小井眼水平井測井難點(diǎn)及技術(shù)對策研究

孫鳳濱

摘 要：隨著油氣資源的不斷開發(fā)，淺層及其它易開發(fā)的油氣資源越來越少，開發(fā)難度大的砂礫巖、超深儲層越來越多。面對研究地區(qū)超深、高溫、井漏等測井施工難點(diǎn)，通過開展工藝研究和實(shí)際應(yīng)用，形成了一套針對該地區(qū)的水平井測井工藝和配套技術(shù)，進(jìn)一步提升了復(fù)雜水平井測井能力。該工藝技術(shù)實(shí)施后，鉆具輸送測井一次成功率由45%提升到89%，應(yīng)用效果顯著。

關(guān)鍵詞：油氣資源；超深小井眼；測井施工；工藝技術(shù)；水平井；儀器選擇

研究地區(qū)是油田增儲上產(chǎn)的重要陣地，目前，受該區(qū)超深、高溫、井漏等復(fù)雜條件限制，水平井鉆具輸送測井一次成功率較低。通過開展對水平井測井工藝技術(shù)研究，形成了一套針對井眼準(zhǔn)備、儀器和水平井工具、井控工藝三方面的配套技術(shù)措施。通過現(xiàn)場實(shí)踐，鉆具輸送測井一次成功率由45% 提高到89%，應(yīng)用效果顯著。

1 研究地區(qū)測井現(xiàn)狀

目前，研究地區(qū)水平井測井主要有鉆具輸送測井和存儲式測井2 種工藝，存儲式測井工藝受儀器設(shè)計(jì)上的局限性，取得的資料無法滿足儲層精細(xì)評價的要求，常規(guī)的濕接頭水平井工藝受以下因素影響，導(dǎo)致測井施工一次成功率偏低。

（1）該區(qū)大斜度井、水平井平均完鉆井深超過 7700m（目前最深達(dá) 8754.2m），實(shí)測井底溫度在 155-160℃左右。由于儀器傳輸時間較長，儀器在高溫環(huán)境下停留時間過長，導(dǎo)致儀器性能下降。研究地區(qū)超深、高溫條件對儀器的耐溫性能提出了更高要求。

（2）該區(qū)水平井目的層主要為 120.65mm、149.2mm 井眼，實(shí)鉆全角變化率達(dá) 25～30°/30m，為了保證儀器串能順利通過造斜率大的井段，工區(qū)內(nèi)主要使用公式[1]計(jì)算儀器串的最大剛性長度。

式中 R 為井眼曲率半徑（R=5729.66/B，B 為每 100m 井斜變化率），單位為 m，Bit 為鉆頭尺寸，單位為 m，OD 為最大儀器外徑，單位為m。在 120.65mm 井眼條件下，允許的儀器串鋼性長度僅有約 4-6m，而常規(guī)的儀器串標(biāo)準(zhǔn)組合長度超過 30m，高溫小井眼儀器串長超過 40m，對儀器串的組合方式有很大的局限性。

（3）非標(biāo)鉆具因在提速增效上的優(yōu)勢在研究地區(qū)得到廣泛應(yīng)用，也限制水平井工具的使用。目前，工區(qū)主要使用的均為標(biāo)準(zhǔn)扣型的旁通短節(jié)、公頭外殼，受下部鉆具水眼、非標(biāo)鉆具扣型等因素限制，現(xiàn)有的水平井工具均無法使用。例如某A井目的層井眼為 120.65mm，下部 3 1/2”非標(biāo)鉆具水眼僅有41mm，上部為 4”非標(biāo)鉆具，濕接頭母頭總成（工區(qū)最小外徑為46mm）、旁通短節(jié)等均無法使用，需要更換油管進(jìn)行測井作業(yè)，考慮油管強(qiáng)度受限，耗時較長，被迫選擇免測。

（4）該區(qū)目的層位為奧陶系中統(tǒng)一間房組、中下統(tǒng)鷹山組，目的層儲層裂縫、孔洞極其發(fā)育，大部分井目的層鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)漏失，溢流等復(fù)雜情況，給測井作業(yè)帶來很大的井控風(fēng)險。

2 測井工藝及配套技術(shù)

2.1 井眼準(zhǔn)備

井眼是否通暢是鉆具輸送測井能否成功的關(guān)鍵。通過不斷摸索，形成了針對該地區(qū)的通井措施：完鉆后循環(huán)鉆井液至振動篩上無巖屑，短起至套管鞋，再下至井底循環(huán)鉆井液兩周以上，起鉆進(jìn)行測井作業(yè)。同時，對阻卡井段進(jìn)行劃眼處理，并進(jìn)行短起下驗(yàn)證。對于 120.65mm 井眼，應(yīng)用稠漿充分洗井，將硬質(zhì)雜物帶出。對于井漏無法建立循環(huán)的井，也應(yīng)要求現(xiàn)場進(jìn)行干通作業(yè)。

2.2 測井安全作業(yè)時間

目前，工區(qū)主要用油氣上竄速度法計(jì)算測井安全穩(wěn)定時間，但結(jié)合研究地區(qū)井漏伴隨油氣顯示活躍的特點(diǎn)，無法準(zhǔn)確求取油氣上竄速度。推薦采用“靜止法”求取測井安全作業(yè)時間（即靜止一個測井周期觀察井內(nèi)是否穩(wěn)定）。對于持續(xù)漏失的井，現(xiàn)場應(yīng)準(zhǔn)確求取漏失速度，并根據(jù)漏失速度確定測井過程中的灌漿量。在測井施工前，應(yīng)充分進(jìn)行循環(huán)排氣處理，保證井眼穩(wěn)定。同時，應(yīng)實(shí)時對井口液面情況進(jìn)行監(jiān)測。對于測井井控風(fēng)險較大的井，應(yīng)縮短液面監(jiān)測時間間隔。

2.3 儀器和水平井工具

2.3.1 儀器串組合

考慮該區(qū)水平井井眼曲率較大，儀器串剛性長度較短，在進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)拆短儀器串、分趟測量，合理加裝柔性短節(jié)的原則，以保證儀器能夠順利通過井眼曲率大的井段。儀器串組合中聲系、柔性短節(jié)等是儀器串受力脆弱部位，在計(jì)算柔性短節(jié)數(shù)量時，應(yīng)考慮儀器本身的柔性，盡量少用柔性短節(jié)。

2.3.2 儀器選擇

目前，工區(qū)儲備了耐溫 260℃的高溫小井眼儀器和耐溫200℃常規(guī)高溫儀器兩種，但兩種儀器均帶保溫瓶，在長時間傳輸儀器過程中，儀器內(nèi)部溫度上漲過快，導(dǎo)致儀器性能快速下降。結(jié)合工區(qū)施工成功經(jīng)驗(yàn)，推薦使用耐溫 175℃、不帶保溫瓶的原裝進(jìn)口 EXCELL2000 系列儀器，同時，在傳輸施工前，建議先纜下儀器檢查儀器狀態(tài)，確保儀器工作正常。

2.3.3 設(shè)計(jì)小直徑棒式水平井工具

針對濕接頭母頭總成外徑受鉆具水眼內(nèi)徑限制的問題，工區(qū)研制了新一代小直徑棒式水平井工具，相比傳統(tǒng)的濕接頭水平井工藝，改進(jìn)了以下工藝技術(shù)（1）將濕接頭母頭總成外徑縮小為 34mm，使其適用于工區(qū)目前所有的鉆具水眼，不用再施工時更換油管進(jìn)行傳輸作業(yè)；（2）在公頭總成上部設(shè)計(jì)單項(xiàng)過濾結(jié)構(gòu)提高對接一次成功率。在儀器傳輸過程中，單項(xiàng)過濾結(jié)構(gòu)可阻止環(huán)空雜物在公針處堆積造成對接失敗；在開泵循環(huán)時，可將水眼中的固相物質(zhì)通過公頭外殼循環(huán)孔循環(huán)出去。

2.3.4 旁通短節(jié)和公頭外殼的選擇

目前，在工區(qū)使用了幾十種扣型不同的非標(biāo)鉆具，給旁通短節(jié)和公頭外殼的配備帶來極大的不便。針對此種情況，推薦由現(xiàn)場提前準(zhǔn)備相應(yīng)扣型的轉(zhuǎn)換接頭，并保證接頭抗拉強(qiáng)度滿足施工要求。

2.4 鉆具輸送測井井控工藝

在鉆具輸送測井過程中，井口鉆具和電纜是同時存在的，若井內(nèi)起壓時，可迅速關(guān)閉環(huán)型防噴器進(jìn)行平推壓井作業(yè)（工區(qū)通過現(xiàn)場試驗(yàn)，在電纜受力時，環(huán)型防噴器在高、低壓情況下均可實(shí)現(xiàn)對鉆具和電纜的密封）。同時，考慮環(huán)型防噴器不能長時間關(guān)井，工區(qū)設(shè)計(jì)了一種電纜快速固定裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)快速將電纜固定在鉆具本體上后，直接剪斷電纜進(jìn)行關(guān)井、壓井作業(yè)。若關(guān)閉環(huán)型防噴器無法控制井口，可迅速固定、剪斷電纜后關(guān)閉半封閘板防噴器進(jìn)行壓井作業(yè)，保證鉆具輸送測井過程中的井控安全。

3 結(jié)語

面對研究地區(qū)超深、高溫、井漏等測井施工難點(diǎn)，通過開展工藝研究和實(shí)際應(yīng)用，形成了一套針對該地區(qū)的水平井測井工藝和配套技術(shù)，進(jìn)一步提升了復(fù)雜水平井測井能力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該工藝技術(shù)實(shí)施后，鉆具輸送測井一次成功率由45%提升到89%，應(yīng)用效果顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建龍， 溫偉， 劉衛(wèi)東. 順北1-4H井超深小井眼中短半徑水平井鉆井難點(diǎn)及技術(shù)對策[J]. 探礦工程（巖土鉆掘工程）， 2018（04）：22-27.