趙永剛

(中石化華北石油工程有限公司 測井分公司，河南 鄭州 450006)

1 引 言

水平井技術(shù)可以極大地提高泄油面積，井眼的軌跡能夠直接穿過儲層產(chǎn)生更多的水平垂直裂縫，充分地發(fā)揮水平井?dāng)D出原油進(jìn)入儲層的潛能，提高原油采收的效率，降低鉆井的成本[1-3]。在我國油田的勘探和開發(fā)過程中，水平井技術(shù)勘探開發(fā)和水平井測試需求日益增長。隨著油田勘探開發(fā)需要和鉆井技術(shù)的發(fā)展，水平井技術(shù)在國內(nèi)外各油田得到全面推廣，鉆具輸送測井和存儲測井在水平井常規(guī)項(xiàng)目測井中得到了良好應(yīng)用[4,5]。但因井下地質(zhì)、工程復(fù)雜和常規(guī)測井資料的局限性，常規(guī)測井資料難以滿足水平井測井地質(zhì)、工程評價(jià)需求，需要成像測井資料對井下地質(zhì)、工程情況進(jìn)行更準(zhǔn)確地描述。以核磁共振、微電阻率掃描(電成像)、SBT(Segmented Bood Tool, SBT)為代表的測井項(xiàng)目，因其儀器結(jié)構(gòu)的特殊性、儀器正常工作的特殊要求，存在一定難題[6,7]。

測井儀器的問題主要表現(xiàn)在：常規(guī)鉆具輸送水平井測井濕接頭總成，不能滿足核磁共振成像測井高電壓大電流需求，易導(dǎo)致儀器不能正常工作，甚至儀器損壞(圖1)；核磁共振成像測井每分鐘1～1.5 m的低速測井速度限制(圖2)[8]，對鉆具輸送測井過程速度控制和鉆測雙方現(xiàn)場施工配合提出了極高的要求；核磁儀器在水平井井筒內(nèi)不居中，影響測量效果。微電阻率掃描(電成像)、扇區(qū)水泥膠結(jié)(SBT)成像測井必須保證所有發(fā)射測量探頭適中貼靠井壁(圖3)[9-11]，但水平井測井中，其推靠臂自身支撐力不足以將儀器撐起以保證所有測量探頭都能良好接觸井壁，不能錄取合格測井資料。

圖1 絕緣故障導(dǎo)致的核磁電路板損壞

圖2 核磁極低速測井

圖3 微電阻率掃描、SBT貼井壁測量

針對核磁成像儀器工作中高電壓損壞問題，形成了新一代耐高壓大電流的核磁鉆輸測井專用濕接頭總成。利用測井液壓絞車“容積調(diào)速”和“節(jié)流調(diào)速”的混合調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鉆具輸送測井極低速控制。核磁測井要求發(fā)射測量探頭居中、電成像及SBT測井要求測量臂與井壁良好接觸，方能取得良好的測量效果，為此，還進(jìn)行了測量探頭居中扶正技術(shù)配套。

2 針對水平井成像測井難題的技術(shù)措施

2.1 耐高電壓大電流濕接頭配套技術(shù)

核磁成像儀器工作電壓會高達(dá)1 200 V、電流瞬間高達(dá)10 A。在測井過程中系統(tǒng)的任何一處絕緣出現(xiàn)故障就會造成核磁儀器電路板卡燒壞，甚至整串儀器的報(bào)廢。這些特性就要求水平井濕接頭總成在對接成功后，整體絕緣性能要達(dá)到400 MΩ以上，常規(guī)的濕接頭總成因滿足不了絕緣要求經(jīng)常導(dǎo)致核磁儀器損壞。針對這些問題，研發(fā)了新型棒式水平工具，通過增大電器接觸環(huán)、改良密封絕緣環(huán)，有效提高了電氣接觸性能和絕緣性能，使用加粗優(yōu)質(zhì)貫通線進(jìn)一步提高電氣性能，形成了新一代耐高壓大電流的核磁鉆輸測井專用濕接頭總成(圖4)，其技術(shù)參數(shù)如表1所示。

圖4 耐高電壓大電流濕接頭總成

表1 專用濕接頭總成與常規(guī)濕接頭總成關(guān)鍵項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)

2.2 鉆具輸送測井極低速控制技術(shù)

根據(jù)核磁共振成像測井的特點(diǎn)，測井時(shí)要求以每分鐘1～1.5 m的低速進(jìn)行，常規(guī)工藝難以實(shí)現(xiàn)。利用測井液壓絞車“容積調(diào)速”和“節(jié)流調(diào)速”的混合調(diào)速技術(shù)，以鉆具下放拉動(dòng)測井絞車滾筒倒轉(zhuǎn)為手段，實(shí)現(xiàn)核磁極低速下放輸送測井；混合調(diào)速技術(shù)又為極低速上提測井提供了手段。下放與上提測井的有效結(jié)合，為錄取合格測井資料提供了技術(shù)保障。

2.3 探頭居中和貼井壁技術(shù)

核磁測井要求發(fā)射測量探頭居中、電成像及SBT測井要求測量臂與井壁良好接觸，方能取得良好的測量效果。為此，進(jìn)行了測量探頭居中扶正技術(shù)配套(圖5)，儀器主要由5部分組成。在實(shí)際工程應(yīng)用中，水平井SBT油管輸送測井，滾輪居中扶正裝置可根據(jù)套管內(nèi)徑調(diào)節(jié)扶正直徑，其調(diào)節(jié)直徑以等于套管內(nèi)徑為宜，測量臂張開程度控制在100 %。這是由于當(dāng)扶正臂張開直徑大于套管內(nèi)徑時(shí)，套管壁與扶正臂間的側(cè)向應(yīng)力迅速上升，扶正臂與套管壁間阻力增大，導(dǎo)致井下張力迅速增大，盡管扶正效果良好，但過大的井下張力增量將使油管輸送測井安全風(fēng)險(xiǎn)增大。因此，SBT扶正臂張開直徑不宜大于套管內(nèi)徑。水平井電成像鉆具輸送測井，滾輪居中扶正裝置可根據(jù)井眼大小調(diào)節(jié)扶正直徑，盡可能使儀器居中，測量臂張開程度控制在最大行程的80 %為宜。一方面，能有效防止鉆輸上提測井過程中，因拆卸鉆具坐吊卡可能引起的測量臂頂住井壁臺階引起測量探頭損壞；另一方面，可實(shí)現(xiàn)上提測井過程測量臂緊貼井壁，錄取合格的測井資料。儀器尾部的扶正導(dǎo)向裝置可使儀器底端向井筒中心偏移，以便儀器能順利通過井壁臺階，從而避免儀器遇阻。

圖5 成像儀器發(fā)射測量探頭居中扶正裝置

3 工程應(yīng)用效果

在完成儀器居中扶正技術(shù)、核磁測量探頭泥漿排除技術(shù)、核磁鉆輸測井耐高電壓大電流濕接頭總成技術(shù)、核磁鉆輸測井極低速控制技術(shù)、SBT井下張力采集轉(zhuǎn)換監(jiān)控技術(shù)等一系列技術(shù)配套后，順利完成D12-XX、E王XX、DPF-XX、DPF-YY井、DPF-ZZ井等核磁、微掃等成像鉆具輸送測井(表2)以及SBT油管輸送測井(表3)。成像系列鉆具輸送測井技術(shù)在河南油田、華北油氣分公司大牛地氣田以及杭錦旗氣田得到了廣泛的應(yīng)用，成功率高。

表2 部分大斜度井水平井核磁、電成像(微電阻率掃描)輸送測井

表3 部分水平井SBT測井

E王XX井是河南油田一口大斜度勘探評價(jià)井，井斜為61°。該井是河南油田勘探開發(fā)歷史上，首次完成的核磁共振成像鉆具輸送測井。一次輸送完成1 040～1 265 m、1 390～1 470 m、1 530～1 700 m大斜度段的核磁共振測量(圖6)。利用核磁T2譜，可定性判斷儲層流體的黏度：1 100 m以上油質(zhì)黏度大，譜峰靠前、幅度較窄；1 690 m以下油質(zhì)黏度小，譜峰靠后、形態(tài)扁平；儲層總孔隙度一般在12.5 %～25 %之間，有效孔隙度在10 %～20 %之間，可動(dòng)孔隙度在7 %～15 %之間，滲透率在20～120 mD之間。

圖6 E王XX井核磁共振測井解釋成果

圖7是華北油氣分公司大牛地氣田DPT-XX水平井高分辨微電阻率掃描(電成像)測井解釋成果圖。該井輸送測量井段長達(dá)979 m，測井成果填補(bǔ)了大牛地氣田水平井下古碳酸鹽巖儲層微電阻率掃描成像測井空白，有效提高了對下古裂縫的認(rèn)識，為下一步開發(fā)提供了有利依據(jù)。

圖7 DPT-XX井微電阻率掃描測井解釋成果

圖8是河南油田K439-XX水平井SBT測井解釋成果圖，水平井SBT測井的實(shí)現(xiàn)，為水平井固井質(zhì)量評價(jià)及后續(xù)定向定方位射孔參數(shù)的選擇，提供了可靠的決策依據(jù)。

圖8 K439-XX井SBT測井解釋成果

4 結(jié) 論

本文通過對水平井成像測井工藝進(jìn)行研究，得出了以下結(jié)論：

1)滾輪扶正技術(shù)在水平井成像測井中效果顯著，是水平井成像測井必需的配套技術(shù)；

2)耐高電壓、大電流濕接頭總成是鉆具輸送核磁測井必備的條件；

3)測量臂張開程度控制是保證電成像、SBT測井資料采集質(zhì)量的前提。