石元會(huì)，余 雙，倪新菊

（1.中國(guó)石化江漢石油工程有限公司測(cè)錄井公司，湖北 潛江433123；2.長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 武漢430100；3.中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司第二錄井分公司，河北 任丘062465）

引 言

迄今為止，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)測(cè)井施工技術(shù)經(jīng)歷了依靠?jī)x器自身重力電纜連接輸送、爬行器（也稱(chēng)為電纜牽引器、電纜牽引機(jī)器人 ）連接輸送以及鉆桿或油管連接輸送等3種輸送方式，滿(mǎn)足了多種不同井況條件下的固井質(zhì)量測(cè)井需求，適應(yīng)了鉆井技術(shù)的快速發(fā)展和現(xiàn)代非常規(guī)油氣井的開(kāi)發(fā)需要。

隨著包括頁(yè)巖氣在內(nèi)的非常規(guī)油氣水平井的不斷開(kāi)發(fā)，水平井水平段越來(lái)越長(zhǎng)，一般在1 000m以上，這給水平井固井質(zhì)量測(cè)井施工帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的爬行器輸送固井質(zhì)量測(cè)井，采用電纜給爬行器供電，爬行器通過(guò)推靠電機(jī)將驅(qū)動(dòng)輪靠緊套管內(nèi)壁，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)，產(chǎn)生牽引力，將固井質(zhì)量測(cè)井儀器牽引到井底，啟動(dòng)測(cè)井程序，上提電纜，即可完成固井質(zhì)量測(cè)井。采用這種方法，可以測(cè)得優(yōu)等的固井質(zhì)量測(cè)井曲線(xiàn)，但由于爬行器帶負(fù)載及越障能力有限，且在爬行過(guò)程中，各動(dòng)力傳輸機(jī)構(gòu)存在不同程度的磨損；因此，對(duì)井筒技術(shù)條件要求較高，要求井筒干凈、沉淀物少。當(dāng)井筒處理得好時(shí)，多次刷新中石化爬行器輸送測(cè)井爬行距離最長(zhǎng)紀(jì)錄；當(dāng)井筒處理得不好或水平段軌跡復(fù)雜時(shí)，常常不能將儀器輸送到井底。

為適應(yīng)焦石壩工區(qū)鉆井周期快、水平井段長(zhǎng)、井眼軌跡復(fù)雜等條件下的固井質(zhì)量測(cè)井要求，江漢測(cè)錄井公司引進(jìn)了存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井技術(shù)，在該工區(qū)JY8－2井等60余口井中采用小鉆桿輸送形式進(jìn)行了成功應(yīng)用。實(shí)踐證明，該技術(shù)能較好地應(yīng)用于套管水平井固井質(zhì)量測(cè)井施工。

1 測(cè)井原理

存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井系統(tǒng)由下井儀器、地面時(shí)深采集系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)資料處理系統(tǒng)三部分組成。下井前，通過(guò)筆記本電腦與下井儀器相連，將編制好的儀器工作程序傳輸?shù)絻x器中，下井儀器采用高溫電池供電，在儀器內(nèi)部單片機(jī)的控制下，根據(jù)工作程序，按照一定的時(shí)間間隔對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，在儀器內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)隨時(shí)間變化的測(cè)量信息數(shù)據(jù)文件。地面時(shí)深采集系統(tǒng)通過(guò)鉆井絞車(chē)傳感器、大繩張力傳感器以及輸送鉆具的長(zhǎng)度，完成鉆具下放、上提時(shí)的儀器深度測(cè)量，生成一個(gè)測(cè)井時(shí)深數(shù)據(jù)文件，時(shí)深數(shù)據(jù)文件按照一定的時(shí)間間隔存儲(chǔ)儀器的深度信息。下井儀器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息與地面時(shí)深數(shù)據(jù)信息都與時(shí)間有關(guān)聯(lián)，通過(guò)測(cè)后數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行處理，即可得到測(cè)井深度與地層測(cè)量信息相關(guān)聯(lián)的文件，形成測(cè)井曲線(xiàn)。

1.1 下井儀器

下井儀器由聲波變密度、自然伽馬和磁定位三部分組成，采用電池供電，按一定時(shí)間間隔采樣，最長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間可達(dá)200h。儀器串通過(guò)一個(gè)專(zhuān)用轉(zhuǎn)接頭與鉆桿連接。

1.2 地面時(shí)深采集系統(tǒng)

地面時(shí)深采集系統(tǒng)包含以下組件：便攜計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集箱、大繩張力傳感器、絞車(chē)編碼傳感器以及傳感器信號(hào)傳輸線(xiàn)。

地面時(shí)深采集系統(tǒng)用于存儲(chǔ)式下井儀器測(cè)井時(shí)，能實(shí)時(shí)采集鉆井平臺(tái)上的大繩張力傳感器、鉆井絞車(chē)傳感器的數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的作用是根據(jù)兩種傳感器的數(shù)據(jù)判斷鉆桿的動(dòng)作及儀器的狀態(tài)，最終生成一個(gè)包含時(shí)間和深度的文件（即時(shí)深文件），用于后期測(cè)井資料的處理。地面時(shí)深采集系統(tǒng)工作流程圖（圖1）。

圖1 地面時(shí)深采集系統(tǒng)工作流程圖

2 典型應(yīng)用實(shí)例

2.1 實(shí)例井概況

焦石壩工區(qū)JY8－2井井深4 226.0m，水平井段總長(zhǎng)超過(guò)1 600.0m。該井井筒內(nèi)水平段為清水，直井段為密度1.51g／cm3的泥漿。水平段軌跡較復(fù)雜，從鉆井井斜數(shù)據(jù)觀(guān)察，水平段井眼軌跡是先凹下去，接著上翹運(yùn)行，上翹角度為93°左右，運(yùn)行長(zhǎng)度約600.5m；接著是90°左右向前延伸直到井底。

該井井眼軌跡復(fù)雜、水平段較長(zhǎng)，且井筒未作技術(shù)處理，爬行器下井之后爬不動(dòng)，因此，選用了存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井技術(shù)。施工前，由測(cè)錄井公司現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人組織召開(kāi)各施工單位參與的技術(shù)交流會(huì)，通報(bào)了存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井的技術(shù)要求，明確了各自的工作內(nèi)容和職責(zé)。鑒于該井隊(duì)的設(shè)備較先進(jìn)，指重表反應(yīng)靈敏，為了加快施工節(jié)奏，經(jīng)過(guò)討論，決定采用盲下的方式，即不探底，直接用小鉆桿輸送存儲(chǔ)式儀器下井。

風(fēng)險(xiǎn)控制：存儲(chǔ)式儀器的抗拉壓強(qiáng)度約為100KN。因此，為了安全起見(jiàn)，決定輸送管柱遇阻30KN即暫停下放，上提后再試著下放，若遇阻噸位（遇阻推力 ）多次超過(guò)30KN，則停止下放鉆具，開(kāi)始上提管柱測(cè)井。

2.2 施工步驟與安全操作要點(diǎn)

2.2.1 擺車(chē)、接電

到井隊(duì)收集井斜數(shù)據(jù)、鉆具數(shù)據(jù)、套管數(shù)據(jù)。

2.2.2 安裝時(shí)深采集地面系統(tǒng)

將絞車(chē)傳感器安裝在鉆井絞車(chē)滾筒同軸上，將大繩張力傳感器安裝在死繩上。這兩個(gè)傳感器分別通過(guò)信號(hào)電纜接到時(shí)深數(shù)據(jù)采集箱。

2.2.3 連接下井儀器

首先，通過(guò)筆記本電腦與各下井儀器相連，將編制好的儀器工作程序傳輸?shù)絻x器中，下井儀器在單片機(jī)的控制下，根據(jù)工作程序，按照一定的時(shí)間間隔對(duì)測(cè)量信息進(jìn)行采集和存儲(chǔ)，在儀器內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)隨時(shí)間變化的測(cè)量信息數(shù)據(jù)文件。其次，將編好程的儀器連接起來(lái)。為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，同時(shí)下入兩串存儲(chǔ)式聲放磁測(cè)井儀器。下井儀器連接順序?yàn)?，鉆桿轉(zhuǎn)換接頭 ＋旋轉(zhuǎn)短節(jié)＋1號(hào)磁定位儀＋1號(hào)伽馬儀＋1號(hào)聲波變密度儀＋轉(zhuǎn)換接頭＋2號(hào)磁定位儀 ＋2號(hào)伽馬儀＋2號(hào)聲波變密度儀。

2.2.4 儀器下放

將連接好的儀器串吊裝到井口，逐步連接小鉆桿輸送測(cè)井儀器，同時(shí)啟動(dòng)地面時(shí)深采集系統(tǒng)，對(duì)儀器下放和上提的深度變化進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)并記錄。

固井質(zhì)量測(cè)井儀器串輸送到4 008.0m遇阻，遇阻推力在30～50KN，反復(fù)操作3次均遇阻。為避免損壞儀器，決定從遇阻點(diǎn)開(kāi)始上提測(cè)井。

2.2.5 起測(cè)

司鉆按每3min一柱的速度勻速上提管柱，每次鉆具上提至剛好可以放入吊卡的位置。1 000.0m以下，每起測(cè)500.0m，給井筒灌滿(mǎn)泥漿，之后，每200.0m（30柱鉆具）灌一次泥漿，保證儀器起測(cè)時(shí)，井筒內(nèi)鉆井液是滿(mǎn)的。

地面時(shí)深采集系統(tǒng)對(duì)上提的深度變化進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)測(cè)并記錄。

2.2.6 現(xiàn)場(chǎng)資料回放和處理

檢查起出地面的儀器，發(fā)現(xiàn)外觀(guān)正常。將筆記本電腦通過(guò)專(zhuān)用接口與各下井儀器相連接，將各儀器存儲(chǔ)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)輸送到電腦中保存。利用專(zhuān)用軟件對(duì)儀器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)文件及地面記錄的時(shí)深文件進(jìn)行整合處理，獲得隨深度變化的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)文件，得到一張?jiān)紨?shù)據(jù)處理例圖（圖2）以及處理之后的一段測(cè)井曲線(xiàn)圖（圖3）。從圖3可知，該段測(cè)井資料正常，綜合評(píng)價(jià)全井段的聲放磁測(cè)井資料，也正常。

圖2 原始數(shù)據(jù)處理例圖

圖3 正式曲線(xiàn)例圖

2.3 測(cè)井效果分析與比較

1）JY8－2井存儲(chǔ)式聲放磁儀器采用小鉆桿輸送，時(shí)間驅(qū)動(dòng)測(cè)井。通過(guò)嚴(yán)格監(jiān)控施工過(guò)程，取得了合格的固井質(zhì)量測(cè)井資料。

2）存儲(chǔ)式測(cè)井采用鉆具長(zhǎng)度作為深度標(biāo)準(zhǔn)，因此，對(duì)井隊(duì)鉆具長(zhǎng)度要求測(cè)量準(zhǔn)確，排放順序不能搞亂。

3）對(duì)井筒進(jìn)行了通井和清水循環(huán)處理，并進(jìn)行了爬行器輸送固井質(zhì)量測(cè)井施工。該井的爬行器輸送測(cè)井較成功，爬行了約1 200.0m。綜合比較兩種輸送測(cè)井方法，各有優(yōu)缺點(diǎn)（表1）。

表1 兩種固井質(zhì)量測(cè)井方法的測(cè)井對(duì)比表

3 結(jié)論及建議

1）存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井技術(shù)主要是針對(duì)套管水平井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的一種新的測(cè)井技術(shù)。具有輸送力量大、井筒條件要求低、測(cè)井資料全、施工安全、測(cè)井時(shí)效較高的特點(diǎn)。

2）存儲(chǔ)式固井質(zhì)量測(cè)井技術(shù)與爬行器輸送測(cè)井相比各有優(yōu)勢(shì)，可以較好地應(yīng)用于套管水平井固井質(zhì)量測(cè)井服務(wù)，在非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)水平井服務(wù)方面具有良好的市場(chǎng)推廣前景。

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