水平井測井工藝技術及施工應用探討

包全喜

摘 要：鉆具輸送濕接頭水平井測井技術是目前各類大斜度井、水平井測井中運用最成熟的技術，施工要求測井時旁通不出表套，因此，在表層套管長度一定的情況下，水平段越長，對接測井次數越多。在油田水平井測井應用中發現，在對接次數大于4次，以及存在井涌、井溢風險的復雜水平井進行濕接頭測井施工時，存在水平段開泵循環對接成功率低、井控安全風險大、時效低、成本高等一系列問題。針對以上問題，提出了一種新的測井工藝方法，通過應用新型橋式濕接頭、柔性電纜連接器等對接工具，規范施工工藝流程，形成了橋式濕接頭水平井測井工藝技術，經過實際應用，取得良好效果。

關鍵詞：鉆具輸送；水平井測井；實際應用；測井工藝；工藝流程

1 常規濕接頭水平井測井現狀

油田水平井測井主要有鉆具輸送濕接頭測井和過鉆桿存儲式測井2種，其中80%以上的水平井采用鉆具輸送濕接頭測井。對油井水平井套管下深、濕接頭對接測井數據進行統計發現，水平段平均長度超過了920m，而表層套管平均下深不到300m，濕接頭測井平均對接槍次數達到4次。水平井測井時旁通不允許出表套，當濕接頭對接點在大斜度段或水平段時，必須依靠連接方鉆具開泵加壓循環泥漿泵送母槍，公母槍完成對接后拆除方鉆桿，再進行鉆具輸送測井。對接次數與完鉆井深、對槍點深度、表層套管下深之間的關系是

式中，Q為對接次數；E為水平段長度與表層套管長度的比值，即水表比；H為完鉆井深；a為第1次對接點深度（井斜小于32°），b為表套長度。

當水表比E>1時，需多次開泵加壓循環泥漿進行泵送對槍，隨著對接次數的增加，測井一次成功率大幅下降。總結分析認為主要有4方面原因。

（1）泵送對接對鉆機性能要求高。受對接點深度、泥漿比重、黏度及沉沙等影響，在水平段大于800m的井中，為保障對接成功，泵送母槍的速度控制在3600～2400m/h，泥漿泵泵壓應不小于12MPa，在實際施工中，因鉆機性能不穩定，泵壓不夠使泵送速度達不到要求，導致對接失敗的概率達到12%以上。

（2）在大斜度或水平段泵送對接時受井況及泥漿性能影響大。受重力影響，泥漿中雜物（如堵漏劑、巖屑、編織袋等）容易沉積，泵送時異物填埋公槍或進入母槍內，造成對接失敗，甚至損壞工具，導致起鉆返工。

（3）泵送對接井控安全風險高。開泵加壓循環泥漿容易導致井壁垮塌，致使井筒不暢，造成計劃外通井。據統計，泵送濕接頭水平井測井通井率達到了17%以上，平均通井耗時大于26h，導致測井時間長、效率低，延長了完井周期。高壓泥漿流作用容易導致低壓層被壓漏，泥漿漏失，井筒壓力失衡造成井涌井噴事故。在超前注水區，因井筒壓力大，部分

井段需要重泥漿平衡，循環對槍使重泥漿流失，容易誘發井涌溢流事故。

（4）泵送對接需鉆井隊緊密配合，工序多，耗時長，成本高。在大斜度段和水平段進行對接時，每次對接都需要鉆井隊安裝泥漿濾網、接方鉆桿，開泵加壓循環泥漿，對接成功后拆除方鉆桿、泥漿濾網，再進行鉆具輸送測井，單次泵送對接耗時2h以上，安裝和拆卸鉆具過程中，還存在井口處夾傷電纜的風險。

2 橋式濕接頭水平井測井技術

橋式濕接頭水平井測井技術是以鉆具輸送濕接頭測井技術為基礎，結合電纜短節對接法提出的將對接點延伸至直井段，依靠工具重力、慣性對接，省略泵送對槍環節，實現水平井直井段多次對接的一種新的水平井測井工藝技術。

2.1 橋式濕接頭水平井測井原理

橋式濕接頭水平井測井是通過選用一段通斷絕緣良好的電纜短節（一端接柔性電纜連接器，便于在滾筒上攜帶電纜短節；另一端接常規電纜連接器，連接母槍），在施工時，首先將下井儀器串通過鉆具輸送至對槍位置處（井斜小于32°），將連接好母槍的電纜短節與下井儀器串對接，完成一級對接后，將帶有柔性電纜連接器的電纜短節另一端與橋式濕接頭對接工具連接，使二級對接點延伸到直井段，施工時無需開泵加壓循環泥漿，僅依靠工具重力、慣性實現濕接頭公、母槍對接，鉆具輸送完成測井

2.2 關鍵技術及革新

橋式濕接頭水平井測井工藝技術核心是通過選取合適長度的電纜短節，并合理應用柔性電纜連接器、橋式濕接頭工具，使對接點始終保持在井斜小于32°的井段內。

2.2.1 電纜短節長度計算方法

電纜短節長度是指連接橋式濕接頭與常規濕接頭之間的電纜長度。電纜短節的長度要根據井身結構進行計算，首先應滿足32°井斜以下至井底的距離要小于32°井斜以上至井口距離，才能保證橋式濕接頭、常規濕接頭分別對接時均處于井斜小于32°的井段內實現直井段多次對接。計算電纜短節長度時要加上每次對接測井時保證資料完整的曲線重復距離（不小于20m），結合實際得出電纜短節長度計算方法

H-a-b≤L≤a-100（3）

式中，L為電纜短接長度；H為完鉆井深；a為第1次對接點深度（井斜小于32°）；b為表套長度。施工前首先要選擇通斷絕緣良好的電纜制作電纜短節，根據井身結構計算電纜短節長度，如井深3200m，表套300m，井斜32°時井深為2000m，通過式（3）計算得出電纜短節選擇范圍為1200≤L≤1900m。確定了電纜短節的長度后，將電纜短節用柔性電纜連接器連接上載到測井車的滾筒上。施工完成后將電纜短節卸載到便攜式滾筒上備用。

2.2.2 柔性電纜連接器的使用方法

柔性電纜連接器主要用于滾筒攜帶電纜短節，和對槍時電纜連接器能安全順利通過天地滑輪。柔性電纜連接器是在電纜連接器外殼上加工“Ω”形間隙縫，每2段間可彎曲一定角度，4處“Ω”型縫組成一組，可使柔性電纜連接器彎曲度達到10°～12°，與滑輪槽緊密貼合，使電纜連接器在受力均衡的情況下通過天地滑輪，避免了應用常規電纜連接器時出現的易折斷情況，可實現不中斷連續測井。

2.2.3 橋式濕接頭連接方法

橋式濕接頭由公槍短節和防轉短節2部分組成。公槍外壁設計有定位環，用于連接公槍短節的外殼；防轉短節內設計有防轉套，可避免外殼與鉆具連接時公槍一起旋轉導致電纜打紐。現場施工時，先將下井儀器、常規濕接頭工具的公槍總成連接于鉆具底部，開始下放鉆具。鉆具下深一般比電纜短節長度短8～12m（該數據為經驗數據），既方便電纜短節連接橋式濕接頭，又方便電纜短節超出鉆具長度部分電纜在連接后沉沒于鉆具水眼中。

3 應用效果評價

油田A井首次應用橋式濕接頭水平井測井工藝技術進行施工。該井井深2898m，水平段長1248m，1220m處井斜34°，選用1230m的電纜短節，施工中均一次對接成功，水平段測井用時7h，取得合格資料，較常規濕接頭測井工藝節約近3h。目前已應用橋式濕接頭工藝測井16口，對測井時效、作業一次成功率等數據進行統計，采用常規濕接頭工藝測的21口井進行對比。測1口水平井平均對接4次，單井節約占井時間3.8h；對接4次以上的井測井一次成功率提高了17.7%。采用常規濕接頭工藝測的21口井，水平段通井4次，通井率19.02%，平均野外測井時間22.7h；采用橋式濕接頭工藝測的16口井均未出現通井，平均野外測井時間39.2h，節約了13.2h。與常規濕接頭測井技術相比，橋式濕接頭測井具有4個特點。

4結論

（1）經過實際應用，橋式濕接頭測井技術能夠滿足表套短、水平段長、泥漿泵壓低、井控風險高的復雜水平井測井施工要求，測井流程更加優化，時效更高，成本更低，是一種新的水平井測井工藝技術。

（2）新型對接工具橋式濕接頭與鉆具連接方便，電氣性能良好，符合測井需求。

（3）柔性電纜連接器能夠順利通過天地滑輪，使電纜短節與作業隊電纜連接方便，便于攜帶，安全性能良好。

（4）該技術的應用進一步提升了復雜水平井測井能力。

參考文獻：

[1]吳沁軒，陳猛，蔣瑋，等.濕接頭水平井測井常見問題分析及預防措施[J].國外測井技術，2015（2）：58-60.