水平井测井工艺技术研究.ppt

1、 前 页 后 页 题纲 一、一、 水平井井身结构及存在的问水平井井身结构及存在的问 题题 二、水平井钻杆传输测井常见事二、水平井钻杆传输测井常见事 故分析及工艺技术研究故分析及工艺技术研究 前 页 后 页 一、一、 水平井井身结构及存在的问题水平井井身结构及存在的问题 前 页 后 页 水平井钻杆传输测井 ,从 94年引进到 现在出现过无数的问题，其中，分别在 1997年和 1999年 2000年经历了两次事 故高和问题高峰。 水平进钻杆传输测井 也是在不断地遇到问题，分析总结问题 和解决问题的过程中不断地提高不断地 完善的。 前 页 后 页 从 94年开始打水平井进行油田开发 ，并于 97年开

2、始大规模推广。当时由于 从管理、工艺技术到技术人员对测井工 艺的理解和掌握程度还不到位加上油藏 埋深大，井眼条件相对较差。出现了第 一个事故高峰。一口井半个月拿不下来 是常事，仪器工具损失巨大。 前 页 后 页 油藏埋藏深：油藏埋藏深： 5000米左右米左右 技术套管下深浅：技术套管下深浅： 500米左右米左右 裸眼井段长：裸眼井段长： 5000米左右米左右 井斜大于井斜大于 60度的井段长：超过度的井段长：超过 500米米 油田从 99年开始大力简化水平开 发井的井身结构，采用超深、超长 裸眼、长水平段、短套管的水平井 进行油田开发。给测井采集施工带 来了一系列的工艺难题。 前 页 后 页

3、2000年 1-3月传输测井作业施工情况表： 序号序号 井号井号 测井日期测井日期 测井时间测井时间 备注备注 1 TZ401-H1 2000.2.62000.3.22 89H45H 同一系列下钻两次同一系列下钻两次 2 LN26-2 2000.3.19 73H 同一系列下钻两次，中间通井同一系列下钻两次，中间通井 40H（ 共用时共用时 103.5H） 3 LN3-H4 2000.3.11 72.5H 通井通井 24H， 共用时共用时 96.5H 4 LN3-H3 2000.3.16 168H 湿接头被烧，断电缆，掉通井规，通井处理泥浆。湿接头被烧，断电缆，掉通井规，通井处理泥浆。 5 HD

4、402H 2000.3.3 220H 通井通井 55H， 井况复杂损坏仪器井况复杂损坏仪器 5支，资料未取全。支，资料未取全。 6 HD403H 2000.2.28 169H 通井通井 52H， 井况复杂损坏仪器井况复杂损坏仪器 2支，电缆挤坏。支，电缆挤坏。 7 HD4-H2 2000.1.27 79.5H 同一系列下钻传输测井两次。同一系列下钻传输测井两次。 8 HD4-H3 2000.3.18 51H 9 STM5-H1 2000.3.18 41H 9井次测井作业中一次性完成作业为 3井次。事故损失电缆 3盘，各类 仪器 7支，湿接头 2对，直接经济损失达 500万， HD402水平井段

5、末取到测井 资料。平均时效为 119小时 /井次。 前 页 后 页 各公司现场问题各公司现场问题 方法的收集整理方法的收集整理 生产中各种问题事故生产中各种问题事故 等典型问题收集整理等典型问题收集整理 研研 究究 分分 析析 制定出相应的管理制定出相应的管理 制度和技术规程制度和技术规程 对对 工具提出改进性设工具提出改进性设 计和方案计和方案 产品加工产品加工 生产试验生产试验 成果成果 水平井工具各部件结构水平井工具各部件结构 及设计思路的分析整理及设计思路的分析整理 工艺研究技术路线 前 页 后 页 二、水平井钻杆传输测井常见事故分析及工艺技术研究二、水平井钻杆传输测井常见事故分析及工

6、艺技术研究 前 页 后 页 超深、超长裸眼水平井钻杆传输测井工艺技术难题 1. 旁通出套管鞋后的作业安全问题 2. 大斜度状态下的对接问题； 3. 长裸眼条件下传输测井工艺技术问题； 4. 泥浆压差造成湿接头的松脱，导致通信中断问题； 5. 小井眼固井测井工艺问题； 6. 电缆保护问题。 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 传输测井由于旁 通以上的电缆是裸露 在钻杆外的，传统的 工艺技术旁门出套管 鞋后很容易发生安全 事故，所以旁通禁止 出套管鞋。因此一次 传输测井能完成的测 量井段是小于套管的 长度的。 钻杆传输测井作业示意图钻杆传输测井作业示意图 套管套管 套管套管 套管鞋套管鞋

7、PCL测井旁通测井旁通 电缆（在钻杆外）电缆（在钻杆外） 套管鞋套管鞋 电缆（在钻杆处）电缆（在钻杆处） PCL工具循环孔工具循环孔湿湿 接头接头 测井仪器测井仪器 井口电缆侧向滑轮井口电缆侧向滑轮 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 技术套管约 500米左右，裸眼 井段长 5000米左右 ，电缆无法完成的 井段长，有很多超 过 500米。 带来的困难： 按传统的传输测井工艺要求，目的层同一个测井系列必须分两次以 上测井。一方面作业 时间长，效率低 （每次 2天以上），一方面水平井 状态下，井下对接 难度大，成功率相对较低 。因此解决旁通出套管的安 全防护技术难题有非常现实的意义。 水

8、平井的井身结构： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 1 、电缆被挤坏、电缆被挤坏 造成通信中断造成通信中断 电缆 A点 B点 管鞋 旁通 井壁 钻具 旁通出套管后的主要安全事故： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 2 、 电缆缠绕、电缆缠绕、 粘卡、上部断电粘卡、上部断电 缆事故造成卡钻缆事故造成卡钻 等恶性事故。等恶性事故。 套管 井壁 旁通 电缆 旁通出套管后的主要安全事故： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 其要其要 解决的问题是：解决的问题是： （ 1） 旁通进出套管时的钻杆居中问题旁通进出套管时的钻杆居中问题 （ 2） 防止电缆在裸眼井段堆积、缠绕防止电

9、缆在裸眼井段堆积、缠绕 旁通出套管鞋的安全保护技术 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 由本体、扶正块、电由本体、扶正块、电 缆保护（泥浆循环）槽、缆保护（泥浆循环）槽、 电缆固定卡槽、电缆固定电缆固定卡槽、电缆固定 卡和标准钻具扣组成。卡和标准钻具扣组成。 （ 专利号：专利号： 02233805.5） 钻杆传输测井安全防护短节的结构： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 套管 电缆 防护短节 确保： 1、旁通进出套管 时钻具居中，防止挤 伤电缆； 2、防止电缆在 裸眼井段缠绕。 短节的连接方式： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 测井深度系统主要是由深度面版、绞车前

10、面的 深度轮组成。测井过程中只要 深度轮转动 ，测井 深 度就在变 ，而将电缆都嵌入电缆保护槽时，必须放 松电缆，因这时 仪器未动 ，如果通过绞车放松电缆 ，其结果是将 某点 的测井信息记录成 某一段 的测井 信息，造成测井资料的错误。 实际操作过程中遇到的深度问题： 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 适当调整操作流程： 下测： 传输测井下测过程中连接好短节后，先不放松和 固定电缆。 而是保持原来状态继续下测 3-4米再停止。 并在钻具上做上记号。 绞车保持不动，记下电缆张力 ，然后上提钻具，电缆亦随之松驰。 等 “ 短节 ” 出钻井 平后，再固定电缆。 电缆固定好重新下钻，当钻具下

11、到 记号处，启动绞车继续测井。 上测： 则反之。 方法简单实用 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 这 一 技术先后在哈得 1-17、哈得 1-25、 哈得 1-23、哈得 1-22、 TZ10-H2、 LN2-1- 15H、 哈得 1-16等井 30多井次试验成功。 其中： TZ10-H2井旁通出套鞋 428米， LN2-1-15H井旁通出套鞋 316米。 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 1、解决短套管，长水平段井的测井难题（如哈得的双 台阶水平井）； 2、 解决复杂井况下电缆测井安全得不到保证的测井采 集难题（如 DH1-H2、 LN2-1-15井）； 3、斜导眼的传输

12、测井伤电缆的测井难题。 使斯伦贝谢等国际大公司不能完成，或必须两 次以上才能完成的测井作业 一次性 安全完成，作 业时效提高 一倍 以上，经济效益显著。是传输测 井工艺技术的一次突破。 旁通出套管鞋的安全防护技术 前 页 后 页 对接技术 套管 套管 套管鞋 高速下放 电缆 套管鞋 湿接头母头 湿 接头公头测井 仪 是 通过泵下枪高速下冲来完 成井下对接的； 井下对接的特点： 1. 套管中对接比裸眼井段对接 容易； 2. 垂直井段中对接比斜井段对 接容易； 3. 对接点井斜越大，对接难度 越大。 钻杆传输测井井下对接过程 前 页 后 页 对接技术 1、泥浆循环不充分、不干净，有岩屑块存在。 2

13、、 传输工具内部不干净，如做过固井等。 3、 泥浆粘度大、比重大。 4、 钻具变形。 5、 钻具内落物，泥浆中含乳化沥青。 6、 泥饼在湿接头部扶正套内结块形成砂桥。 前 页 后 页 套管 套管 套管鞋 PCL测井旁通 电缆（在钻杆外 ） 套管鞋 电缆（在钻杆处 ） PCL工具循环孔湿 接头 测井仪器 钻杆传输测井作业示意图 井口电缆侧向 滑轮 大斜度状态下的对接 前 页 后 页 对接技术 大斜度状态下的对接必须在高泵泥浆条件下才能完成 ，存在的工艺技术难题是： 1.旁通的密封性能问题；旁通的密封性能问题； 2.有效地利用泥浆循环流动的问题。有效地利用泥浆循环流动的问题。 前 页 后 页 对接

14、技术 哈里伯顿旁通密封胶垫照片哈里伯顿旁通密封胶垫照片 国产仿制旁通国产仿制旁通 密封总成密封总成 哈里伯顿旁通哈里伯顿旁通 2002年 7月 23日，对接位置 5042米，开泵 8 Mpa对接，泥浆刺断电缆 2002年 5月 10日，对接位置 5243米，井斜 91 ，开泵 12MPa， 泥浆刺断电缆 前 页 后 页 高 密封性能旁通 旁通设计机械制图 对接技术 前 页 后 页 哈里伯顿旁通密封胶垫：耐压哈里伯顿旁通密封胶垫：耐压 3MPa 国内仿制密封胶块：耐压国内仿制密封胶块：耐压 8MPa 新设计旁通封密胶块：耐压新设计旁通封密胶块：耐压 18MPa以上以上 三种旁通的密封胶块图 对接

15、技术 前 页 后 页 泥浆活塞套筒 为更 有效地利用泥浆流动的压力来服务于钻杆传 输测井井下对接，技术人员在泵下枪的加重杆上增加 “泥浆活塞小套筒 ”。 对接技术 前 页 后 页 长裸眼井条件下传输测井工艺技术 长 裸眼井条件下传输测井生产中存 在的主要问题： 1.湿湿 接头的堵塞问题；接头的堵塞问题； 2.“ 3923” 柔性短节的绝缘易被破坏的问题。柔性短节的绝缘易被破坏的问题。 前 页 后 页 湿 接头堵塞问题： 由于钻具的 不居中 ，在传输测井下送仪器的 过程中水平井工具长时间与井壁 摩擦 ，易将泥 饼及井筒底边岩屑头上残存的 岩屑 从水眼中 “括 进 ”湿接头，造成 阻塞 。 长裸眼

16、井条件下传输测井工艺技术 前 页 后 页 长裸眼井条件下传输测井工艺技术 工艺技术措施： （ 1）改进工具结构，防止较大岩屑被）改进工具结构，防止较大岩屑被 “括进括进 ”湿接头；湿接头； （ 2）增加泥浆循环次数和延长循环时间，预防阻塞现象发 生。（直井段 1000米 循环一次，斜井段 300米 循环一次）。 前 页 后 页 长裸眼井条件下传输测井工艺技术 工艺技术措施： 改进工具结构，防止较大岩屑被 “括进 ”湿接头； 前 页 后 页 “3923”柔性短节问题： 较大的方孔未设计加盖，孔内的橡皮密封胶套易被划破较大的方孔未设计加盖，孔内的橡皮密封胶套易被划破 ，造成通信短路。，造成通信短路

17、。 前 页 后 页 解决措施： 1. 塔里木水平井大部分是中塔里木水平井大部分是中 -小曲率井，一般传输测井时小曲率井，一般传输测井时 可以不加柔性短节；可以不加柔性短节； 2. 遇到大曲率和复杂井况时，改用其它型号的柔性短节遇到大曲率和复杂井况时，改用其它型号的柔性短节 或长源距声波的隔声体代替。或长源距声波的隔声体代替。 前 页 后 页 传输测井施工中湿接头松脱现象的主要原因： 1. 环空泥浆与钻杆内泥浆形成较大的压差，压差可环空泥浆与钻杆内泥浆形成较大的压差，压差可 能将湿接头锁死装置顶开，造成通信短路；能将湿接头锁死装置顶开，造成通信短路； 2. 钻杆开始运动时破坏泥浆结构产生的力将作

18、用于钻杆开始运动时破坏泥浆结构产生的力将作用于 湿接头可能顶开锁死装置。湿接头可能顶开锁死装置。 湿 接头松脱的工艺技术措施研究 前 页 后 页 各芯接触情况 各芯通断（ ） 各芯对地绝缘 全部杆入（锁死） 328.0 离开 0.5CM（ 未锁死） 328.0 离开 1.0CM（ 未锁死） 328.0 离开 1.4CM 328.0 离开 1.5CM 湿接头对接过程中线路接通锁紧装置 未完全到位。 湿接头对接试验数据表 湿 接头松脱的工艺技术措施研究 前 页 后 页 各芯环接触情况各芯环接触情况 各芯通断（各芯通断（ ） 各芯对地绝缘各芯对地绝缘 全部杆入（锁死）全部杆入（锁死） 328.0 离

19、开离开 0.5CM（ 未锁死）未锁死） 328.0 离开离开 1.0CM（ 未锁死）未锁死） 328.0 离开离开 1.4CM 328.0 离开离开 1.5CM 湿接头对接试验数据表 湿 接头松脱的工艺技术措施研究 前 页 后 页 1. 湿湿 接头井下对接一律采用较高泵压辅助对接技术接头井下对接一律采用较高泵压辅助对接技术 ，确保锁死装置完全起作用；，确保锁死装置完全起作用； 2. 作业时在钻具内打入一定数量的重泥浆，并在下作业时在钻具内打入一定数量的重泥浆，并在下 测过程中每下一柱钻具，灌一次泥浆，确保钻具测过程中每下一柱钻具，灌一次泥浆，确保钻具 内外压力平衡。内外压力平衡。 3. 哈里伯

20、顿锁紧叉簧非一次性用品，应注意勤换。哈里伯顿锁紧叉簧非一次性用品，应注意勤换。 湿 接头松脱的工艺技术措施研究 前 页 后 页 电缆保护工艺技术研究 1.井口电缆的损伤问题；井口电缆的损伤问题； 2.旁通处的电缆损伤问题；旁通处的电缆损伤问题； 钻杆传输测井作业中电缆损伤的主要问题有： 前 页 后 页 电缆保护工艺技术研究 1. 液压大钳和大吊卡伤电缆问液压大钳和大吊卡伤电缆问 题；题； 2. 井口磨电缆问题；井口磨电缆问题； 3. 偏心井口伤电缆问题；偏心井口伤电缆问题； 4. 侧向滑轮固定位置不理想伤侧向滑轮固定位置不理想伤 电缆问题。电缆问题。 井口施工示意图 井口电缆损伤问题 前 页

21、后 页 电缆保护工艺技术研究 旁通电缆损伤的问题： 1. 旁通出管鞋伤电缆的问题；旁通出管鞋伤电缆的问题； 2. 司钻操作不规范，及绞车操作与司钻配合失误伤电缆问题司钻操作不规范，及绞车操作与司钻配合失误伤电缆问题 ； 3. 旁通密封性能不好伤电缆的问题；旁通密封性能不好伤电缆的问题； 4. 斜导眼伤电缆问题；斜导眼伤电缆问题； 5. 电缆高速下放时，旁通处伤电缆问题；电缆高速下放时，旁通处伤电缆问题； 6. 旁通电缆锁伤电缆问题等。旁通电缆锁伤电缆问题等。 前 页 后 页 井口电缆导轨设计： 导轨照片 方瓦 照片 导轨机械图 对对 电缆起到有效的保护作用；电缆起到有效的保护作用； 为井口操作

22、带来了方便。为井口操作带来了方便。 措施研究之一： 前 页 后 页 1、 轨道方向与井口第三侧向滑轮一定要对直，确 保电缆成一直线。 2、 作业时一定要锁死钻机转盘，转盘转动将伤及 电缆。 3、 上测过程中旁通出井口前应提前 1-2柱先拆除 井口导轨，以免缠绕在钻具上的电缆被导轨 割断。 注意事项： 前 页 后 页 旁通设计机械制图 井下 安全防护短节的设计与应用来防止电缆在旁通 处被挤（特别是斜导眼） 旁通短节的重新设计，防止高压泥浆刺断电缆旁通短节的重新设计，防止高压泥浆刺断电缆 防护短节连接图 套管套管 井壁井壁 旁通旁通 钻具钻具 电缆电缆 防护短节防护短节 措施研究之二： 前 页 后 页 从从 生产实践中归纳总结出两点、十三种易发生产实践中归纳总结出两点、十三种易发 生电缆损伤的情形，并逐一制订详细的防止电缆生电缆损伤的情形，并逐一制订详细的防止电缆 损伤的注意事项和操作技术规程，规范作业管理损伤的注意事项和操作技术规程，规范作业管理 措施研究之三： 前 页 后 页 例（ 1）钻具旋转通过遇阻点 例（ 2）设计井底扶正导向锥 仪器遇阻，损坏仪器 前 页 后 页 断钻具和断水平井工具的恶性事故。 前 页 后 页