KEEPER 陀螺在渤海油田生產井的應用

賈立鵬

（中海油服油田技術事業部塘沽作業公司，天津 300457）

隨著對渤海灣老油田的二次開發，對老井軌跡數據的要求越來越高。由于早期開發井表層直井段大多沒有井身數據，或者某一大間隔井段沒有數據，給前期軌道設計和后期軌跡控制帶來了未知的難題，增加了作業難度[1]。用KEEPER陀螺對渤海XX油田某井進行軌跡復測，既確保了井眼數據的準確性和完整性，又減輕了定向井軌跡控制的防碰難度，很大程度上降低了鉆井開發的防碰風險[2-3]。

1 陀螺在生產井應用的特點

1.1 陀螺測量

KEEPER陀螺是一種由直井段直接過渡到水平段的連續測量的高精密儀器，具有抗高溫和抗高壓的能力。

額定壓力：1.75寸OD，20 000PSI@79℃；測量精度：井斜±0.05（0°~70°）；方位±0.1

采用了最先進的技術保證了性能和精度的穩定性，使整個過程能以500英尺/min的線速度完成測量。參考組合如表1所示。

表1 陀螺測量工具組合

這套陀螺組合在彈性扶正器的作用下可以充分居中，而且高溫保護筒可以在一定時間內給陀螺提供相對安全的溫度，兩頭的加重和電纜本身的重量提供了88.34kg的懸重，當下放遇阻時減震器可以迅速抵擋來自底部的沖擊，減輕對陀螺本身的傷害，而該組合最大外徑只有44mm，滿足外徑大于2-7/8英寸油管以上的生產井。

KEEPER陀螺對生產井井況的要求比較嚴格，只有保證油壓和產液量等參數在一定安全范圍內（一般參考油壓5MPa，產液量100m3/d，就停井測量），測量數據才能達到質量控制要求，在特定作業條件下必須停井作業，充分保證測量數據的準確性。

1.2 生產測井

生產測井是指在油井投產到報廢為止整個過程中，采用地球物理測井工程進行井下測量并錄取資料的工作，而KEEPER陀螺復測作業主要借鑒生產測井的井口安裝和操作流程。

（1）絞車是生產測井中必不可少的設備，此次采用的是8mm電纜，通過電纜的收放，實時跟蹤了測量深度和測量速度，并且通過張力動態變化反映井下設備的狀態，當遇阻或者有其他復雜情況時，能及時采取相應的措施。

（2）井口安裝更是連接測量的通道，各防噴管和變扣接頭不僅要上扣合理，更要密封嚴實。防噴器和注脂控制頭既密封了井口，又可以在井噴時用于壓井，連接軟管的三通位置可以根據現場條件靈活變通，3-1/2EUE的變扣可根據采油樹王八蓋的型號更改。這套井口安裝組合在一定程度上解決了陀螺順利進入到正在生產的井中的難題。

（3）采油樹是連接生產管柱和生產井的必經門檻，其上關乎生產的閥門較多，其中最相關的操作就是主閥和清蠟閥，操作時要保證其他閥門無動作，以免影響本井的正常生產和威脅本次測量作業。

（4）生產管柱是油井正常生產的支柱，其因采油需求不同而結構各異，內管是陀螺測量下放的通道，而且因為生產泵頭或者Y堵的位置不同，正常下放的深度被限制。必須獲得修井后的最新管柱圖，來確認各井下安全閥和變徑存在的具體位置，而井型不同測量時遇到的問題也必然不同，必須對生產管柱有一定的認識。

1.3 鉆井工藝

鉆井工藝是個龐大而復雜的交叉性學科，而從開始到結束整個作業流程中，陀螺在生產井中的測量流程主要包括移井架，鉆機協同，試壓和通井等相關作業程序。試壓有別于開發井作業，試壓壓力要求是正常生產的井的油壓的1.5~2倍，停井的生產井除外，試壓時間5~10min。而通井主要是在陀螺入井前，采用這樣的管串連接組合（通井規+機械震擊器+加重桿+電纜頭）對井眼進行一次提前“清掃”，以防測量組合入井后受到影響。

2 生產井陀螺的實踐運用

按照以下作業流程：①移井架，校對好井口；②交接井，拆卸采油樹王八蓋；③安裝井口；④試壓；⑤通井；⑥更換工具串；⑦下放陀螺開始測量；⑧測量結束后，放壓，起出工具串，恢復井口，然后把獲取的數據處理。

2.1 數據采集

渤海XX油田的某井是一口產液量達313m3/d，油壓1.4MPa的正在生產的油井，因為產液量太高，嚴重影響了陀螺性能的穩定性，所以必須停井作業才能保證數據的精準度。而設計測量井深為1 500m，相對較深，既對測量數據的質量提出考驗，更對測量時間的把握也有更高要求，因為到井底后油井溫度會隨著垂深的增加上升較快，為防止陀螺儀器長時間運行溫度漂移對數據的影響，所以要盡量減少測量時間。最后通過將上述三大工藝流程結合起來，獲取了某井在油管中的第一手資料。

2.2 數據對比

將采集到的井眼估計數據導入landmark數據模擬軟件中，獲得某井復測數據和原數據垂直投影和水平投影的對比如圖1所示。

圖1 某井復測數據和原數據垂直投影對比圖

從圖1明顯可以看出復測陀螺數據和原數據相比：井斜吻合度較高，而方位因為在直井段沒有數據，或者表層數據誤差較大，和原始數據相比，投影出現了偏差，而KEEPER陀螺可以排除磁干擾測量出準確的數據，正好修正了老井眼數據，充分說明了陀螺復測的必要性。

從圖2可以看出，陀螺復測數據和原始數據在900m和1 500m處的中心距分別為7.4m和12.61m，若用陀螺復測數據作為前期的軌跡設計或者后期軌跡控制防碰掃描時，就可以避免未知的隱患，充分說明了陀螺復測的重要性。

圖2 某井復測數據和原數據水平投影對比圖

2.3 運用推廣

通過對該井的成功測量，之后陸續完成了渤海XX油田其他生產井的測量任務，測量期間井況和操作記錄如表2所示。

表2 測量期間井況和操作記錄

其中作業難點主要是，在五口不同類型的生產井測量期間，具有井下安全閥的井，必須通過手搖泵來控制井下安全閥以防止井下壓力變化造成的突然自動關斷，而根據之前設定的參考標準，當油壓和產液量均超過此值時，關井之后進行了測量，同時滿足了陀螺的穩定性和數據的精準性。油管內徑均指內管最小處內徑，作業時要保證陀螺管串的最大外徑與之相匹配才能入井，以避免遇卡的風險，另外不同類型的井，遇到的風險不盡相同，注聚井降壓較困難，不僅需要提前頂替，必要時更應該直接釋放，而對于自噴氣井，防碰設備必須滿足防止氣井壓力泄漏的條件，放壓，試壓以及作業結束后的風險是否可控。

3 結論

生產井陀螺作業任務將依然艱巨，面臨人員短缺、技術薄弱等困難與挑戰。通過KEEPER陀螺在渤海XX油田生產井的應用，介紹了陀螺測量的必要性、生產井測量的特點、生產井測量的流程及注意事項等內容，解決了一些新的技術難點，為今后大量的油管陀螺作業提供了指導與參考。