢流回注系統(tǒng)由回注泵、溢流緩沖箱、過濾器、控制電路、操作面板、回注管路等組成，實現(xiàn)溢流液的實時自動回注。

圖1 免吊裝測井井口設(shè)備示圖

遙控舉升降落系統(tǒng)由電動液壓泵、液壓折疊立管臂、限位自鎖控制器、液壓傳輸管路組成，實現(xiàn)防噴管舉升、降落，如圖2所示。

圖2 免吊裝測井井口安裝及配套工具

2.2 免吊裝測井優(yōu)勢

免吊裝測井工藝在我單位推廣至今，共完成200余井次測井任務(wù)，對于傳統(tǒng)的井架車測井施工，免吊裝測井工藝具有以下幾個優(yōu)勢：

1)設(shè)備方面。僅需1臺儀絞車和1套免吊裝防噴裝置，比以前施工減少了1臺井架車，節(jié)省了井架車使用的相關(guān)費用。

2)安全環(huán)保方面。由回注裝置將溢流液體實時自動回注到井筒中，不產(chǎn)生廢水廢液，節(jié)省了廢液回收處理的相關(guān)費用。

3)方案利用率方面。免吊裝測井施工無需井架車，對于那些井架車無法靠近的井場也能滿足施工條件。很多以前不滿足施工條件的問題井都能測井施工，明顯提高了測井方案利用率。

3 免吊裝測井工藝改進(jìn)

3.1 優(yōu)化和改進(jìn)測井設(shè)備

在現(xiàn)場使用過程中，進(jìn)行了如下改進(jìn)：

1)防噴系統(tǒng)優(yōu)化。原有防噴盒[2]長度過長，每當(dāng)班組需要使用不同直徑電纜轉(zhuǎn)換測井項目時，由于老式多級防噴盒太長無法固定在滾筒上，就需要進(jìn)行剁電纜、做電纜頭、校電纜等一系列額外操作，這些額外操作的工作量相當(dāng)于一次同位素吸水剖面測井。

經(jīng)過和廠家反復(fù)溝通，并進(jìn)行了一系列改進(jìn)，將老式防噴盒改為分體式防噴盒，使其能夠固定在絞車滾筒上，如圖3所示。使用改進(jìn)后的新型防噴盒就無需進(jìn)行剁電纜、做電纜頭、校電纜等一系列額外操作。假設(shè)大隊每年有200次需要更換電纜的情況，就相當(dāng)于節(jié)省了200井次同位素吸水剖面測井，合計為400萬元產(chǎn)值。

圖3 優(yōu)化后的防噴盒

2)防噴管固定崩繩優(yōu)化。免吊裝測井施工過程中，防噴管在承載后會向儀絞車方向傾斜，需要使用崩繩提供反向拉力，使防噴管始終保持豎直。

免吊裝測井工藝試驗之初，廠家提供一根崩繩來固定防噴管。安裝井口時，必須保證崩繩與電纜運行方向一致，才能完全抵消電纜產(chǎn)生的拉力。實際生產(chǎn)過程中，受井場條件所限以及采油樹結(jié)構(gòu)[3]限制，安裝井口的過程中并不能完全滿足這一條件，當(dāng)電纜拉力過大時，防噴管就存在傾倒的安全隱患。

發(fā)現(xiàn)問題后，我們根據(jù)三角形結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，將固定崩繩由一根改為兩根。安裝井口時，可以最大限度地規(guī)避井場條件所限以及采油樹結(jié)構(gòu)限制，抵消電纜的拉力，消除防噴管傾倒的安全隱患，如圖4所示。有關(guān)受力情況可簡化計算得出。

圖4 采油樹受力示意圖及安裝示意圖

在現(xiàn)場施工應(yīng)用兩根崩繩的情況下，其中一根拉力與水平線夾角一般在30°～60°之間。

當(dāng)夾角為30°時，如圖5所示，設(shè)電纜等效拉力最大為F，單根繩拉力F0與兩根繩拉力之一F1夾角為30°,在單根繃?yán)K時等效拉力F0=F，F(xiàn)1、F2受力分析如圖6所示。

圖5 夾角為30°時受力示意圖

圖6 夾角為30°時受力分析

(1)

(2)

(3)

當(dāng)夾角為60°時，如圖7所示，設(shè)電纜等效拉力最大為F，單根繩拉力F0與兩根繩拉力之一F1夾角為60°,在單根繃?yán)K時等效拉力F0=F，F(xiàn)1、F2受力分析如圖8所示。

圖7 夾角為60°時受力示意圖

圖8 夾角為60°時受力分析

(4)

F0=F=2FX=F1

(5)

F1=F0

(6)

3.2 深化認(rèn)識進(jìn)行工藝優(yōu)化

3.2.1 現(xiàn)存工藝問題

施工工藝優(yōu)化前，班組現(xiàn)場施工均采用廠家教授的施工工藝。在試驗過程中，現(xiàn)場技術(shù)人員對比目前在用的同位素吸水剖面測井工藝，發(fā)現(xiàn)免吊裝測井工藝[5]存在以下幾個問題，見表1。

表1 兩種測井工藝現(xiàn)場施工對比

1)設(shè)備安裝時間長

根據(jù)現(xiàn)場寫實統(tǒng)計，全部安裝過程總計60 min；

2)施工人員受照射時間長

根據(jù)現(xiàn)場寫實統(tǒng)計，從釋放器取出鉛罐到井口安裝完畢，共計25 min，照射時長為正常同位素吸水剖面測井施工的3倍；

3)施工人員受照射人數(shù)多

取出釋放器后，在設(shè)備安裝的過程中，井口所有施工人員都會受到放射性照射。

3.2.2 問題分析及解決方案

產(chǎn)生這些問題的主要原因有：

1)免吊裝測井工藝是新工藝，新的施工方法和井口配套工具設(shè)備較多，員工還未熟練掌握，導(dǎo)致安裝時間過長。

2)取出釋放器，連接完畢后，防噴管仍然處于水平放倒?fàn)顟B(tài)，還有許多后續(xù)工序需要多名員工相互配合完成，導(dǎo)致人員受照射時長過長以及受照射人員偏多。

針對這些問題，技術(shù)人員對免吊裝測井工藝和同位素吸水剖面測井工藝進(jìn)行詳盡對比分析，提出以下解決方案：

1)對免吊裝測井工藝流程進(jìn)行合理的重組優(yōu)化，以提高生產(chǎn)效率。

2)采用同位素吸水剖面測井先吊裝防噴管后安裝釋放器的方法，對免吊裝測井工藝優(yōu)化，來減少人員照射時長及受照射人員數(shù)量。

經(jīng)過多口井反復(fù)試驗。工藝優(yōu)化后，根據(jù)現(xiàn)場寫實統(tǒng)計，安裝過程縮短到45 min，對比優(yōu)化前，安時長縮減了1/4，提高了工作效率；井口照射時間縮短到10 min，井口受照射人員減少為1人，對比分析可知，工藝優(yōu)化后縮短了施工人員受照射時間和受照射人數(shù)，有效減少了員工的工作風(fēng)險，提高了員工身體健康保障，優(yōu)化前后施工時間對比如圖9所示。

圖9 優(yōu)化前后施工時間對比

免吊裝測井工藝工序優(yōu)化前和優(yōu)化后流程分別如圖10所示。

圖10 免吊裝測井工藝流程圖

4 結(jié) 論

綜上所述，免吊裝測井工藝較為成熟和完善，在應(yīng)用實踐中取得了較好的應(yīng)用效果，能夠克服惡劣地形的影響，進(jìn)行疑難井施工，顯著提高了方案利用率。文章中提出的測井設(shè)備和測井工藝等相關(guān)優(yōu)化措施，經(jīng)現(xiàn)場施工檢驗，可以有地的減少生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，提高了員工健康保障，減少了員工工作風(fēng)險，有效地助力了免吊裝測井工藝的完善及試驗推廣。