冀中地區(qū)測井施工遇阻卡原因分析及建議

趙勇

中國石油華北油田分公司 技術(shù)監(jiān)督檢驗處 （河北 任丘 062552）

由于華北油田區(qū)塊本身地層的復(fù)雜性，以及鉆井方為了節(jié)約成本，壓縮了鉆井過程中必要的資金投入，鉆井液的性能達不到要求，使得井筒情況的復(fù)雜性進一步增加。2017年中國石油測井事業(yè)部華北油區(qū)開發(fā)井共完成測井891井次，遇阻卡造成的無效井次為228井次，無效井次占比25.6%。探井共完成測井267井次，遇阻卡造成的無效井次為62井次，無效井次占比23.2%。遇阻、遇卡情況的增多導致測井周期長，通井次數(shù)多，不但增加了測井施工風險，嚴重影響了測井及后續(xù)施工的進度，也加大了勘探開發(fā)成本。

1 測井施工過程中遇阻遇卡的影響

測井施工中遇阻遇卡造成的直接影響可以歸結(jié)為3個方面：①2017年華北油田開發(fā)井因測井遇阻卡延誤時間合計1 772 h，折合116天；探井因遇阻遇卡延誤時間合計1 300 h，折合54天；②許多項目因阻卡無法完成，被迫取消，這對后期的解釋評價、油氣井開發(fā)帶來嚴重影響（表1）；③因井筒情況復(fù)雜，儀器在井中卡死，無法順利起出井口，造成打撈，同時造成儀器損壞，其中聲波、微電極等儀器部分部件無法修復(fù)，只能換新，造成嚴重經(jīng)濟損失。例如：留69-xx井核磁測井時，核磁上提至1 058 m遇卡，最后反穿心打撈無果，儀器落井，推入井底。

2 遇阻遇卡原因分析

2.1 儀器串導致阻卡

通過對2017年測井遇阻情況的分析，從儀器串遇阻卡情況表2中可以發(fā)現(xiàn)輔串（4 m、0.4 m、2.5 m、自然電位、自然伽馬、微電極）的遇阻情況最為嚴重。輔串測井項目較多，儀器較長，加大了因井身質(zhì)量差而遇阻的可能性，微電極、井徑儀器緊貼井壁容易遇阻卡，密度測井儀器因推靠臂緊貼井壁易遇阻卡，取心儀器和核磁測井儀器等大直徑儀器很容易因地層縮徑等原因掛卡。

2.2 井斜增大造成阻卡

經(jīng)統(tǒng)計分析，測井施工的遇阻卡與井斜有著直接的關(guān)系，從井斜與遇阻卡關(guān)系（表3）中可以發(fā)現(xiàn)，井斜越大測井越容易遇阻遇卡。井筒直徑一定，當井斜很大時儀器串很難通過全角變化率大的井段，易被卡死，即井斜越大儀器越不易通過。

表1 因阻卡而被迫取消測井項目的部分井

表2 2017年儀器串阻卡情況

表3 井斜與阻卡關(guān)系

2.3 不同區(qū)塊造成阻卡

由于不同區(qū)塊地層巖性等因素的不同，導致遇阻遇卡情況呈現(xiàn)出不同的特點。通過對近幾年的遇阻遇卡數(shù)據(jù)的分析，對華北油田易遇阻遇卡區(qū)塊進行了總結(jié)。

①廊固地區(qū)的地層巖性以灰質(zhì)礫巖為主，該區(qū)塊鉆井施工時鉆井液性能不穩(wěn)定，地層在外力作用下容易剝落形成掉塊，測井施工時易造成儀器遇卡，且掉塊巖性堅硬，不容易被擠碎，嚴重時在大噸位提拉下導致電纜或儀器斷裂，造成儀器落井；②柳泉區(qū)塊的井底地層易漏失、鉆井液性能不穩(wěn)定，測井施工時易出現(xiàn)吸附黏卡；③岔河集地區(qū)的地面因素復(fù)雜，所鉆井多為斜井，斜度在40°～50°，水平位移大，易造成阻卡，而且鉆井液性能不穩(wěn)定造成儀器黏卡；④高家堡區(qū)塊存在膏巖地層，鉆井液礦化度高，地層鹽溶性強，垮塌嚴重，井眼不規(guī)則，形成大小井眼交替，易發(fā)生遇阻、掛卡現(xiàn)象，尤其是帶推靠器的儀器掛卡嚴重；⑤鄚州地區(qū)鉆井井深大、裸眼段長，斜度大，設(shè)計為“S”形井身結(jié)構(gòu)，大小井眼，鉆井過程中鉆具鍵槽卡、黏卡時有發(fā)生，測井也多次遇阻，多處掛卡；⑥留楚地區(qū)有特殊巖性，地層巖石易破碎、成巖性差，砂巖縮徑明顯，在大段泥巖微電極易遇阻，遇卡大多為砂層黏卡；⑦肅寧、饒陽地區(qū)的地層巖石易破碎，鉆井液性能差，易遇阻或黏卡，一般情況下處理及時，在最大安全拉力下均能解卡；⑧西柳、高陽、雁翎地區(qū)的井身質(zhì)量相對較好，遇阻較少。

2.4 井筒情況復(fù)雜造成阻卡

2.4.1 井眼縮徑

由于地層巖性或其他原因造成井眼直徑縮小。井眼縮徑會造成井壁臺階，井壁臺階通常導致的問題是測井儀器下放遇阻或上提遇卡。井壁臺階易發(fā)生在軟硬地層的交界面，使鉆頭在鉆進時偏向一側(cè)造成臺階，導致測井儀器遇阻。例：寧50-xx井完井測井施工，聲感放射性儀器上測至3 570 m時出現(xiàn)卡掛，當儀器起至2 090 m處時儀器卡死，拉至最大安全拉力未能解卡，經(jīng)分析該井2 060～2 090 m為大段砂巖，從井徑曲線看有明顯的縮徑現(xiàn)象，導致儀器遇卡。

2.4.2 井眼擴徑及井壁垮塌掉塊

因鉆速過快，井壁修整不及時、鉆具劃眼或井壁垮塌等原因造成井眼不規(guī)則，易形成“大肚子”井眼，若出現(xiàn)連續(xù)的井徑劇烈變化，則形成“糖葫蘆”井眼。當存在“大肚子”井眼時，儀器下放時在其下沿處易遇阻(圖1)，上提時在其上沿處容易遇卡(圖2)，特別是帶推靠臂的測井儀器更容易遇卡。

圖1 下沿處遇阻

圖2 上沿處遇阻

井壁垮塌掉塊在測井儀器下放過程中，或是撞擊式井壁取心的施工過程中，可能發(fā)生下落的碎塊掉在儀器上部卡住儀器或井壁垮塌埋住儀器造成遇卡。例：路46-xx井取心時，第一顆發(fā)射后上提電纜遇卡，上提電纜最大張力仍未能解卡，后進行穿心打撈。經(jīng)了解該井測前短起下只進行了10柱，鉆井液循環(huán)不徹底，鉆井液性能不穩(wěn)定造成井身質(zhì)量差，取心過程中的震動引起井壁垮塌掉塊，埋住儀器，造成阻卡。

2.4.3 摩擦阻力過大

摩擦阻力過大易導致儀器遇阻，遇阻發(fā)生在大斜度井造斜點以后，表現(xiàn)為遇阻點多，有的多達十幾個到幾十個不等，移動摩阻較大，超出電纜正常拉力范圍，造成測井施工遇卡。例：務(wù)22-xx井測井過程中，在造斜點以下，井深3 146 m、3 220 m、3 103 m、3 167 m處分別遇阻4次，通井4次，儀器均未能下放到底，從測得的部分曲線資料來看，井眼比較規(guī)則，但張力曲線變化頻繁，下放阻點較多，后采用鉆桿傳輸方式才完成該井測井任務(wù)。

2.4.4 井眼軌跡差

當鉆井時多次增斜和降斜，或糾斜糾方位過急，在造斜段形成“狗腿狀”井眼，導致井眼軌跡差不利于測井儀器的通過。例：鄚40-xx和晉94-xx 2口井，從圖3和圖4中可看出，這2口井井斜大，方位變化大，測井施工時均多次遇卡，遇卡井段井斜25°以上。儀器在井筒中運行因方位、井斜同時增大，儀器躺靠井壁，加之井壁不光滑，移動摩阻較大，超出電纜正常拉力范圍，造成測井施工遇卡。

圖3 鄚40-xx電測圖

圖4 晉94-xx電測圖

2.4.5 壓差黏附

壓差黏附是由于鉆井液和地層壓力差較大而吸附電纜或儀器造成的遇卡，多數(shù)是吸附電纜造成阻卡。一般是由于使用了高密鉆井液、鉆井液漏失比較嚴重或電纜在井筒中靜止時間過長引起。當儀器或者電纜切入泥餅，在壓差的作用下迫使儀器或電纜壓靠井壁，若泥餅黏度和壓差產(chǎn)生的力大于電纜的安全拉伸張力時，儀器卡死。例：泉320-xx完井測井施工過程中，輔串儀器下至3 035 m處遇阻，該井鉆井液密度1.37 g/cm3、漏斗黏度49 s，地層滲透性好，為典型的虛泥餅過厚造成的粘附阻卡，后因卡死時間過長、電纜緊貼井壁無空隙，導致下鉆時鉆具將電纜擠斷。

2.5 不同巖性造成阻卡

2.5.1 砂泥巖

砂泥巖剖面中泥巖相對不穩(wěn)定，在鉆井液體系處理不好的情況下大段泥巖處井壁容易垮塌，同時在滲透性好的砂巖容易形成很厚的虛泥餅造成井眼縮徑，電纜或儀器容易被粘卡，而不穩(wěn)定的泥巖很容易在測井過程中發(fā)生垮塌，產(chǎn)生掉塊造成儀器遇阻遇卡。

2.5.2 碳酸鹽巖

碳酸鹽巖性相對比較穩(wěn)定，但存在以下風險：①碳酸鹽巖性不純，中間可能會有很多泥巖夾層，同時在碳酸巖剖面的井眼中一般都是用清水作為鉆井液，這樣很容易形成泥巖夾層不穩(wěn)定，發(fā)生掉塊；②鉆井揭開潛山風化殼后，因害怕發(fā)生嚴重井漏灰?guī)r進尺打的很少，就決定中途完鉆，由于口袋井段短，下套管有時坐不到純灰?guī)r上，在套管鞋處形成大肚子，完井測井時大小井眼處多有遇阻遇卡現(xiàn)象發(fā)生。

2.5.3 特殊巖性

目前對測井不利的特殊巖性有膏巖容易縮徑，油頁巖穩(wěn)定性差容易垮塌，泥頁巖易水化膨脹和水化分散造成井壁坍塌，玄武巖成分復(fù)雜，有些穩(wěn)定性很差也易垮塌形成大井眼。巖性會對測井施工造成障礙，需要特殊關(guān)注。

3 測井施工建議

針對華北油田區(qū)塊遇阻卡嚴重的現(xiàn)象，對測井施工提出以下幾點建議：①在井斜大并且穩(wěn)斜段較長的測井施工過程中，絞車下放電纜要減速，一般以儀器和電纜運行同步為原則，太慢了易遇阻，太快了易造成電纜打扭。根據(jù)現(xiàn)場實際情況掌控臨界速度狀態(tài)，使儀器應(yīng)受到克服摩阻后重力的自由下滑力和絞車電纜的推力的雙重作用下放。②針對大斜度井或復(fù)雜井況井、鉆井液性能不穩(wěn)定等情況，測井作業(yè)同一深度遇阻3次要求井隊通井；測井時多處掛卡要求井隊通井改善井眼條件；作業(yè)時間超過24 h的要求井隊通井。③鉆井液性能不穩(wěn)定，井壁虛泥餅過厚，這種情況下應(yīng)盡量減少停留次數(shù)，縮短停留時間，除需要停留完成的作業(yè)項目外，井徑推靠時可多下放幾米電纜絞車慢起完成，或下到井底慢起儀器同時推靠，切忌電纜靜止進行井徑推靠、回收。建議不要在裸眼段檢查、排除儀器故障，必要時應(yīng)把儀器起進套管，降低遇卡的風險。④發(fā)生工程遇卡后應(yīng)及時判斷遇卡類型，收回推靠器，使用好最大安全拉力解卡?；顒?次后仍不能解卡的，請示下一步處理措施，切勿私自處理，導致復(fù)雜事故擴大化。

4 結(jié)束語

測井遇阻遇卡是多種因素綜合的結(jié)果，測井方要加強與各協(xié)作方的溝通交流，爭取為測井施工提供一個良好的環(huán)境。測井方首先要從思想上高度重視，提前準備方案，嚴格按照測井施工要求操作，切忌測井作業(yè)時麻痹大意。其次測井隊也要不斷的積累經(jīng)驗，掌握好各種處理復(fù)雜問題的方法，提高作業(yè)小隊抗風險和處理復(fù)雜事故的能力。最后測井方也要積極研發(fā)和應(yīng)用測井新設(shè)備和新方法，增強應(yīng)對復(fù)雜井測井施工的能力,為油田的勘探開發(fā)工程提供全面可靠的資料。