水平井測(cè)井儀器輸送技術(shù)及其應(yīng)用分析

李劍峰

[摘? ? 要]近年來(lái)， 隨著油氣資源需求量的增長(zhǎng)，我國(guó)各個(gè)油氣田的生產(chǎn)規(guī)模日漸擴(kuò)大。在油氣田資源的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域， 因?yàn)橘Y源分布環(huán)境的特殊性，使得在開(kāi)采作業(yè)中往往會(huì)通過(guò)鉆水平井的方式來(lái)促進(jìn)開(kāi)采工作的順利進(jìn)行。因此，基于水平井測(cè)井工作的重要性，各個(gè)油田企業(yè)已然將水平井的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)納入了其重點(diǎn)工作的范疇。文章重點(diǎn)探析了水平井測(cè)井儀器的輸送技術(shù)及其應(yīng)用，對(duì)油氣田資源的開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

[關(guān)鍵詞]水平井;測(cè)井儀器;輸送技術(shù);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TE927 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）05–00–02

Horizontal Well Logging Tool Transportation Technology and Its Application Analysis

Li Jian-feng

[Abstract]In recent years， with the increase in demand for oil and gas resources， the production scale of various oil and gas fields in my country has gradually expanded. In the development of such resources， due to the particularity of the resource distribution environment， horizontal wells are often drilled in mining operations. Way to promote the smooth progress of mining work. Therefore， based on the importance of horizontal well logging work， various oilfield companies have incorporated the dynamic monitoring of horizontal wells into their key work categories. Based on this， the transportation technology and application of horizontal well logging tools are mainly explored， which has certain guiding significance for the development of oil and gas field resources.

[Keywords]horizontal well; logging instrument; transportation technology; application

因?yàn)橛蜌馓镔Y源分布的特殊性，使得在鉆井作業(yè)進(jìn)行中的水平井監(jiān)測(cè)尤為重要，傳統(tǒng)的開(kāi)采技術(shù)條件下，水平井的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)更多地采用的是鉆桿法，而在當(dāng)前隨著工藝、技術(shù)的不斷進(jìn)步，在水平井測(cè)井儀器輸送的過(guò)程中，顯然有了更多的技術(shù)選擇，不再局限于傳統(tǒng)的鉆桿法，還可以采用牽引器輸送、撓性管輸送等多種方式。因此，為提升采油效率和鉆井作業(yè)水平，油田企業(yè)在開(kāi)采作業(yè)進(jìn)行中，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)選擇最佳的輸送技術(shù)。

1 水平井簡(jiǎn)介

在油田作業(yè)領(lǐng)域的鉆井作業(yè)進(jìn)行中，如果井斜角為90°，且在鉆進(jìn)作業(yè)進(jìn)行中始終沿著水平方向來(lái)進(jìn)行，針對(duì)這一類型的井就是水平井。通常情況下，油田作業(yè)領(lǐng)域的水平井以曲率半徑作為劃分依據(jù)，具體包含了長(zhǎng)曲率半徑、中曲率半徑和短曲率半徑的水平井。水平井鉆井作業(yè)的要點(diǎn)如下。

（1）因?yàn)橛吞锕こ态F(xiàn)場(chǎng)的地面構(gòu)造相對(duì)具有復(fù)雜性，可能位于沼澤、交通要道等特殊區(qū)域，這些區(qū)域惡劣的地質(zhì)地形條件中可能分布有含油構(gòu)造，通過(guò)鉆定向井的方式可以更為清晰地了解構(gòu)造的具體情況。

（2）水平井作業(yè)可以使得在油田生產(chǎn)中已經(jīng)開(kāi)發(fā)或者開(kāi)發(fā)過(guò)程中的油氣田的生產(chǎn)情況得以好轉(zhuǎn)，斷層遮擋區(qū)域的油氣田資源可以在水平井作業(yè)下順利開(kāi)采，采收率大大提升。

（3） 如果開(kāi)采過(guò)程中面臨的是高地層密度、 低滲透的開(kāi)采條件，可以通過(guò)水平段的精準(zhǔn)定位來(lái)促進(jìn)開(kāi)采作業(yè)的順利實(shí)施;小斷塊油氣與幾個(gè)不相連的油氣田作業(yè)中，開(kāi)采作業(yè)人員可以通過(guò)鉆出一口或者兩口大位移來(lái)輔助開(kāi)采作業(yè)的進(jìn)行，為油田企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2 水平井測(cè)井儀器輸送技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 鉆桿（油管）濕連接工具與施工工藝

在水平井測(cè)井作業(yè)進(jìn)行中，鉆桿濕連接是相對(duì)傳統(tǒng)的輸送工藝，在當(dāng)前隨著油田生產(chǎn)工藝的日漸進(jìn)步，這一工藝逐步被其他先進(jìn)的輸送技術(shù)所取代。濕接頭式油管輸送電纜測(cè)井工藝原理如下：將專有測(cè)井儀器經(jīng)由過(guò)渡短節(jié)直接連接到油管底部位置，在井下快速接頭下，電纜可直接在井液內(nèi)與公頭總成對(duì)接起來(lái)，并最終直接與儀器串相互連接，這一連接方式就是濕連接。在濕連接處理完成且達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)以后，專業(yè)人員應(yīng)立即開(kāi)展供電檢查，做好電纜夾的固定處理，儀器串由油管1次1柱輸送到整個(gè)的測(cè)量井段以后再提升測(cè)井。

2.2 保護(hù)籃式工具與施工工藝

在一些油田作業(yè)中，水平井測(cè)井儀器輸送中也常常會(huì)應(yīng)用保護(hù)籃式工具輸送工藝，這一輸送工藝應(yīng)用中，儀器包含了下井儀器保護(hù)籃、旁通短節(jié)，具體連接處理中選用的是常規(guī)電纜測(cè)井馬籠頭連接方式。測(cè)井作業(yè)進(jìn)行時(shí)，專業(yè)人員將下井儀器保護(hù)籃連接到油管底端位置并將其下到測(cè)量井段頂部，在油管頂端接旁通短節(jié)。這種連接處理方式下，電纜通過(guò)旁通短節(jié)側(cè)孔就可以直接與相應(yīng)的儀器連接起來(lái)，井下儀器串在油管內(nèi)完全可以儀器本身的重力作用將其下放到保護(hù)套中，在此基礎(chǔ)上的測(cè)井上提或者下放將更為便捷。保護(hù)籃式油管輸送技術(shù)下因?yàn)橥耆强坑凸軄?lái)完成輸送的，整體的輸送效率較高，具有安全性和可靠性。利用這一輸送技術(shù)時(shí)，對(duì)于井眼并沒(méi)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。基于這些優(yōu)勢(shì)，這一工藝在油田作業(yè)中較為常用，但這一輸送技術(shù)也存在著一定的局限， 就是無(wú)法實(shí)現(xiàn)帶壓密閉作業(yè)， 電纜和油管速度很難保持一致，測(cè)井速度和深度的控制難度較大。

2.3 牽引器輸送

伴隨著油田生產(chǎn)規(guī)模的日漸擴(kuò)大，水平井測(cè)井儀器輸送技術(shù)也呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。其中，牽引器輸送技術(shù)屬于一種新型的技術(shù)，在油田作業(yè)中的Sondex的使用范圍最廣，且應(yīng)用效果相對(duì)較好，且在這一方面有了一定的自主研發(fā)成果。比如，JHQ-A牽引器就是我國(guó)自主研發(fā)的，在很多油田生產(chǎn)作業(yè)中都有著一定的應(yīng)用。綜合當(dāng)下?tīng)恳鞯氖褂们闆r，無(wú)論是自主研發(fā)的牽引器還是進(jìn)口的牽引器，地面設(shè)備、井下設(shè)備和控制軟件都是其中的重要構(gòu)成。其中，張力器、電路、電機(jī)、扶正器、驅(qū)動(dòng)輪和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是井下設(shè)備中的關(guān)鍵構(gòu)成要素，從扶正器的構(gòu)成來(lái)看，其主要由在周向布置的多個(gè)扶正桿所形成，扶正器的配置有效實(shí)現(xiàn)了管道的支撐。牽引段的核心構(gòu)成非常多，不同構(gòu)成要素之間的相互配合使得輸送工序可以順利完成，井下設(shè)備中的張力器、電路、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等可以輔助牽引器在套管內(nèi)外維持正常的行走狀態(tài)。地面設(shè)備可以給牽引器提供所需的電力，但供電方式可以根據(jù)牽引器的具體工作方式來(lái)選擇。爬行器實(shí)際牽引速度的控制方面，因?yàn)樵摖恳俣扰c供電電壓之間存在著緊密的聯(lián)系，經(jīng)由對(duì)供電電壓的靈活調(diào)整，就可以將牽引速度控制在正常標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

在利用牽引器輸送技術(shù)完成輸送作業(yè)的過(guò)程中，需在測(cè)井儀和電纜之間進(jìn)行爬行器的安裝，隨后采用推送方式來(lái)完成相應(yīng)的工作。必要情況下因?yàn)樵诘孛嫔习惭b有相應(yīng)的控制器，該控制器可以根據(jù)需求發(fā)出相應(yīng)的控制指令，在井下設(shè)備接收到該指令以后，就可以發(fā)揮其輔助作用，幫助電機(jī)將爬行器上安裝的行走驅(qū)動(dòng)輪打開(kāi)，使得該驅(qū)動(dòng)輪可以與套管壁更為緊靠。在測(cè)井儀器工作時(shí)，因?yàn)橥瓶慷闻c套管壁相對(duì)緊靠，在牽引臂向外推開(kāi)的過(guò)程中，也就使得驅(qū)動(dòng)輪能夠在管壁上正常行走，對(duì)測(cè)井儀器起到了一定的牽引作用。在傳動(dòng)裝置的控制下，行走輪可以在套管上正常行走， 在此條件下， 主電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)測(cè)井儀器達(dá)到設(shè)定位置。地面設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，爬行器的實(shí)際行走方向和速度均可以由地面設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整，當(dāng)測(cè)井儀器達(dá)到了指定的位置以后，爬行器就會(huì)立即停止其行走，并立即收回牽引臂，及時(shí)斷開(kāi)電源。驅(qū)動(dòng)測(cè)井儀器重新工作以后，由絞車來(lái)完成電纜的上提，最后完成全部的測(cè)井作業(yè)。牽引器運(yùn)行的過(guò)程中，推動(dòng)由馬達(dá)完成，但為達(dá)到最佳的推動(dòng)效果，應(yīng)確保井底不存在任何的雜物或者縫隙。

油田開(kāi)采作業(yè)中如果選用的是牽引器輸送技術(shù)，可以有效發(fā)揮這一輸送技術(shù)下操作便捷、高效率、深度控制準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，即使在測(cè)井作業(yè)進(jìn)行時(shí)，油井同樣可以保持在正常狀態(tài)下。但牽引器輸送技術(shù)同樣存在著一定的缺點(diǎn)，就是輸送動(dòng)力相對(duì)較小，為達(dá)到良好的輸送效果，必須要使井筒條件達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。正式作業(yè)之前，作業(yè)人員需做好刮管和沖砂處理，并配備相應(yīng)的井口設(shè)施，以有效降低泄露現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)于處于井口和井內(nèi)的管柱，其內(nèi)徑需達(dá)到60 mm以上。如果是直井段，上提、下放速度都應(yīng)該保持在50 m/min以內(nèi);一旦遇到了需要從變徑處通過(guò)的情況，上提、下放速度應(yīng)控制在10 m/min以內(nèi);在井斜超過(guò)50°的情況下，上提、下放速度應(yīng)在30 m/min以內(nèi);如果測(cè)井儀器使用中遇到了障礙物，應(yīng)立即停止絞車，緩慢上提電纜并拉直，使得電纜的實(shí)際拉力能夠達(dá)到安全張力的要求。

2.4 撓性管輸送

撓性管輸送同樣屬于一種新型的輸送工藝和技術(shù)，這一技術(shù)下的輸送工序是由撓性管來(lái)完成的，與其他類型的管材不同，撓性管屬于特質(zhì)的連續(xù)管，但在一些情況下也采用的是具有一定撓性的硬質(zhì)電纜管來(lái)完成輸送作業(yè)。這種特殊的電纜管中，更多地采用的是多芯電纜，具體的輸送進(jìn)行中，盤(pán)卷在滾筒車或者其他部位的管在拉直以后可直接進(jìn)入井中。因?yàn)檫B續(xù)管中沒(méi)有任何的電纜布設(shè)，完全可以與水平井的測(cè)井要求相符合，在當(dāng)下的油氣田作業(yè)領(lǐng)域，撓性管直徑多為25.4 mm、31.8 mm、38.1 mm，管材選用的是低合金鋼，這種管材的強(qiáng)度較高，且柔性較好，這種管材的使用使得在測(cè)井工作、測(cè)井儀器輸送時(shí)，完全可以將撓性管和測(cè)井儀器同時(shí)進(jìn)入到井底。撓性管輸送工藝流程如下：將電纜預(yù)先插于管中，并將該電纜與地面設(shè)備連接，借助于撓性管來(lái)完成相應(yīng)的上提和下放處理。根據(jù)撓性管輸送技術(shù)在油氣田作業(yè)中的應(yīng)用效果，這一輸送技術(shù)的操作流程簡(jiǎn)單，具有極高的技術(shù)適用性，多種尺寸的測(cè)井儀器都可以采用這一輸送技術(shù)，撓性管車的輔助使得輸送作業(yè)可以順利進(jìn)行，不需要進(jìn)行其他設(shè)備或者濕接頭等的配置。但因?yàn)閾闲怨茌斔图夹g(shù)的特殊性，撓性管強(qiáng)度存在一定的限制，因此在這一輸送技術(shù)應(yīng)用時(shí)對(duì)于井下儀器有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 水力輸送

與其他類型的輸送技術(shù)相比，水力輸送的方式更為簡(jiǎn)單，其在輸送工序開(kāi)展時(shí)所需要使用的工具或者設(shè)備都相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要通過(guò)柔性短節(jié)、液壓活塞短節(jié)、導(dǎo)向錐就可完成，在地面通過(guò)特定型號(hào)的水泵配置，就可以使得輸送作業(yè)順利進(jìn)行。整個(gè)輸送作業(yè)開(kāi)展中，為了使得測(cè)井儀器的串通效果良好，必須要配置兩個(gè)扶正器，并在地面設(shè)置水泵，由該水泵持續(xù)向井筒內(nèi)輸送水流。測(cè)井儀器因?yàn)殚L(zhǎng)期受到液壓活塞的作用，在進(jìn)入水平井并逐步達(dá)到井底以后，也就可以在鉆井作業(yè)進(jìn)行時(shí)密切監(jiān)測(cè)水平井的情況。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，隨著油田生產(chǎn)領(lǐng)域工藝、技術(shù)的日漸進(jìn)步，在水平井測(cè)井儀器輸送時(shí)可選擇的輸送技術(shù)越來(lái)越多，為達(dá)到最佳的輸送效果，相關(guān)人員應(yīng)根據(jù)油氣田水平井的具體情況，對(duì)比多種輸送技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選取最為恰當(dāng)?shù)妮斔图夹g(shù)，提升油田企業(yè)的生產(chǎn)效益。

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