宛文宇 肖雷雷 劉 鑫 劉文浩

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部塘沽作業(yè)公司，天津300452)

0 引言

位于渤海灣盆地的渤海油田是我國東部沿海重要的油氣資源的供給地，經(jīng)歷了半個多世紀的油氣開發(fā)卻始終未能發(fā)現(xiàn)大型的天然氣田，但在2016年底中海油有限天津分公司開始對渤中19-6區(qū)塊進行勘探開發(fā)后取得了重大發(fā)現(xiàn)，成功探明了迄今為止渤海灣盆地內(nèi)最大的千億方儲量規(guī)模的天然氣田渤中19-6凝析氣田，該油氣田構(gòu)造主要是在太古界底上發(fā)育起來的多層系、多結(jié)構(gòu)、深埋低潛山符合圈閉的類型。該區(qū)塊井深基本都在5 000米以上，井溫普遍達到180℃以上，最高作業(yè)井溫為196℃，在該地質(zhì)條件下，給測井儀器帶來了前所未有的挑戰(zhàn)和難度。本文主要介紹了渤中19-6區(qū)塊高溫高壓井2016年——2018年常規(guī)滿貫測井儀器設(shè)備準備、加溫測試及整體測試方案及測井作業(yè)過程測井儀器常見故障匯總及相關(guān)的應(yīng)對措施，并介紹了2019年后高溫ESCOOL滿貫儀器投入現(xiàn)場使用的情況，為此類高溫高壓井作業(yè)提供了可借鑒性的經(jīng)驗總結(jié)。

1 常規(guī)測井設(shè)備準備、加溫測試及整體測試方案

1.1 常規(guī)測井設(shè)備的準備

首先，依據(jù)近三年的儀器作業(yè)使用記錄和維保記錄，對測井儀器設(shè)備進行整串的優(yōu)選工作。然后將電子線路部分完全拆開，對內(nèi)部電路做全面的檢查，對電路板上的芯片、變壓器，電感等器件用RTV進行緊固，并且要進行電源及重點信號的檢測工作，對密度、微球等推靠類的測井儀器機械部分進行重點排查，更換有銹蝕等隱患的配件。對皮囊類設(shè)備，要著重地檢查皮囊的老化情況及綁帶有無銹蝕情況，如發(fā)現(xiàn)有問題，要及時進行更換。其次，要梳理儀器設(shè)備的關(guān)鍵點進行專項性維護及重點排查，例如，雙公密封接頭的密封底座和針腳鍍層、密度彈簧總成與極板推靠部分連接螺絲、插針和膠套連接件測試、多芯母頭子內(nèi)部的排查和加固保證針腳牢固。

1.2 常規(guī)測井設(shè)備的加溫測試及整體測試方案

第一種是使用烘箱進行梯度加溫和降溫，最大限度地模擬現(xiàn)場作業(yè)井況進行加溫測試工作；將加溫梯度分別設(shè)定為80℃、100℃、120℃、150℃，每個溫度都要恒溫30分鐘。并根據(jù)梯度恒溫、升溫和降溫參數(shù)記錄對比，觀察儀器溫漂，有條件的情況下要對聲波、電法、放射性儀器采取整串加溫聯(lián)調(diào)測試，來驗證儀器溫漂后通訊的穩(wěn)定性。以常規(guī)大滿貫儀器為例加溫設(shè)備按照大滿貫儀器組合方式連接（由于溫度主要是檢驗電子器件及芯片的性能此次篩選未將只有貫通線的輔助儀器列入進內(nèi)）。通過觀察測井儀器通訊、測量值、電法儀器內(nèi)外部值等參數(shù)是否在溫度升高的情況相應(yīng)的工作參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，如各項參數(shù)指標符合規(guī)定則可進行出海測井作業(yè)。

第二種是通過對電子線路局部加溫，此方法主要針對第一種情況出現(xiàn)問題后，對耐溫有短板的元器件及集成電路進行針對性的篩選工作。如發(fā)現(xiàn)有耐溫不達標的器件進行及時更換。通過加溫測試發(fā)現(xiàn)模擬雙側(cè)向儀器內(nèi)部的電容和運放，模擬微球儀器屏流放大板、交叉偶極聲波儀器的CPU和DSP電路板，巖性密度儀器的光電倍增管、晶體、短源距補償電路及高壓模塊、井中地震測井儀的通信板、邏輯控制板都存在耐溫短板的概率。

2 渤中19-6區(qū)塊測井作業(yè)常規(guī)滿貫儀器遇到的故障匯總及應(yīng)對措施

根據(jù)渤中19-6區(qū)塊2016年-2018年三年內(nèi)作業(yè)故障統(tǒng)計情況如下表1所示，共作業(yè)131井次，故障47次，故障率35.8%，其中井溫大于140℃后，測井設(shè)備故障次數(shù)達到34次。

表1 渤中19-6區(qū)塊2016年——2018年三年內(nèi)作業(yè)故障統(tǒng)計

電法類儀器在測井作業(yè)中主要暴露的問題如下：部分儀器由于使用年限較長，內(nèi)部電路老化嚴重，電路板耐溫或遇到高阻地層電源板容易燒壞。測量值偏差，重復(fù)性不佳；設(shè)備的耐溫性能達不到出廠設(shè)計的175℃；對井況適應(yīng)性不佳，在井眼不規(guī)則的情況容易產(chǎn)生曲線跳尖。應(yīng)對措施：對重點井下井的橡膠類微球每口井進行極板更換，使用耐磨型的PEEK極板。機械結(jié)構(gòu)涉及聯(lián)動的頂絲、螺絲進行重點加固；潛山硬地層使用高溫陣列側(cè)向作業(yè)與數(shù)字微球（帶保溫瓶）組合。

聲波類儀器在測井作業(yè)中主要暴露的問題如下：耐溫異常，設(shè)備耐溫性能達不到設(shè)計175℃；通訊異常；皮囊氣侵鼓包。應(yīng)對措施：升級CPU板和DSP板上FPGA和DSP芯片內(nèi)程序；視作業(yè)井況，在常規(guī)保養(yǎng)中強制更換皮囊。

放射性類儀器在測井作業(yè)中主要暴露的問題如下：插針接頭絕緣性變差；測量值pe存在偏差。應(yīng)對措施：在使用前，對國產(chǎn)公插針和母插頭進行松緊度的拉拔力測試，測試通過才能進行正常使用。巖性密度測井儀可通過短源距高壓溫度補償調(diào)節(jié)方法，確保儀器在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。

井壁取芯類在測井作業(yè)中主要暴露的問題如下：高溫高壓井況，液壓馬達在鉆頭頻繁卡鉆后大負載下?lián)p壞；馬達動密封部位鉆取巖心時漏油，造成儀器內(nèi)部缺油，致使壓力失去平衡導(dǎo)致皮囊漏油，儀器灌漿；反復(fù)的鉆退鉆進，巖屑造成馬達導(dǎo)軌處導(dǎo)板片的固定螺絲斷裂。應(yīng)對措施：采用適宜井溫的高標號液壓油，降低粘卡概率；針對渤中19-6區(qū)塊類似作業(yè)井，提前和甲方監(jiān)督協(xié)商，最好按照先易后難、提前避開遇卡取芯段的方式進行取心作業(yè)，在提高收獲率的基礎(chǔ)上進行較難取芯點作業(yè)。

3 渤中19-6區(qū)塊測井作業(yè)高溫ESCOOL滿貫儀器簡介

隨著2019年中海油服自主研發(fā)的高溫ESCOOL滿貫儀器投入現(xiàn)場應(yīng)用后，高溫滿貫系列儀器已成功應(yīng)用二十余口作業(yè)井次，承擔了渤海油田所有高溫重難點井的滿貫作業(yè)。其中超過175℃的高溫井近10井次，作業(yè)最高井溫196℃。該系統(tǒng)融合電纜高速數(shù)據(jù)傳輸和井下總線高速通信技術(shù)，從地面采集系統(tǒng)到井下傳輸及測井儀器均進行了全新的設(shè)計和升級，實現(xiàn)最高1Mbps的數(shù)據(jù)傳輸，在實現(xiàn)常規(guī)作業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)上，提升了大數(shù)據(jù)量儀器的測井速度，有效縮短作業(yè)時間。該系統(tǒng)主要由三大部分組成地面采集系統(tǒng)、高速遙測系統(tǒng)和高速總線井下儀器。其中高速遙測系統(tǒng)主要由井下通訊模塊、TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、井下儀器總線控制模塊及方位和伽馬傳感器模塊組成。

4 結(jié)語

測井儀器在渤中19-6凝析氣田近四年的勘探中的應(yīng)用，前期測井作業(yè)時由于常規(guī)測井儀器設(shè)計雖然大部分都設(shè)計溫度是175℃，但電路上所使用的電容，二極管，芯片多為工業(yè)級及軍品級器件耐溫大多在125℃，并且部分儀器電路未放進保溫瓶，一旦井下溫度超過限定溫度，測井儀器就會出現(xiàn)大概率故障，即使儀器勉強工作，也會在日后出現(xiàn)一系列的故障。所以在測井作業(yè)前，一定要先了解測井環(huán)境因素，例如井溫，井深，地層的軟硬程度，是否含硫化氫等腐蝕性氣體。獲知相關(guān)信息后，提前備足相關(guān)配件，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，做到及時維修，確保設(shè)備的完好率。后期測井作業(yè)時高溫ESCOOL儀器選用了高溫器件及貼片電阻電容，并采用高溫的印刷電路板，重新優(yōu)化設(shè)計相關(guān)電路，升級了保溫瓶內(nèi)吸熱劑，儀器設(shè)計溫度達到205℃和235℃，滿足了現(xiàn)場測井作業(yè)的需要，不但破解了高溫作業(yè)難題，也打破了外方設(shè)備在高溫、高端測井領(lǐng)域的深度壟斷，后續(xù)為甲方在渤中21-2、渤中13-1區(qū)塊高溫高壓探井的勘探開發(fā)提供了可靠的地層資料。