免吊裝測井工藝優化的研究

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司 黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

隨著油田開發不斷深入，日益復雜的井場條件、雨雪等惡劣天氣，較大地影響了測井施工的正常進行，甚至無法及時、有效地向甲方提供測試資料。近年來國際油價低位運行，措施成本空間緊縮，也要求采取有效措施，降本減耗來應對復雜多變的新形勢。免吊裝測井工藝是一種有效的技術，它在液壓技術和機械技術相結合的應用條件下，既克服地形影響，又減少了井架車的損耗，提高了質量和效率。

1 免吊裝測井工藝和技術綜述

免吊裝測井工藝和技術的應用，其具體測井作業原理為：免吊裝測井防噴裝置采用遙控操作電動液壓泵，實現防噴裝置的自動舉升和降落，不再配用井架車吊裝。測井設備僅需1臺儀絞車和1臺裝有免吊裝防噴裝置的工具車，相對于使用井架車測井施工，既減少了1臺井架車，又減少了井架車的折舊、材料、油料、維修和機加等費用。

2 免吊裝測井工藝技術的應用與改進措施

2.1 免吊裝測井工藝的原理

免吊裝測井裝置由溢流回注系統[1]、遙控舉升降落系統、液壓折疊支座、防噴系統組成，如圖1所示，在注入剖面測井施工時無需吊車吊起，利用液壓折疊立管臂實現防噴管自動舉升、降落，利用溢流回注系統實現溢流液實時等量自動回注的密閉防噴裝置。

其中溢流回注系統由回注泵、溢流緩沖箱、過濾器、控制電路、操作面板、回注管路等組成，實現溢流液的實時自動回注。

圖1 免吊裝測井井口設備示圖

遙控舉升降落系統由電動液壓泵、液壓折疊立管臂、限位自鎖控制器、液壓傳輸管路組成，實現防噴管舉升、降落，如圖2所示。

圖2 免吊裝測井井口安裝及配套工具

2.2 免吊裝測井優勢

免吊裝測井工藝在我單位推廣至今，共完成200余井次測井任務，對于傳統的井架車測井施工，免吊裝測井工藝具有以下幾個優勢：

1)設備方面。僅需1臺儀絞車和1套免吊裝防噴裝置，比以前施工減少了1臺井架車，節省了井架車使用的相關費用。

2)安全環保方面。由回注裝置將溢流液體實時自動回注到井筒中，不產生廢水廢液，節省了廢液回收處理的相關費用。

3)方案利用率方面。免吊裝測井施工無需井架車，對于那些井架車無法靠近的井場也能滿足施工條件。很多以前不滿足施工條件的問題井都能測井施工，明顯提高了測井方案利用率。

3 免吊裝測井工藝改進

3.1 優化和改進測井設備

在現場使用過程中，進行了如下改進：

1)防噴系統優化。原有防噴盒[2]長度過長，每當班組需要使用不同直徑電纜轉換測井項目時，由于老式多級防噴盒太長無法固定在滾筒上，就需要進行剁電纜、做電纜頭、校電纜等一系列額外操作，這些額外操作的工作量相當于一次同位素吸水剖面測井。

經過和廠家反復溝通，并進行了一系列改進，將老式防噴盒改為分體式防噴盒，使其能夠固定在絞車滾筒上，如圖3所示。使用改進后的新型防噴盒就無需進行剁電纜、做電纜頭、校電纜等一系列額外操作。假設大隊每年有200次需要更換電纜的情況，就相當于節省了200井次同位素吸水剖面測井，合計為400萬元產值。

圖3 優化后的防噴盒

2)防噴管固定崩繩優化。免吊裝測井施工過程中，防噴管在承載后會向儀絞車方向傾斜，需要使用崩繩提供反向拉力，使防噴管始終保持豎直。

免吊裝測井工藝試驗之初，廠家提供一根崩繩來固定防噴管。安裝井口時，必須保證崩繩與電纜運行方向一致，才能完全抵消電纜產生的拉力。實際生產過程中，受井場條件所限以及采油樹結構[3]限制，安裝井口的過程中并不能完全滿足這一條件，當電纜拉力過大時，防噴管就存在傾倒的安全隱患。

發現問題后，我們根據三角形結構的穩定性，將固定崩繩由一根改為兩根。安裝井口時，可以最大限度地規避井場條件所限以及采油樹結構限制，抵消電纜的拉力，消除防噴管傾倒的安全隱患，如圖4所示。有關受力情況可簡化計算得出。

圖4 采油樹受力示意圖及安裝示意圖

在現場施工應用兩根崩繩的情況下，其中一根拉力與水平線夾角一般在30°～60°之間。

當夾角為30°時，如圖5所示，設電纜等效拉力最大為F，單根繩拉力F0與兩根繩拉力之一F1夾角為30°,在單根繃繩時等效拉力F0=F，F1、F2受力分析如圖6所示。

圖5 夾角為30°時受力示意圖

圖6 夾角為30°時受力分析

(1)

(2)

(3)

當夾角為60°時，如圖7所示，設電纜等效拉力最大為F，單根繩拉力F0與兩根繩拉力之一F1夾角為60°,在單根繃繩時等效拉力F0=F，F1、F2受力分析如圖8所示。

圖7 夾角為60°時受力示意圖

圖8 夾角為60°時受力分析

(4)

F0=F=2FX=F1

(5)

F1=F0

(6)

3.2 深化認識進行工藝優化

3.2.1 現存工藝問題

施工工藝優化前，班組現場施工均采用廠家教授的施工工藝。在試驗過程中，現場技術人員對比目前在用的同位素吸水剖面測井工藝，發現免吊裝測井工藝[5]存在以下幾個問題，見表1。

表1 兩種測井工藝現場施工對比

1)設備安裝時間長

根據現場寫實統計，全部安裝過程總計60 min；

2)施工人員受照射時間長

根據現場寫實統計，從釋放器取出鉛罐到井口安裝完畢，共計25 min，照射時長為正常同位素吸水剖面測井施工的3倍；

3)施工人員受照射人數多

取出釋放器后，在設備安裝的過程中，井口所有施工人員都會受到放射性照射。

3.2.2 問題分析及解決方案

產生這些問題的主要原因有：

1)免吊裝測井工藝是新工藝，新的施工方法和井口配套工具設備較多，員工還未熟練掌握，導致安裝時間過長。

2)取出釋放器，連接完畢后，防噴管仍然處于水平放倒狀態，還有許多后續工序需要多名員工相互配合完成，導致人員受照射時長過長以及受照射人員偏多。

針對這些問題，技術人員對免吊裝測井工藝和同位素吸水剖面測井工藝進行詳盡對比分析，提出以下解決方案：

1)對免吊裝測井工藝流程進行合理的重組優化，以提高生產效率。

2)采用同位素吸水剖面測井先吊裝防噴管后安裝釋放器的方法，對免吊裝測井工藝優化，來減少人員照射時長及受照射人員數量。

經過多口井反復試驗。工藝優化后，根據現場寫實統計，安裝過程縮短到45 min，對比優化前，安時長縮減了1/4，提高了工作效率；井口照射時間縮短到10 min，井口受照射人員減少為1人，對比分析可知，工藝優化后縮短了施工人員受照射時間和受照射人數，有效減少了員工的工作風險，提高了員工身體健康保障，優化前后施工時間對比如圖9所示。

圖9 優化前后施工時間對比

免吊裝測井工藝工序優化前和優化后流程分別如圖10所示。

圖10 免吊裝測井工藝流程圖

4 結 論

綜上所述，免吊裝測井工藝較為成熟和完善，在應用實踐中取得了較好的應用效果，能夠克服惡劣地形的影響，進行疑難井施工，顯著提高了方案利用率。文章中提出的測井設備和測井工藝等相關優化措施，經現場施工檢驗，可以有地的減少生產成本，提高生產效率，提高了員工健康保障，減少了員工工作風險，有效地助力了免吊裝測井工藝的完善及試驗推廣。