劉如明，張國(guó)強(qiáng)，許吉俊，彭 樂(lè)，穆貴鵬

（1. 中海石油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)公司，天津 300452；2. 中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452）

渤海油田新近系油、氣、水關(guān)系復(fù)雜，低對(duì)比度油層比例高，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)過(guò)程中往往需要用到電纜地層測(cè)試來(lái)證實(shí)油氣藏類型及流體性質(zhì)，實(shí)際效果證明電纜地層測(cè)試是儲(chǔ)層評(píng)價(jià)最直接、有效的手段[1]。且渤海油田在“價(jià)值勘探、精細(xì)勘探”理念的推動(dòng)下，定向探井比例逐年上升。由于定向探井造斜需要，經(jīng)常使用馬達(dá)滑動(dòng)鉆進(jìn)，為降低滑動(dòng)時(shí)鉆具與井壁的黏附，除了向鉆井液中加入液體潤(rùn)滑劑外，通常還會(huì)加入塑料球等潤(rùn)滑材料[2]。井筒內(nèi)的塑料球會(huì)貼附井壁或者懸浮于鉆井液中，測(cè)壓取樣過(guò)程中會(huì)有大量塑料球聚集在探針濾網(wǎng)處，造成堵塞濾網(wǎng)，嚴(yán)重影響作業(yè)效率，在陸地油田電纜地層測(cè)試中也存在著同樣的問(wèn)題[3]。

1 原因分析

在加入塑料球的井中進(jìn)行電纜地層測(cè)試作業(yè)時(shí)，最常見(jiàn)的問(wèn)題是塑料球堵塞儀器入口濾網(wǎng)。要解決這個(gè)問(wèn)題，首先必須分析塑料球粒徑與濾網(wǎng)間隙的尺寸關(guān)系，然后結(jié)合案例，從測(cè)井操作方面進(jìn)一步分析原因。

1.1 塑料球粒徑與濾網(wǎng)間隙對(duì)比

在渤海油田，塑料球的專業(yè)名稱為PF-BLA B。根據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做為潤(rùn)滑劑使用的塑料球?yàn)榘咨该鳌胪该鲌A球體，密度1.03～1.05 g/cm3，軟化點(diǎn)290±5 ℃，抗溫性較好，在井下不會(huì)發(fā)生變形。粒度在2.00～0.60 mm 的塑料球約占45%，粒度在0.60～0.125 mm 的約占55%，顆粒粒徑分布不均，塑料球樣品見(jiàn)圖1。塑料球的作用類似于軸承中間的鋼珠，可有效減小鉆具或套管之間的摩阻，降低鉆具扭矩，在渤海油田的定向探井中有著比較廣泛的應(yīng)用[4]。

圖1 塑料球樣品

渤海常用的電纜地層測(cè)試儀為中海油服自主研發(fā)的增強(qiáng)型儲(chǔ)層特性測(cè)試儀EFDT（下文簡(jiǎn)稱EFDT），EFDT 有一個(gè)入口和一個(gè)出口，均存在濾網(wǎng)，防止異物進(jìn)入管線內(nèi)部。入口處的濾網(wǎng)嵌在探針內(nèi)部，濾網(wǎng)間隙約0.8 mm，如圖2；出口處的濾網(wǎng)約1.2 mm，呈柵裝覆蓋在出口外部。在取樣時(shí)，如果小球含量太多，小球容易堆積在濾網(wǎng)處，造成入口堵塞[5]。

圖2 EFDT 入口濾網(wǎng)

從尺寸對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，塑料球粒度在2.00～0.60 mm 的約占45%，而EFDT 入口濾網(wǎng)間隙只有0.8 mm，所以，有接近40%的塑料球是會(huì)堆積在濾網(wǎng)內(nèi)的，直接造成儀器入口堵塞。然而，一方面塑料球的粒徑要滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面濾網(wǎng)尺寸要滿足過(guò)濾異物、防止管線堵的作用，所以，想要通過(guò)改變塑料球粒徑和濾網(wǎng)間隙來(lái)避免濾網(wǎng)堵塞的路是走不通的，只能從其它方面入手。

1.2 測(cè)井操作方面

2015 年渤中某定向探井，在電纜地層測(cè)試前鉆井液塑料球含量約1%（1 kg 塑料球/1 m3泥漿）。前兩趟EFDT 儀器入井，均因?yàn)樗芰锨蚨氯麨V網(wǎng)而導(dǎo)致作業(yè)失敗。為降低塑料球含量，決定通井。通井之后，EFDT 儀器再次入井兩次，塑料球仍然嚴(yán)重堵塞濾網(wǎng)（圖3），最后只能取消電纜地層測(cè)試作業(yè)。

圖3 EFDT 入口濾網(wǎng)內(nèi)存在大量塑料球

后續(xù)對(duì)本井每次EFDT 入井后的操作進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其共同點(diǎn)，那就是在儀器座封前泵抽泥漿。座封前泵抽泥漿是電纜地層測(cè)試作業(yè)的必要操作，這樣既可以驗(yàn)證儀器狀態(tài)，又能加快儀器的溫度平衡，同時(shí)還可以沖洗管線、入口及出口處的雜物，防止堵塞儀器[6-7]。但是，若鉆井液中存在小球時(shí)，儀器在井筒內(nèi)泵抽泥漿時(shí)塑料球隨泥漿流動(dòng)，不能通過(guò)濾網(wǎng)的塑料球在濾網(wǎng)處堆積，導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞，這是塑料球堵塞濾網(wǎng)的主要原因[8]。

2 作業(yè)方法的提出與完善

根據(jù)上述的分析，后續(xù)作業(yè)的井放棄了常規(guī)的作業(yè)模式，更正為在座封前不進(jìn)行泵抽的方式，避免塑料球堵塞探針，并取得了一定的效果，但仍存在遇堵的情況。隨著作業(yè)經(jīng)驗(yàn)的積累和認(rèn)識(shí)的深入，針對(duì)塑料球堵濾網(wǎng)的情況，總結(jié)出了一套完整的作業(yè)方法如下：① 入井前，在井口泵抽淡水驗(yàn)證儀器各方面狀態(tài)，并依次關(guān)閉出口閥和入口閥，使儀器在管線內(nèi)灌滿水的狀態(tài)下入井；② 下放儀器時(shí)，保持入口閥和出口閥關(guān)閉，隔絕儀器內(nèi)部與井筒的聯(lián)通性；③ 某一深度座封后，依次打開(kāi)入口閥和出口閥，進(jìn)行測(cè)壓或取樣作業(yè)；在泵抽結(jié)束后，關(guān)閉入口閥和出口閥后，解封，始終保持儀器與井筒鉆井液的隔絕。該方法可總結(jié)歸納為“未座封，禁開(kāi)閥；解封前，先關(guān)閥”。

該作業(yè)方法的中心思想在于隔絕儀器內(nèi)部與鉆井液的連通，杜絕在井筒內(nèi)進(jìn)行泵抽，將塑料球在濾網(wǎng)內(nèi)堆積的幾率降至最低，從根本上降低了塑料球堵塞儀器的風(fēng)險(xiǎn)。但是，該作業(yè)方法放棄了常規(guī)作業(yè)思路中正抽、返排泥漿沖洗探針及管線的操作，使得測(cè)得數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到了懷疑。通過(guò)對(duì)多口井的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，證實(shí)通過(guò)該方法測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，完全滿足儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的要求，以渤中某定向預(yù)探井X 井為例，X 井完鉆斜深1 845 m，最大井斜23.47°@1 129.51 m，完鉆后泥漿塑料球含量約1%，測(cè)壓取樣作業(yè)儀器為EFDT。該井共測(cè)11 個(gè)砂巖層，累計(jì)測(cè)壓43 個(gè)點(diǎn)，對(duì)測(cè)壓點(diǎn)按層位根據(jù)地層壓力和深度進(jìn)行回歸，并給出了每個(gè)層位趨勢(shì)線的公式及平方差（圖4）。根據(jù)圖4 所示，只有兩個(gè)層位的趨勢(shì)線平方差小于0.99，其余9 個(gè)層位的平方差均在0.99 以上，表明數(shù)據(jù)具有較高的擬合程度[9]，證實(shí)使用“未座封，禁開(kāi)閥；解封前，先關(guān)閥”的方法測(cè)得的數(shù)據(jù)具有非常高的準(zhǔn)確性。

圖4 X 井壓力數(shù)據(jù)回歸圖

3 應(yīng)用效果

利用該方法，鉆井液中加塑料球定向探井的電纜地層測(cè)試成功率得到了很大提高。自2017 年初截至現(xiàn)在，累計(jì)有17 口加入塑料球的定向探井進(jìn)行了測(cè)壓取樣作業(yè)，累計(jì)取樣35 個(gè)，均未發(fā)生塑料球堵塞濾網(wǎng)的情況。實(shí)際應(yīng)用效果表明，該方法有效降低了塑料球?qū)﹄娎|地層測(cè)試的影響，為定向探井的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)提供直觀、準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

該作業(yè)方法的應(yīng)用，不僅提高了資料的錄取成功率，而且使作業(yè)時(shí)效得到明顯的提升，有效降低了作業(yè)成本。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，加入塑料球的井在電纜地層測(cè)試時(shí)因?yàn)楸欢露辽俑鼡Q一次儀器，更換儀器的步驟及時(shí)間如表1 所示，更換儀器共要耗時(shí)約4 小時(shí)，而渤海油田鉆井船費(fèi)用約6 萬(wàn)元/小時(shí)，合計(jì)更換一次儀器損失約24.0 萬(wàn)元。近兩年累計(jì)完成17 口井35 個(gè)深度點(diǎn)的取樣作業(yè)，若按照每口井發(fā)生一次堵塞計(jì)算情況，那么該方法直接節(jié)省費(fèi)用至少24.0×17=408 萬(wàn)元。

表1 更換儀器過(guò)程

4 結(jié)束語(yǔ)

“未座封，禁開(kāi)閥；解封前，先關(guān)閥”的作業(yè)方法從根本上降低了塑料球堵塞電纜地層測(cè)試儀器的幾率，在渤海油田應(yīng)用效果顯著。目前，在發(fā)生過(guò)漏失的井，由于鉆井液內(nèi)殘留的堵漏材料較多的原因，也會(huì)導(dǎo)致堵塞材料堵塞濾網(wǎng)或者管線。后續(xù)，需要對(duì)此作業(yè)方法進(jìn)一步改進(jìn)，形成全面的克服鉆井液內(nèi)固相顆粒的電纜地層測(cè)試新技術(shù)。