水平井固井質量測井施工工藝分析

吳依東 張光洲 馬營

摘要：隨著我國油氣勘探開發及試采技術的不斷提高，鉆井設備性能的大幅提升，大斜度井、水平井在現階段油田開發中已經成為常態。水平井固井質量的好壞影響著油氣井的開采率和壽命，然而在水平井測井過程中儀器無法靠自身和電纜的重力到達目的層段。因此水平井固井質量測井需要借助特殊工藝來完成。目前常用的水平井固井質量測井工藝主要有三種：濕接頭鉆具傳輸測井工藝、爬行器輸送測井工藝、無纜存儲式傳輸測井工藝。各種工藝都有其自身屬性，測井現場需要根據井深結構選擇合適的施工工藝。

關鍵詞：水平井;固井質量;測井;工藝

引言

國內石油開采業的發展如今正面臨著開采環境越來越差的問題，許多油藏因為自身的儲層物性和埋藏深度比較特殊，所以無法應對直井開采要求。對此有必要利用水平井鉆井開采技術，這種方法能夠很好的控制生產成本。當然該技術的應用需要考慮鉆井液驅替效率、下套管串以及井眼狀況差一類的狀況。以上問題對于水平井固井質量的影響十分突出，會導致施工效率降低。為了解決這一情況就需要加強水平固井技術研究，提升技術水平，保障水平固井技術能夠發揮最大價值。

1水平井固井施工技術

（1）井眼凈化

為了確保套管能夠順利到達井下位置就需要做好井眼凈化工作。套管下入之前需要根據有關規定組織生產，要嚴格控制通井作業內容和部分。水平井的造斜段、水平井段以及阻卡井段要使用劃、沖一類的方法確保水平井井眼足夠通暢。實踐中要根據具體情況使用短起下鉆與分段大排量循環結合方法提升井眼規則性。除此之外這種做法還能夠破壞井下的堆積巖屑床。在鉆頭到達井底之后要盡量增加鉆井液循環力度，以免振動篩出現砂子這種物質。要確保井底的碎屑能夠被鉆井液運送到地表。對于水平井大斜度和水平段，可以用下放塑料球的方法，通過這種手段控制套管摩擦阻力。

（2）套管設計

①彎曲半徑。通常來說水平井造斜段的井眼曲率非常高，為了保障下管順利就需要精準精算彎曲半徑，確保彎曲半徑小于井眼的彎曲情況，確保套管下入順利。②阻力監測。鉆井過程中套管下入會受到彎曲井段局部阻力帶來的井壁、套管摩擦力。水平井全角變化對于局部阻力的影響十分明顯[2]。全角變化受水平井經驗影響。套管下入過程需要考慮其和井壁的摩擦系數問題。引發摩擦的原因很多比如井眼巖屑床、泥漿等等。摩擦系數的計算十分復雜，屬于綜合性系數。一定要經過測試、對比與分析后判斷摩擦系數，不斷修正與調整，保障準確性，確保套管下放順利。

2影響水平井固井質量因素分析

2.1存在巖屑床、膠結質量差

水平井鉆井中一個最大的安全隱患就是存在巖屑床，無論采取何種方式進行鉆井施工，巖屑床都會存在，只不過巖屑床形成的厚度不同而已。巖屑床不僅對水平井鉆井影響大，對水平井固井的影響也是非常大的，雖然在下套管固井之前已采取了一系列技術措施，如模擬套管串結構的通井、大排量洗井、在有阻卡井段進行充分劃眼等等，但是仍然沒有完全破壞巖屑床，這些沒有被破壞攜帶出井筒的巖屑床和巖屑顆粒不僅影響水泥漿的頂替效率，同時還會影響水泥漿與井壁之間的膠結質量，影響水平井固井的質量。

2.2套管居中

由上述分析知道，在水平井的水平段施工中會形成窄環空，從而使得在水平井的水泥漿注替環節靠近井眼下側的位置鉆井液以及水泥漿的驅替效率相對較低，而且也經常會出現竄槽的現象，使得固井的質量也受到嚴重的影響。而由于套管受重力影響比較大，扶正器也會出現嚴重的收縮變形現象，從而使得套管的居中效果不夠理想，因此，需要對彈性扶正器要不斷地提升其強度系數，這樣就能夠極大地增強其自身的支撐力，同時最大程度地減少扶正器因為重力作用的影響而產生的收縮以及變形量，另外，合理地利用剛性較強的扶正器能夠極大地增強其對套管的支撐力，同時也能直接提升套管的居中性。但是扶正器剛性的不斷增強會導致套管在下入的過程中受到的摩擦力大幅增加，又為套管下入帶來了新的問題，為了有效地解決上述問題，可以在扶正器設計的過程中采取扶正器剛性、彈性交替放置的形式。這樣既能充分保證套管的居中性，同時又能有效地減少套管下入過程中產生的摩阻問題。

3水平井固井質量測井施工工藝

3.1濕接頭鉆具傳輸測井工藝

濕接頭鉆具傳輸測井工藝現場施工主要分為五個步驟。第一步：把測井儀器通過水平井工具連接到鉆具底部，然后通過鉆具把測井儀器下到目的層深度;第二步：將電纜穿過旁通短節，電纜頭連接好濕接頭的母槍，正確連接旁通短節及輔助工具。第三步：下放電纜，準備濕接頭正常對接，確認對接成功之后，供電檢查井下儀工作狀態，做好測井準備。第四步：接鉆具按照測井速度要求開始下測井，完成下測之后再進行上測。第五步：測井完成之后拔脫濕接頭，收完電纜，井隊起出鉆具之后井口拆卸測井儀器。濕接頭鉆具傳輸測井工藝能夠滿足所有井斜的井型，包括下侵井眼（井斜低于90度）和上翹井眼（井斜大于90度，目前常見的井斜可達105度上下）。由于采用鉆具或油管傳輸，可較好地克服摩阻問題，保證儀器能夠達到目的層深度。測井過程中由于使用電纜測井，可實時監測測井資料和儀器性能。但由于套管環空有限，隨著水平段長度的不斷增加，采用濕接頭傳輸測井容易發生電纜擠傷事件，從而導致測井失敗。同時此種工藝測井耗時較長，需要鉆井隊密切配合我方施工。

3.2進行管串結構優化

管串結構的優化既會影響套管的安全下入，也會影響整個固井的頂替效率。在管串結構優化中主要對扶正器的種類、數量和間距進行優化。如果扶正器加入數量過多，那么套管的居中度就會有所提高，但同時下套管的摩擦阻力也會增大，因此需要應用固井管串軟件對管串結構進行優化，以保證套管居中度在67%以上、套管安全下入的摩擦阻力最小為目標進行系統優化設計。同時對于具備條件的單位可以應用漂浮接箍與塞浮箍下套管工具。

3.3無纜儲存式傳輸測井

無纜儲存式傳輸測井是通過變扣將井下儀連接在鉆具或連續油管下方，通過鉆具傳輸或連續油管傳輸，將井下儀下送至目的層位置，待電池啟動工作后開始上提鉆具或連續油管完成測井資料錄入的施工工藝。其核心是通過地面系統、深度系統和井下儀的時間信息，實現地層深度、測井信息的匹配，目前已經成為各大油田水平井固井質量測井的首選測井工藝。無纜儲存式傳輸測井的關鍵是做好電池啟動時間設置和深度系統跟蹤，從而完成深度時深轉化。它和濕接頭鉆具傳輸測井相比最大的優勢是不需要電纜，可以實現無纜測井，更加安全。相比較爬行器測井，鉆具傳輸或連續油管輸送，其下送動力大于爬行器，可實現更大井斜的井型測井（如上翹井眼）。由于采用電池工作，每節電池的工作時間有限，一般在一百小時左右，我們需要做好電池工作時間記錄，確保電池剩余電量可以勝任測井施工時間，保證測井資料的完整性。無纜儲存式傳輸測井屬于盲測，測井過程中無法得知儀器工作狀態，只有儀器起出井口進行拆卸后，從存儲單元下載數據，才能知道測井資料是否齊全準確。

結語

在科技的支持下如今我國水平井固井這種技術已經獲得了矚目的成就和成績。可是在使用水平井固井這種技術的過程中問題仍舊十分突出。為了盡可能提升水平井固井質量，就需要嚴格參照實際狀況，深入研究關鍵技術，了解工程實際所需和各種材料特征，這對提升我國水平井固井有效性來說意義重大。

參考文獻：

[1]劉文章.水平井固井質量影響因素分析與提升對策探討[J].石油和化工設備，2019，22（08）：123-124.

[2]劉成貴.非常規油氣水平井固井關鍵技術研究與應用[J].石油鉆采工藝，2013，35（2）：48-51.