包全喜
摘 要:鉆具輸送濕接頭水平井測井技術(shù)是目前各類大斜度井、水平井測井中運(yùn)用最成熟的技術(shù),施工要求測井時(shí)旁通不出表套,因此,在表層套管長度一定的情況下,水平段越長,對(duì)接測井次數(shù)越多。在油田水平井測井應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),在對(duì)接次數(shù)大于4次,以及存在井涌、井溢風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜水平井進(jìn)行濕接頭測井施工時(shí),存在水平段開泵循環(huán)對(duì)接成功率低、井控安全風(fēng)險(xiǎn)大、時(shí)效低、成本高等一系列問題。針對(duì)以上問題,提出了一種新的測井工藝方法,通過應(yīng)用新型橋式濕接頭、柔性電纜連接器等對(duì)接工具,規(guī)范施工工藝流程,形成了橋式濕接頭水平井測井工藝技術(shù),經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用,取得良好效果。
關(guān)鍵詞:鉆具輸送;水平井測井;實(shí)際應(yīng)用;測井工藝;工藝流程
1 常規(guī)濕接頭水平井測井現(xiàn)狀
油田水平井測井主要有鉆具輸送濕接頭測井和過鉆桿存儲(chǔ)式測井2種,其中80%以上的水平井采用鉆具輸送濕接頭測井。對(duì)油井水平井套管下深、濕接頭對(duì)接測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),水平段平均長度超過了920m,而表層套管平均下深不到300m,濕接頭測井平均對(duì)接槍次數(shù)達(dá)到4次。水平井測井時(shí)旁通不允許出表套,當(dāng)濕接頭對(duì)接點(diǎn)在大斜度段或水平段時(shí),必須依靠連接方鉆具開泵加壓循環(huán)泥漿泵送母槍,公母槍完成對(duì)接后拆除方鉆桿,再進(jìn)行鉆具輸送測井。對(duì)接次數(shù)與完鉆井深、對(duì)槍點(diǎn)深度、表層套管下深之間的關(guān)系是
式中,Q為對(duì)接次數(shù);E為水平段長度與表層套管長度的比值,即水表比;H為完鉆井深;a為第1次對(duì)接點(diǎn)深度(井斜小于32°),b為表套長度。
當(dāng)水表比E>1時(shí),需多次開泵加壓循環(huán)泥漿進(jìn)行泵送對(duì)槍,隨著對(duì)接次數(shù)的增加,測井一次成功率大幅下降。總結(jié)分析認(rèn)為主要有4方面原因。
(1)泵送對(duì)接對(duì)鉆機(jī)性能要求高。受對(duì)接點(diǎn)深度、泥漿比重、黏度及沉沙等影響,在水平段大于800m的井中,為保障對(duì)接成功,泵送母槍的速度控制在3600~2400m/h,泥漿泵泵壓應(yīng)不小于12MPa,在實(shí)際施工中,因鉆機(jī)性能不穩(wěn)定,泵壓不夠使泵送速度達(dá)不到要求,導(dǎo)致對(duì)接失敗的概率達(dá)到12%以上。
(2)在大斜度或水平段泵送對(duì)接時(shí)受井況及泥漿性能影響大。受重力影響,泥漿中雜物(如堵漏劑、巖屑、編織袋等)容易沉積,泵送時(shí)異物填埋公槍或進(jìn)入母槍內(nèi),造成對(duì)接失敗,甚至損壞工具,導(dǎo)致起鉆返工。
(3)泵送對(duì)接井控安全風(fēng)險(xiǎn)高。開泵加壓循環(huán)泥漿容易導(dǎo)致井壁垮塌,致使井筒不暢,造成計(jì)劃外通井。據(jù)統(tǒng)計(jì),泵送濕接頭水平井測井通井率達(dá)到了17%以上,平均通井耗時(shí)大于26h,導(dǎo)致測井時(shí)間長、效率低,延長了完井周期。高壓泥漿流作用容易導(dǎo)致低壓層被壓漏,泥漿漏失,井筒壓力失衡造成井涌井噴事故。在超前注水區(qū),因井筒壓力大,部分
井段需要重泥漿平衡,循環(huán)對(duì)槍使重泥漿流失,容易誘發(fā)井涌溢流事故。
(4)泵送對(duì)接需鉆井隊(duì)緊密配合,工序多,耗時(shí)長,成本高。在大斜度段和水平段進(jìn)行對(duì)接時(shí),每次對(duì)接都需要鉆井隊(duì)安裝泥漿濾網(wǎng)、接方鉆桿,開泵加壓循環(huán)泥漿,對(duì)接成功后拆除方鉆桿、泥漿濾網(wǎng),再進(jìn)行鉆具輸送測井,單次泵送對(duì)接耗時(shí)2h以上,安裝和拆卸鉆具過程中,還存在井口處夾傷電纜的風(fēng)險(xiǎn)。
2 橋式濕接頭水平井測井技術(shù)
橋式濕接頭水平井測井技術(shù)是以鉆具輸送濕接頭測井技術(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合電纜短節(jié)對(duì)接法提出的將對(duì)接點(diǎn)延伸至直井段,依靠工具重力、慣性對(duì)接,省略泵送對(duì)槍環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)水平井直井段多次對(duì)接的一種新的水平井測井工藝技術(shù)。
2.1 橋式濕接頭水平井測井原理
橋式濕接頭水平井測井是通過選用一段通斷絕緣良好的電纜短節(jié)(一端接柔性電纜連接器,便于在滾筒上攜帶電纜短節(jié);另一端接常規(guī)電纜連接器,連接母槍),在施工時(shí),首先將下井儀器串通過鉆具輸送至對(duì)槍位置處(井斜小于32°),將連接好母槍的電纜短節(jié)與下井儀器串對(duì)接,完成一級(jí)對(duì)接后,將帶有柔性電纜連接器的電纜短節(jié)另一端與橋式濕接頭對(duì)接工具連接,使二級(jí)對(duì)接點(diǎn)延伸到直井段,施工時(shí)無需開泵加壓循環(huán)泥漿,僅依靠工具重力、慣性實(shí)現(xiàn)濕接頭公、母槍對(duì)接,鉆具輸送完成測井
2.2 關(guān)鍵技術(shù)及革新
橋式濕接頭水平井測井工藝技術(shù)核心是通過選取合適長度的電纜短節(jié),并合理應(yīng)用柔性電纜連接器、橋式濕接頭工具,使對(duì)接點(diǎn)始終保持在井斜小于32°的井段內(nèi)。
2.2.1 電纜短節(jié)長度計(jì)算方法
電纜短節(jié)長度是指連接橋式濕接頭與常規(guī)濕接頭之間的電纜長度。電纜短節(jié)的長度要根據(jù)井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,首先應(yīng)滿足32°井斜以下至井底的距離要小于32°井斜以上至井口距離,才能保證橋式濕接頭、常規(guī)濕接頭分別對(duì)接時(shí)均處于井斜小于32°的井段內(nèi)實(shí)現(xiàn)直井段多次對(duì)接。計(jì)算電纜短節(jié)長度時(shí)要加上每次對(duì)接測井時(shí)保證資料完整的曲線重復(fù)距離(不小于20m),結(jié)合實(shí)際得出電纜短節(jié)長度計(jì)算方法
H-a-b≤L≤a-100(3)
式中,L為電纜短接長度;H為完鉆井深;a為第1次對(duì)接點(diǎn)深度(井斜小于32°);b為表套長度。施工前首先要選擇通斷絕緣良好的電纜制作電纜短節(jié),根據(jù)井身結(jié)構(gòu)計(jì)算電纜短節(jié)長度,如井深3200m,表套300m,井斜32°時(shí)井深為2000m,通過式(3)計(jì)算得出電纜短節(jié)選擇范圍為1200≤L≤1900m。確定了電纜短節(jié)的長度后,將電纜短節(jié)用柔性電纜連接器連接上載到測井車的滾筒上。施工完成后將電纜短節(jié)卸載到便攜式滾筒上備用。
2.2.2 柔性電纜連接器的使用方法
柔性電纜連接器主要用于滾筒攜帶電纜短節(jié),和對(duì)槍時(shí)電纜連接器能安全順利通過天地滑輪。柔性電纜連接器是在電纜連接器外殼上加工“Ω”形間隙縫,每2段間可彎曲一定角度,4處“Ω”型縫組成一組,可使柔性電纜連接器彎曲度達(dá)到10°~12°,與滑輪槽緊密貼合,使電纜連接器在受力均衡的情況下通過天地滑輪,避免了應(yīng)用常規(guī)電纜連接器時(shí)出現(xiàn)的易折斷情況,可實(shí)現(xiàn)不中斷連續(xù)測井。
2.2.3 橋式濕接頭連接方法
橋式濕接頭由公槍短節(jié)和防轉(zhuǎn)短節(jié)2部分組成。公槍外壁設(shè)計(jì)有定位環(huán),用于連接公槍短節(jié)的外殼;防轉(zhuǎn)短節(jié)內(nèi)設(shè)計(jì)有防轉(zhuǎn)套,可避免外殼與鉆具連接時(shí)公槍一起旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致電纜打紐?,F(xiàn)場施工時(shí),先將下井儀器、常規(guī)濕接頭工具的公槍總成連接于鉆具底部,開始下放鉆具。鉆具下深一般比電纜短節(jié)長度短8~12m(該數(shù)據(jù)為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)),既方便電纜短節(jié)連接橋式濕接頭,又方便電纜短節(jié)超出鉆具長度部分電纜在連接后沉沒于鉆具水眼中。
3 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)
油田A井首次應(yīng)用橋式濕接頭水平井測井工藝技術(shù)進(jìn)行施工。該井井深2898m,水平段長1248m,1220m處井斜34°,選用1230m的電纜短節(jié),施工中均一次對(duì)接成功,水平段測井用時(shí)7h,取得合格資料,較常規(guī)濕接頭測井工藝節(jié)約近3h。目前已應(yīng)用橋式濕接頭工藝測井16口,對(duì)測井時(shí)效、作業(yè)一次成功率等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用常規(guī)濕接頭工藝測的21口井進(jìn)行對(duì)比。測1口水平井平均對(duì)接4次,單井節(jié)約占井時(shí)間3.8h;對(duì)接4次以上的井測井一次成功率提高了17.7%。采用常規(guī)濕接頭工藝測的21口井,水平段通井4次,通井率19.02%,平均野外測井時(shí)間22.7h;采用橋式濕接頭工藝測的16口井均未出現(xiàn)通井,平均野外測井時(shí)間39.2h,節(jié)約了13.2h。與常規(guī)濕接頭測井技術(shù)相比,橋式濕接頭測井具有4個(gè)特點(diǎn)。
4結(jié)論
(1)經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用,橋式濕接頭測井技術(shù)能夠滿足表套短、水平段長、泥漿泵壓低、井控風(fēng)險(xiǎn)高的復(fù)雜水平井測井施工要求,測井流程更加優(yōu)化,時(shí)效更高,成本更低,是一種新的水平井測井工藝技術(shù)。
(2)新型對(duì)接工具橋式濕接頭與鉆具連接方便,電氣性能良好,符合測井需求。
(3)柔性電纜連接器能夠順利通過天地滑輪,使電纜短節(jié)與作業(yè)隊(duì)電纜連接方便,便于攜帶,安全性能良好。
(4)該技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升了復(fù)雜水平井測井能力。
參考文獻(xiàn):
[1]吳沁軒,陳猛,蔣瑋,等.濕接頭水平井測井常見問題分析及預(yù)防措施[J].國外測井技術(shù),2015(2):58-60.