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        鉆桿泵送測(cè)井技術(shù)在海上的應(yīng)用

        2020-12-07 08:38:12徐太保
        無(wú)線互聯(lián)科技 2020年18期
        關(guān)鍵詞:斜度井段泵送

        徐太保

        (中海油服油田技術(shù)事業(yè)部湛江作業(yè)公司,廣東 湛江 524057)

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        0 引言

        隨著鉆采開(kāi)發(fā)技術(shù)的提高,大斜度井、水平井的數(shù)量也隨著增加[1-2]。復(fù)雜井筒及復(fù)雜鉆井工藝對(duì)測(cè)井技術(shù)和工藝提出了一系列挑戰(zhàn)。目前,在國(guó)內(nèi)對(duì)大斜度井、水平井的測(cè)井經(jīng)驗(yàn)是比較缺乏的[3-4]。因此對(duì)此類復(fù)雜井的測(cè)井技術(shù)工藝及應(yīng)用,有著廣闊的發(fā)展前景。大斜度井、水平井的測(cè)井工藝是比較復(fù)雜的,對(duì)如何安全、順利、高效地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)帶來(lái)了新的難題。鉆桿泵送測(cè)井工藝有效地解決了這一難題[5]。

        1 生產(chǎn)測(cè)井的原理與概述

        生產(chǎn)測(cè)井是利用巖層的電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性、放射性等地球物理特性,間接地、有效地反映出井下油、氣、水層的巖石物理性質(zhì),監(jiān)測(cè)各油層的工作情況,檢查開(kāi)發(fā)井的技術(shù)狀況等。生產(chǎn)測(cè)井是指在套管井中完成的各類測(cè)井,屬于地理物理測(cè)井的一個(gè)分支。根據(jù)材料對(duì)象和應(yīng)用范圍的不同,生產(chǎn)測(cè)井大致可分為3類。

        (1)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)測(cè)井、產(chǎn)出剖面測(cè)井和注入剖面測(cè)井。

        (2)產(chǎn)層評(píng)價(jià)測(cè)井:RPM測(cè)井和PNN測(cè)井。

        (3)工程測(cè)井:卡點(diǎn)、礫石充填評(píng)價(jià)、固井質(zhì)量、沖孔、切割、下橋塞、爬行器工具、爆炸松扣、碎屑打撈、套管檢損、串槽、漏失。

        生產(chǎn)測(cè)井的任務(wù)貫穿于油氣田開(kāi)發(fā)的全過(guò)程,適時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),為不斷認(rèn)識(shí)油氣層,了解注入或產(chǎn)出剖面、油層改造提供有關(guān)資料,并評(píng)價(jià)其效果。此外,也通過(guò)監(jiān)測(cè)井身的技術(shù)狀況,為油水井大修提供依據(jù),以保證油水井的正常生產(chǎn),是提高油氣田最終采收率、科學(xué)經(jīng)濟(jì)合理地開(kāi)發(fā)好油氣田的重要手段,對(duì)于采取有效的增產(chǎn)措施,制訂調(diào)整挖潛方案具有十分重要的意義。

        2 鉆桿泵送測(cè)井工藝

        鉆桿泵送測(cè)井工藝就是在大斜度井、水平井測(cè)井作業(yè)時(shí),測(cè)井儀器不能靠重力自由下達(dá)井底情況下,利用鉆具管串與井筒環(huán)空之間可建立循環(huán)的特點(diǎn),開(kāi)泵推動(dòng)組合儀器串到目的層完成資料錄取過(guò)程。

        2.1 應(yīng)用范圍

        (1)對(duì)于大斜度井、水平井,如發(fā)生卡鉆的情況,需在鉆桿內(nèi)進(jìn)行的卡點(diǎn)測(cè)量、切割、爆炸松扣、沖孔等工程測(cè)井項(xiàng)目,可采用鉆桿泵送工藝將工具直接泵送至目的位置完成作業(yè)。

        (2)對(duì)于上部井段造斜超過(guò)68°,而下部井段降斜后小于68°的井,儀器在上部井段極易出現(xiàn)遇阻,但下部井段降斜后反而能自由下放。這時(shí),如需在下部井段的套管內(nèi)完成某些測(cè)井項(xiàng)目,就可以臨時(shí)下入一定深度的鉆桿至測(cè)量段以上,采用鉆桿泵送工藝幫助儀器通過(guò)容易遇阻的大井斜/大狗腿位置,儀器出鉆桿后進(jìn)入下部套管,完成測(cè)井作業(yè),如RPM測(cè)井、PNN測(cè)井等關(guān)井測(cè)量項(xiàng)目。對(duì)于需要開(kāi)井測(cè)量的項(xiàng)目,如產(chǎn)出及注入剖面測(cè)井,則由于生產(chǎn)管柱已經(jīng)起出,無(wú)法滿足開(kāi)井條件,不能應(yīng)用。

        在作業(yè)時(shí),由于鉆桿的剛性,當(dāng)鉆桿下至大井斜/大狗腿段時(shí),容易受到不規(guī)則井壁的阻力,可能會(huì)造成鉆桿的擠壓變形,使得儀器在起、下過(guò)程中,造成儀器的彎折或損傷,如果有一點(diǎn)小的疏忽都會(huì)造成測(cè)井失敗,并造成井下落魚和打撈。

        以第二類應(yīng)用范圍為例,鉆桿泵送測(cè)井作業(yè)主要順序及步驟為:壓井起管柱、刮管洗井、下鉆桿、校深通井、下入生產(chǎn)測(cè)井儀器、測(cè)井,其中壓井起管柱、刮管洗井及下鉆桿作業(yè)均為測(cè)井前的準(zhǔn)備工作,由井隊(duì)來(lái)完成。

        2.2 測(cè)井作業(yè)步驟

        2.2.1 電纜模擬通井作業(yè)

        (1)組裝測(cè)井井口。

        (2)下通井工具串。

        (3)開(kāi)泵送工具串到目的層,校正鉆具深度,驗(yàn)證泵送儀器測(cè)井的可行性。

        2.2.2 生產(chǎn)儀器測(cè)井作業(yè)

        (1)組裝井口天地滑輪。把電纜穿過(guò)PACK-OFF后,電纜末端做馬籠頭。把PACK-OFF和變扣接頭、三通連接在一起,用鉆臺(tái)的氣動(dòng)絞車把這部分吊至足夠高,用尾繩控制,防止其與電纜打紐。

        (2)井口組裝測(cè)井儀器下井。測(cè)井作業(yè)成敗的關(guān)鍵在于以下該特制的接頭。該接頭用于承受泵壓,并推動(dòng)工具串入井,稱之為泵送接頭(該泵送接頭已經(jīng)申請(qǐng)國(guó)家專利)。

        (3)組裝好儀器、并入井后,下放PACK-OFF,使其與鉆桿連接。

        (4)托撬控制絞車下放儀器,在下放過(guò)程中要密切注意張力變化。下放至井斜較大處或儀器遇阻位置時(shí),先上提儀器幾十米,再開(kāi)泵送儀器串至目的位置。開(kāi)泵送儀器過(guò)程中,控制好電纜下放速度,密切注意張力的變化。

        (5)開(kāi)泵送儀器到目的層之后,停泵,按照常規(guī)操作方法,上提電纜進(jìn)行測(cè)井作業(yè)的后續(xù)資料采集工作即可。

        如果曲線響應(yīng)不好,則必須再多測(cè)量幾次,重復(fù)(4),(5)步驟,以滿足解釋的要求。

        (6)確認(rèn)測(cè)井資料合格后方可上提儀器串,結(jié)束測(cè)量。

        (7)特別注意事項(xiàng):開(kāi)泵送儀器過(guò)程中,無(wú)關(guān)人員遠(yuǎn)離鉆臺(tái)區(qū)域,防止井口壓力傷人。

        3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

        2012年3月,在南海西部油田XX井的RPM測(cè)井作業(yè)中,最大井斜高達(dá)79.95°/1 109.38 m,測(cè)量井段及井斜為2 542~2 625 m,65.54°~68.7°,常規(guī)施工方法無(wú)法完成該井的測(cè)井取資料作業(yè),若用帶推靠臂的儀器如爬行器牽引,管柱變徑、變形、落物等容易造成儀器的遇阻遇卡,若由于爬行器在爬行過(guò)程中器損壞而無(wú)法爬行,則會(huì)造成后續(xù)的解卡作業(yè)或打撈。由此,鉆桿泵送測(cè)井儀器的設(shè)想脫穎而出。

        3.1 可行性論證分析

        (1)施工上使用3.5寸鉆桿泵送儀器與電纜入井進(jìn)行測(cè)量,鉆桿內(nèi)不存在造成電纜損傷的風(fēng)險(xiǎn),所以電纜儀器信號(hào)及供電不會(huì)受到影響。

        (2)同時(shí)鉆桿下至井斜段可能會(huì)發(fā)生下壓變形,導(dǎo)致儀器遇阻遇卡,所以此次測(cè)井前先下入模擬通井工具串通井,下放過(guò)程中速度不能過(guò)快,并隨時(shí)注意絞車張力變化,防止儀器突然卡死在鉆桿中,以保證通井順暢且無(wú)任何遇阻遇卡現(xiàn)象,并通井至測(cè)量段底部10 m以下,再進(jìn)行下步作業(yè),保證作業(yè)安全性。

        (3)受力分析。儀器串的橫截面積為:

        (1)

        假設(shè)作業(yè)時(shí),儀器下放到一定深度后遇阻,則此時(shí)可認(rèn)為儀器及電纜處于受力平衡狀態(tài),儀器及電纜的自重、浮力、摩擦力、受井筒的支撐力之和為零。此時(shí),放松電纜并開(kāi)啟泥漿泵進(jìn)行泵送,儀器開(kāi)始活動(dòng)后記錄泵壓為P泵,由于起泵后流體的單向流動(dòng),等于給儀器施加了一個(gè)沿儀器方向單向向下的力F泵來(lái)克服所有阻力。其中F泵為:

        F泵=P泵·S

        (2)

        加泵送接頭前,最大外徑43 mm,其中F0為:

        (3)

        加泵送后,最大外徑55 mm,其中F1為:

        (4)

        F0與F1的比值為:

        (5)

        (4)結(jié)論。采用鉆桿泵送的方法可以對(duì)井下儀器施加一個(gè)額外的有效受力F泵,從而幫助儀器克服所有阻力,通過(guò)大井斜位置。而起泵后泵壓的大小取決于儀器外徑,外徑越大,泵壓越小,由此發(fā)明了泵送接頭這一工具的應(yīng)用。而在泵壓相同的情況下,加了泵送接頭以后的流體下推力是不加泵送接頭時(shí)的1.636倍,也可以說(shuō)泵送效率提高為原來(lái)的1.636倍。故從理論上來(lái)講,這種方案是可行的。

        3.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果

        A井采用鉆桿泵送測(cè)井作業(yè)技術(shù),安全、順利、高效地完成了該井的測(cè)井作業(yè),資料合格率為100%,零損失時(shí)間,零安全事故,獲用戶一致認(rèn)可和表?yè)P(yáng)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        鉆桿泵送測(cè)井技術(shù)的成功應(yīng)用表明,在大斜度井、水平井的測(cè)井技術(shù)服務(wù)領(lǐng)域完成了新的技術(shù)突破,滿足了用戶勘探開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的需求,同時(shí)也積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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