李 青 杜 寅 于清秀 曹文國(guó) 董航程 葉宏江

(中石化河南石油工程有限公司測(cè)井公司 河南 南陽(yáng) 473132)

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Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器研制及其在河南油田的應(yīng)用

李 青 杜 寅 于清秀 曹文國(guó) 董航程 葉宏江

(中石化河南石油工程有限公司測(cè)井公司 河南 南陽(yáng) 473132)

Φ38 mm和Φ43 mm五參數(shù)及氧活化測(cè)井儀在施工時(shí)由于井下管柱結(jié)垢、變形等原因容易遇阻、遇卡，無(wú)法測(cè)出合格的注入剖面測(cè)井資料。Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器的成功研發(fā)，解決了測(cè)井遇阻、遇卡的問(wèn)題，也解決了小套管井無(wú)合適測(cè)井儀器測(cè)試的問(wèn)題，為油井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了合格的測(cè)井資料。

注入剖面； 遇阻； 管柱結(jié)垢變形； 小直徑儀器

0 引 言

目前國(guó)內(nèi)外各油田使用的注入剖面測(cè)井儀器主要有三參數(shù)、五參數(shù)及氧活化測(cè)井儀器[1]，直徑主要為Φ38 mm和Φ43 mm，測(cè)井施工時(shí)儀器常常會(huì)遇阻、遇卡。現(xiàn)有測(cè)井儀器及輔助工具結(jié)構(gòu)、規(guī)格不能滿足測(cè)井需求，無(wú)法測(cè)出合格的注入剖面測(cè)井資料，致使部分區(qū)塊動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料空白。為此，研發(fā)了新的注入剖面小直徑五參數(shù)測(cè)井儀器和相應(yīng)配套井下輔助工具，減少了儀器遇阻、遇卡問(wèn)題，提高了測(cè)井成功率。

1 Φ29 mm注入剖面五參數(shù)測(cè)井儀器研發(fā)技術(shù)關(guān)鍵

Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器設(shè)計(jì)時(shí)綜合分析了Φ38 mm注入剖面儀器的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井需求,在不改變技術(shù)指標(biāo)的前提下，優(yōu)化設(shè)計(jì)儀器電子線路及機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用單芯總線傳輸方式(歸偏曼徹斯特編碼)，實(shí)現(xiàn)儀器信號(hào)的實(shí)時(shí)采集與傳輸，完成了WCG 、TP 、EMF 等Φ29 mm型多參數(shù)組合儀器設(shè)計(jì)，同時(shí)，為解決遇阻問(wèn)題,設(shè)計(jì)出新型穿芯可拆卸加重桿及馬籠頭。

1.1 基本參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)

最大工作壓力：80 MPa

最大工作溫度：175℃

儀器總線電壓：35 V DC～45 V DC

伽馬測(cè)點(diǎn)長(zhǎng)度: 204 mm

CCL 測(cè)點(diǎn)長(zhǎng)度: 1 114 mm

基準(zhǔn)頻率：20 kHz ±10%

測(cè)量范圍：0℃～150℃

最小靈敏度：≥0.5CPS/API

統(tǒng)計(jì)起伏：≤±10%

測(cè)量范圍：1～10000CPS

1.2 電路部分的研發(fā)

在設(shè)計(jì)中，把原來(lái)儀器的分離元器件改為貼片和低功耗貼片集成電路，使裝配占用空間大大縮小。溫度探頭、磁定位的磁鋼以及線圈、含水探頭、伽馬探測(cè)器以及晶體也采用更小尺寸結(jié)構(gòu)，以滿足Φ29 mm儀器結(jié)構(gòu)的需要。新研制的組合儀框圖見(jiàn)圖1。

圖1 Φ29 mm五參數(shù)組合儀結(jié)構(gòu)框圖

1.3 Φ29 mm五參數(shù)組合儀機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

原來(lái)儀器的結(jié)構(gòu)為單板加骨架以及單支單管獨(dú)立

分裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)研究，將多參數(shù)儀器整合為一體，把儀器原來(lái)的結(jié)構(gòu)改為將多塊功能板總裝到一個(gè)密封腔體內(nèi)，形成一個(gè)完整的整體，使儀器整體縮短。原儀器串長(zhǎng)度為4.5 m，新研發(fā)的儀器長(zhǎng)度為3.2 m。

(1)線路系統(tǒng)Ⅰ

Φ29 mm五參數(shù)組合儀線路系統(tǒng)Ⅰ包括密封頭總成、磁定位線圈部分、磁鋼、電感線圈等部件，磁鋼部分剖面如圖2所示。

圖2 Φ29 mm五參數(shù)組合儀磁鋼部分剖面圖

(2)線路系統(tǒng)Ⅱ

Φ29 mm五參數(shù)組合儀線路系統(tǒng)Ⅱ由伽馬高壓總成、伽馬探測(cè)器總成、WTC總成 、低壓電源等四部分組成。線路系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ、中接頭之間均為螺紋連接，并由M4 內(nèi)六角緊定螺釘進(jìn)行限位。儀器機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖3所示。

新研發(fā)的組合儀整支長(zhǎng)度為3.2 m，比原儀器串長(zhǎng)度縮短近1.3 m，保證了井下儀器的安全性。

圖3 Φ29 mm五參數(shù)組合儀機(jī)械結(jié)構(gòu)剖面圖

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況分析

Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器研發(fā)成功后在H9-178井進(jìn)行了試驗(yàn)，測(cè)井過(guò)程中儀器供電電壓82 V保持穩(wěn)定，且電流220 mA穩(wěn)定無(wú)跳動(dòng)。從圖4 GR曲線上可以看出：兩條重復(fù)GR曲線形態(tài)基本一致，曲線無(wú)跳動(dòng)；且所測(cè)GR基線和完井GR形態(tài)基本相同，只是由于長(zhǎng)期注入，造成部分地方GR形態(tài)發(fā)生變化。從圖5 CCL曲線上我們可以看出：兩條CCL曲線形態(tài)一致、基本能完全重合、曲線無(wú)跳動(dòng)，說(shuō)明Φ29 mm五參數(shù)組合儀組合儀一致性、重復(fù)性完好,滿足設(shè)計(jì)要求，且儀器在井下工作3 h測(cè)井曲線無(wú)任何跳動(dòng)，說(shuō)明儀器穩(wěn)定性良好，其測(cè)井曲線吻合程度反映了儀器的性能是否符合設(shè)計(jì)要求[2、3]。

從圖5可以看出，井溫壓力測(cè)井曲線平滑均勻變化，無(wú)跳動(dòng)現(xiàn)象，所測(cè)兩條井溫壓力曲線形態(tài)一致[4]，基本能重合，說(shuō)明Φ29 mm井溫壓力組合儀一致性、重復(fù)性完好，滿足設(shè)計(jì)要求，且儀器在井下工作3小時(shí)測(cè)井曲線無(wú)任何跳動(dòng)，說(shuō)明儀器穩(wěn)定性良好。

從圖4、圖5測(cè)井曲線所反映出的信息來(lái)看，Φ29 mm五參數(shù)組合儀器性能穩(wěn)定、重復(fù)性及一致性良好，能勝任河南油田注入剖面測(cè)井資料的采集，為解決井下工具遇阻問(wèn)題提供了解決方法[2]，同時(shí)為油田注入后期小油管測(cè)井項(xiàng)目提供了條件。

圖4 伽馬、磁定位曲線圖

圖5 井溫、壓力、磁定位曲線圖

圖6為H135X井綜合解釋成果圖。從圖6可以看出，新研發(fā)的Φ29 mm五參數(shù)組合儀器在H135X井1 442 m～1 465 m處進(jìn)行了試驗(yàn)，井溫壓力磁定位測(cè)井曲線平滑均勻變化，無(wú)跳動(dòng)，所測(cè)井溫、壓力、磁定位曲線形態(tài)能夠真實(shí)反映地層、井下工具的狀態(tài)；伽馬曲線在1 442 m～1 452 m處測(cè)量曲線與裸眼井伽馬曲線完全一致；同位素曲線在6、 7、 8 、三個(gè)吸水層位有很明顯的變化顯示。從曲線總體變化上可以反映該井的真實(shí)吸水情況和工具所處位置，實(shí)際測(cè)量曲線和該井地質(zhì)設(shè)計(jì)能夠完全吻合，說(shuō)明Φ29 mm井溫壓力組合儀一致性、重復(fù)性完好，滿足設(shè)計(jì)要求，且儀器在井下工作4小時(shí)測(cè)井穩(wěn)定性、重復(fù)性及一致性良好，達(dá)到了該組合儀器的研發(fā)目標(biāo)和設(shè)計(jì)目的，能勝任河南油田注入剖面測(cè)井資料的采集。

圖6 H135X井綜合解釋成果圖

3 結(jié)束語(yǔ)

Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器的研發(fā)解決了測(cè)井遇阻、遇卡及小套管、小工具井無(wú)法測(cè)試的問(wèn)題，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了合格的測(cè)井資料；同時(shí)，利用Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器成功測(cè)試了近幾年因遇阻無(wú)法進(jìn)行測(cè)試的井，填補(bǔ)了部分區(qū)塊動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)資料的空白，為油田注水和調(diào)剖提供依據(jù)。Φ29 mm五參數(shù)測(cè)井儀器可滿足后期小套管分層注水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)需要，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供準(zhǔn)確資料，給油田增儲(chǔ)上產(chǎn)提供可靠的依據(jù)[3]。

[1] 郭海敏.生產(chǎn)測(cè)井[M].北京: 石油工業(yè)出版社,2005:349-351.

[2] 許 晶,李 瑛,王梅英.注入剖面測(cè)井技術(shù)在油田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用分析[J] .采油工程,2007，29(4):56-58+65.

[3] 郭海敏,戴家才,陳科貴.生產(chǎn)測(cè)井原理與資料解釋[M].北京:石油工業(yè)出版社.2007:62-127.

[4] 張秋平,黃 海,艾 鑫.幾種注入剖面測(cè)井方法對(duì)比分析[J] .石油化工應(yīng)用,2010,29(4):26-30.

Development and Application of Φ29 mm Five Parameter Logging Instrument in Henan Oil Field

LI Qing DU Yin YU Qingxiu CAO Wenguo DONG Hangcheng YE Hongjiang

(SinopecHenanEngineeringCompanyLimitedloggingcompany，Nanyang，Henan473132，China)

s:Due to downhole string scaling, deformation and other reasons, qualified injection profile logging data can not be obtained when logging with Φ38mm and Φ43mm five parameter and oxygen activation logging tools. The development of Φ29mm five parameter logging tool not only avoided the above problems, but also provided suitable logging equipment in small cased hole testing, thus providing the qualified well logging data for dynamic monitoring.

injection profile,resistance,column scaling deformation,small diameter instrument

李 青，男，1981年生，工程師，2005年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)地質(zhì)工程專(zhuān)業(yè)，目前在河南石油工程有限公司測(cè)井公司從事生產(chǎn)測(cè)井儀器研發(fā)及現(xiàn)場(chǎng)施工工作。E-mail:sf301@126.com

P631.8+1

A

2096-0077(2015)02-0007-03

2014-09-18 編輯：姜 婷)