YST—48R無線隨鉆儀在超密集叢式井組中的應用

劉洪亮　陶鑫　范維新

【摘 要】YST-48R隨鉆測量儀組裝靈活、測量精度高，可加裝伽馬測量短節，用于大斜度井和水平井中配合動力鉆具組成導向鉆井系統，能提高井眼軌跡的控制精度和鉆井的速度效益。本文通過該儀器在埕島油田某超密叢式井組施工情況分析，總結出了一系列施工經驗，為石油鉆井提速、提效，降低生產成本，有效規避風險以及提高測量成功率提供技術支持。

【關鍵詞】隨鉆測量儀；磁干擾；叢式井

1 儀器情況

1.1 YST-48R工作原理簡介

YST-48R是一種可打撈式的正脈沖無線隨鉆測斜儀，它是將傳感器測得的井下參數，按照一定的方式進行編碼產生脈沖信號，脈沖信號控制伺服閥閥頭的運動，利用循環泥漿使主閥閥頭產生同步運動，控制主閥閥頭與限流環之間的泥漿流通面積。地面上采用鉆井液壓力傳感器檢測來自井下儀器的鉆井液脈沖信號，通過地面數據處理系統進行解碼，將所得的井下參數顯示在計算機軟件及司鉆顯示器上。

1.2 YST-48R主要技術特點

在施工前，可將該儀器工作模式中的各序列進行更改，以滿足不同地區的工況和要求。定向探管及伽馬探管均具有數據存儲功能，且存儲量大。在鉆井液脈沖傳輸出現問題時，可將儀器取出，讀取相應數據，從而獲得井眼軌跡數據和地質參數；該儀器地面數據處理系統抗干擾能力強。所有地面數據傳輸均采用專用防干擾電纜，并且可從操作間的PC機直接向遠程數據處理儀發送中（英）文信息，指導司鉆作業；該儀器井下循環套外徑分別為Φ95mm、Φ79mm、Φ60mm，配合不同型號的限流環、主閥頭和定向接頭，可使儀器在不同井眼尺寸（120mm-444.1mm）和鉆井液排量（10-55L/s）條件下施工。同時，該儀器配套的膠翼扶正器可根據不同的無磁鉆鋌內徑進行切削，保證儀器在鉆具水眼內居中；可根據施工需要，加裝伽馬短節和電阻率短節，滿足水平井地質導向的施工；該儀器定向探管使用石英加速度計，測量精度高，抗干擾能力強；該儀器配有專用打撈設備，當井下出現卡鉆、井漏等事故時，可及時將儀器取出，減少損失。

1.3 YST-48R主要性能指標

定向探管的井斜0-180°（±0.1°），方位0-360°（±1.0°），工具面0-360°（±1.0°）；伽馬探管的探測范圍0-500API，測量精度±3API，垂直分辨率優于130mm；抗壓筒外徑Φ48mm，鉆井液信號強度20～100PSI，儀器壓降50～200PSI。

2 項目情況

埕島油田埕北區塊256井區，主要含油層位為明化鎮組7砂組，為曲流河沉積。儲層巖性以粉、細砂巖為主，高孔高滲，常溫常壓，常規稠油，為巖性構造油氣藏。埕北256-258井區明化鎮組油藏未投入開發，相鄰區塊埕北243塊總井數8口，目前生產明化鎮組油井開井3口，日油能力21.8t/d，累產油28.4×104t。因此在256井組共布井40口，該叢式井組造斜點高137m～490m，有14口井需要表層定向，全部16口井控制在方位50.25°～158.75°范圍內，井間距為1.8m×1.8m，屬于超密集叢式井組。

鉆井工程設計中，一開鉆具結構：Ф444.5mm鉆頭+Ф244 mm1.5°單彎偏心動力鉆具+ 631×630 回壓凡爾+ 631×630 定向接頭+Ф203.2 mm無磁鉆鋌+631×410配合接頭+Φ127mm 加重鉆桿×15柱+Ф127mm鉆桿。一開鉆井液性能：一開使用海水膨潤土漿鉆井液體系，為確保井壁穩定及大井眼攜砂，配漿開鉆，鉆井液密度由1.05g/cm3逐步提升到1.10g/cm3，馬氏漏斗粘度為（30～40）s，鉆進中采用低濃度的聚合物溶液維護。

3 YST-48R的應用情況

3.1 施工中的影響因素：A）一開為Φ444.5mm的大井眼，而無磁鉆挺外徑為Ф203.2mm，上部的加重鉆桿外徑為Φ127.0mm，井眼環空間隙120.6mm。在排量高達50L/s、表層200m左右就要定向的情況下，整串鉆具振動非常劇烈。若該振動頻率恰好與儀器信號同頻產生共振，將對儀器壓力脈沖的傳輸造成極大的影響，甚至影響壓力傳感器收集正常脈沖信號，導致地面設備無法正常解碼井下數據。與此同時，鉆具強烈的振動考驗儀器的抗震性能。B）一開鉆井液排量大，且為大循環不經過固控設備。鉆井液含砂量高，對儀器扶正器、脈沖發生器等沖刷非常嚴重。鉆桿濾清器無法過濾的細小巖屑，極易堵塞儀器驅動總成，造成儀器無信號。C）該井組井間距為1.8m×1.8m，提前打樁下入的20根隔水管形成一個巨大的磁干擾源。

3.2 應對措施

A）鉆井液采取“五級”凈化控制鉆井液的固相含量，以防止鉆井液中的雜質、有害固相顆粒堵塞井下儀器。B）在儀器定向接頭下部接單向閥，防止鉆井液倒返。C）通過改變限流環與主閥頭的配比，提高儀器初始正脈沖強度，增強壓力脈沖在向上傳輸過程中的抗干擾能力和抗衰減能力。D）在使用過程中，經常檢查使用過的扶正器膠翼，如果有斷裂或欠尺寸，應及時更換。E）表層預定向時，通過設置提高儀器測量磁環境的精度，力求最快識別無磁干擾環境，盡快實現表層預定向。

3.3 應用效果

A）2013年7月至11月，該井組已完工4口井。4口井儀器累計下井時間532.2h，總進尺9452.5m。儀器測量成功率100%。由于措施得當，配件沖刷情況并不嚴重，沒有出現配件報廢的情況。B）磁干擾問題。在CB256A-2井的設計中，前期已樁入20根隔水管，每根深度73.5m。該井設計造斜點110m，從臨井數據表和井口布置方式圖可看出：CB256A-7井與CB256A-2井間距5.69m，根據經驗，這個距離套管和隔水管不會對CB256A-2井表層預定向施工造成磁干擾；CB256A-6井與CB256A-2井間距3.6m，此距離將會對儀器造成輕微磁干擾；CB256A-1井與CB256A-2井間距4.03m，此距離造成的磁干擾也不會對其造成太大的影響；CB256A-2井隔水管對其造成磁干擾。YST-48R儀器測點距離鉆頭13.8m，加上經驗數據3.5m和隔水管深度73.2m，預計在井深90m后，磁干擾會消除。在CB256A-2井施工中，從儀器測得的磁干擾情況可看出，在鉆至113.31m，儀器測量深度99.01m時，儀器所處磁環境良好，可以滿足定向測量的要求。此時與設計造斜點110m，僅落后3.31m，對現場施工影響不大，比預計磁干擾消失的井深落后了20m。

4 結論與建議

4.1 實踐證明YST-48R能夠在Φ444.5mm井眼震動、大排量工況下良好工作。無論是控制鉆井液參數，還是提高儀器信號強度，都是保證其成功完成測量的前提。

4.2 在超密度叢式井施工中，一定要提前做判斷，并盡量提高儀器測量精度，以便及時判斷儀器有無磁干擾，為施工爭取寶貴時間。

4.3 YST-48R在埕島油田超密集叢式井組的實際施工，表明該儀器完全勝任該類型井的施工任務。但在施工過程中，仍要力求小心謹慎。熟悉該儀器的性能指標，做好預判，將各類影響因素降至最低。

4.4 在大排量沖刷的工況下，儀器扶正器膠翼經常被沖壞，建議選用高強度、耐沖刷材料。

[責任編輯：曹明明]