水平井测井工艺演示

水平井测井工艺演示 前言 水平井的类型 水平井测井技术现状 水平井测井工作原理 湿接头式水平井测井主要工具 辅助工具 水平井测井前应知内容 水平井测井仪器的组合 水平井测井施工注意事项 前 言 八十年代以来定向井技术的发展，使水平井钻井技术走向成熟，水平井技术可以显著提高边际经济油田的产能，降低综合成本，提高油层的开采量。 随着水平井钻井成本的降低，水平井技术在国内得到了越来越多的应用，也带动了国内水平井技术的发展，目前胜利油田钻井队伍占据国内大部分市场，胜利测井公司更以自主开发的水平井测井、射孔工艺享誉油田内外。 油 h tw tw h 控油范围 油层厚度 直井 水平井 水平井控油范围大于直井 一、水平井的类型 造斜曲率的不同可以影响测井仪器串上设置柔性短节的数量，使仪器本身能通过钻具所经过的轨迹。 小曲率半径水平井 中曲率半径水平井 大曲率半径水平井 根据造斜井段的 曲率半径水平井可 以分为三个类型 小曲率半径水平井 中曲率半径水平井 大曲率半径水平井 造斜曲率为 20 60 /100ft 造斜曲率为 8 50 /100ft 造斜曲率为 1.5 3 /100ft 20005000ft 15002000ft 200400ft 在垂直井眼和斜度不超过 45的井眼中，测井仪器本身的重量，可以克服井眼的摩擦力下入井中 ， 井台上使用滑车将天滑轮吊在井口正上方测井。 二、水平井测井技术现状 对于井斜大于 60或水平井段测井则必须使用钻杆或挠性油管推送测井仪器系统。滑轮如图所示。 二、水平井测井技术现状 国外的钻杆输送电缆测井系统有斯伦贝谢公司的 TLCS系统、哈里伯顿公司的 Tool-Pusher系统和西方阿特拉斯的 PCL系统。 胜利测井公司在消化吸收国外湿接头水平井测井系统的基础上，开发成功了自己的湿接头式水平井测井工具，并在生产中普遍使用，取得了明显的经济效益。 钻杆 TLCS钻杆输送系统 三、水平井测井工作原理 仪器串通过一个公头外壳连到钻杆上 ， 然后由钻杆把仪器送到目的层的顶部。 当仪器到达目的层顶部后，电缆通过一个湿接头锁紧装置与仪器串相连。由于这个连接一直是在钻井液中完成的，因而通常称为“湿连接”。 仪器下井演示 演示中 钻杆 套管 公头外壳 测井仪器 公头总成 钻台 油层 三、水平井测井工作原理 仪器串通过一个公头外壳连到钻杆上 ， 然后由钻杆把仪器送到目的层的顶部。 当仪器到达目的层顶部后，电缆通过一个湿接头锁紧装置与仪器串相连。由于这个连接一直是在钻井液中完成的，因而通常称为“湿连接”。 仪器下井演示 演示中 套管 钻杆 公头外壳 测井仪器 公头总成 电缆通过旁通短节进入钻杆内腔，与泵下枪总成连接，然后旁通短节与钻杆连接。 演示中 套管 钻杆 公头外壳 测井仪器 公头总成 旁通短节 电缆 母头下枪 三、水平井测井工作原理 演示中 电缆通过旁通短节进入钻杆内腔，与泵下枪总成连接，然后旁通短节与钻杆连接。 电缆在钻杆里 电缆在钻杆外 旁通短节 套管 钻杆 公头外壳 测井仪器 公头总成 母头下枪 在裸眼井中，电缆不能处在套管外，因而，旁通短节不能到套管以下。 三、水平井测井工作原理 演示中 当湿接头锁紧装置连接好后，对仪器供电并检查 “对接” 是否成功。然后由钻杆把仪器送过目的层，一次下一个立柱。 套管 钻杆 公头外壳 测井仪器 公头总成 电缆 母头下枪 旁通短节 三、水平井测井工作原理 演示中 演示结束 当湿接头锁紧装置连接好后，对仪器供电并检查 “对接” 是否成功。然后由钻杆把仪器送过目的层，一次下一个立柱。 套管 电缆 旁通短节 钻杆 公头外壳 测井仪器 公头总成 母头下枪 固定电缆 水平井测井工具主要由旁通和湿接头组成。测井仪器串中配置有张力短节、旋转短节、柔性短节、偏心器、刚性电极、导向胶锥等。 三、水平井测井工作原理 四、湿接头式水平井测井主要工具 1. 旁通总成 2. 公头外壳 3. 公头总成 4. 泵下枪总成 1. 旁通总成 旁通短节 电缆夹 密封总成 带有丝扣的 通道口 使电缆进入钻杆内并具有密封作用。 上面的 槽 是用来放置电缆卡子的地方。 槽两侧的 小孔 是用剪切螺栓把电缆卡子固定到旁通上的地方。 2. 公头外壳 短节上的循环槽可通过钻杆循环泥浆 扶正筒可使泵下枪总成在锁紧前对准公头 公头外壳连在钻杆的末端 3. 公头总成 公头总成 固定于公头外壳内并与仪器串的顶部连接。 导向键 使泵下接头旋转至既定位置。 锁紧弹簧 保证多芯泵下枪总成的机械连接良好，不脱开。 插针 带有电气连接。 4. 泵下枪总成 电缆压紧装置 扶正器 加重杆 电缆鱼雷 母插头 泵下枪 可将电缆固定在下枪总成 的中间； 增加泵下接头重力，可根据湿接头对接处斜角的大小，确定加接 加重杆的数量； 上部设有电缆固定装置，电缆头固定 在其内部，电缆缆芯靠绝缘套与母插头 总成连接； 起扶正作用； 靠充满绝缘油的双层橡胶套与外界隔离， 并按预定位置在钢外套下部内枪中，以便 于井下快速接头的公插头对接无误； 枪的底步成斜面状，在斜面的顶部设有 与井下快速接头中导向键、弹簧锁紧装置 相匹配的缺口； 即湿接头总成 泵下枪总成靠自重或泥浆柱压力快速下放，经公头外壳内扶正筒扶正 ， 到达公头总成顶部，泵下枪总成底部斜面首先与导向键接触，产生一旋转力矩，转至缺口，然后依靠重力完成湿接头公头与母头的机械和电气连接，这就是湿接头的工作原理。 旋转短节 井下张力 柔性短节 五、辅助工具 偏心短节 井口显示器 导向胶锥间歇器 它用于极少的带有极板的仪器组合中 。 这个短节能够使仪器串中偏心短节以下部分的中心轴和重力偏离上面部分的仪器串和钻具 3/4英寸 。 如果偏心短节与极板成一直线 ,并放在一居中的旋转短节下面 ， 旋转短节以下的偏心仪器串受重力作用发生旋转 ,直到极板转至井眼底侧 。 使得该短节以下的仪器串偏置仪器轴线 3/4英寸 。 1. 偏心短节 2. 旋转短节 使得该接头以下的仪器串旋转，从而使极板转至贴着井眼的下井壁。 防止因钻杆转动而导致仪器串的转动。 旋转短节使仪器串在两个方向上自由旋转，它使用一个滑环装置，可以放在仪器串的任何位置，如果旋转短节放在仪器串的顶部，它的旋转可将仪器串与钻杆隔离；在大井眼中与偏心短节一起使用，旋转短节帮助仪器串将带极板的装置转到井眼的底侧，如果极板处于井眼底侧，在大斜度定向井和水平井中，就能保持极板与井壁最容易最有效地接处，因此，旋转短节对于有效地获取数据非常有用。 3. 井下张力 它提供了有关仪器串所受负荷大小的信息。 它和钻台显示器一起使用，使钻工确定是钻杆受力还是仪器串受力。 用来测量井下仪器串所受的拉力和压力。这个信息可用于钻具下放和上提发生粘卡时。井下张力将告诉测井工程师在仪器串上施加的拉力和压力，如果井下张力没有显示变化，就能确定是钻杆粘卡而不是仪器串粘卡。 井下张力必须在机械上隔离钻具，另外不要直接在钻杆接头下面直接连接张力短节，应在它上面接一柔性短节。当钻具经过弯曲井眼时，钻具施加给井下张力的侧面的力能够损坏井下张力。如果井下张力必须接在井下快速接头底部，就必须在其测量部分放置一保护装置。如果保护装置只在上部用螺丝固定，就不会影响井下张力测量仪器串所受的拉力和压力。 4. 柔性短节 一个用于多数仪器串的顶部用来减少钻杆对仪器串的侧向负荷。 他们也可用在仪器串不同位置来使仪器居中或偏心。 也用于较高造斜率的井眼来增加仪器串的柔韧性。 柔性短节可使仪器串自由弯曲 10度，连接在仪器串的上部可机械地帮助仪器与钻具的隔离，没有柔性短节，仪器串就有可能在造斜率小的井眼部分损坏。由于仪器本身不能通过钻具经过的轨迹，仪器要在中间部分弯损坏，柔性短节允许仪器随钻具下推时找到井眼轨迹并通过井眼。仪器串包括需居中的偏心的仪器，柔性短节机械上可用于这些仪器间的相互隔离。以便每支仪器都用它特有的方式运行，并获取最好的资料。 5. 井口显示器 井口显示器放到井口供钻工使用。它能显示出仪器串的受力情况，这对钻工来说非常重要。井下张力比钻具的指重计灵敏得多，这种灵敏度非常重要，因为有的仪器在 5000镑压力下就会变形，其它仪器在 10000镑时就会损坏。 如果使用井口显示器并使用井口通信系统，就能使钻工很容易地控制测井速度，使工程师腾出更多的时间集中精力测井。 6. 导向胶锥间歇器 许多种类的橡胶制品用来帮助水平井操作 ， 水平井施工需要很硬的永久性的橡胶 。 因为钻具用来推动仪器串 ， 而软橡胶产品在水平井的下放操作中易撕裂 。 导向胶锥与标准自由落体电缆测井时使用的一样 ， 它们帮助仪器串找到井眼轨迹 。 间隙器用于仪器串的合适位置 ， 可避免仪器串在大斜度井眼中的磨损 。 六、水平井测井前应知内容 对于钻具推送测井而言，工作前的准备是成功的关键。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 套管 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 用于确定测井时的对接 次数，由于旁通短接不能离 开套管，钻具推送的最大测 量长度为套管长度，因此可 以分次完成测井，并根据对 接次数准备消耗材料。 旁通短接深度演示 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 选择仪器串和确定旁通大小 时，必须考虑套管尺寸和钻头尺 寸。这对于需要居中的仪器来说 也是至关重要的。对常规测井也 需要这些信息。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 为确定仪器将要弯曲的最大刚性长度，必须知道最大造斜率以及曲率半径，这也是仪器串设计中的一部分内容。记住，这仅是设计的曲率半径，在钻井过程中会或多或少的偏离这个值，要做好一切准备，因为有可能当钻完井后最大刚性仪器长度会变短一些。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 钻杆尺寸和连接类型（丝扣类型）决定了钻杆与旁通之间和钻杆与公头外壳之间所需的转换接头的大小和丝扣类型、钻杆串中最小的内径（包括钻铤、加重钻杆以及转换器），应大于 2.25英寸，因为泵下接头外径为 2 英寸。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 井在什么地方井斜最大，对仪器串的设计和工作计划是必须知道的。如果最大井斜小于等于 65 ，就可尝试先用电缆下放测量。如果只有井底超过 65 ，也可先尝试自由下落。井斜大小也决定泵下接头的施工设计。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 预先知道测量项目，有重点地做好准备和计划，直到上井前才准备仪器串通常会出现着急忙乱的现象，仪器串的准备应在最后的工作准备之前完成。要尽量提前弄清所有可能的仪器组合。 水平井测井前必须了解的内容 总深度套管深度测井长度 套管尺寸钻头尺寸 最大造斜率及曲率半径 钻杆尺寸连接类型最小内径 最大井斜 测量项目 钻井过程中曾经出现的情况 钻井过程中出现的任何异常情况，在测井前都应清楚。常常到井场后会出现意想不到的情况等工程师来处理。如果预先不知道钻井情况，当到达井场后测井工程师就可能没有适当的准备，一些井眼情况能够预先考虑到，测井过程中将比较顺利。 水平井测井前必须了解的内容 七、水平井测井仪器的组合 砂泥岩剖面水平井测井三孔隙度、三电阻率仪器组合 1. 碳酸岩剖面一般将双感应 八侧向换成微球、双侧向组合即可。上端接 4节刚电极。 2. 柔性短节的设置是根据井眼直径、仪器直径、最大斜率变化三要素，计算出刚性间隔长度的。 3. 倘若在密度、 PCM之间加一旋转短节，更有利于探头贴靠地层。 密度 PCM 偏心 中子 柔性 伽玛 SP 旋转 张力 柔性 柔性 声波 双感应 八测向 导向 1. 下井仪由钻杆输送到预定位置的注意事项 所有下井的钻杆水眼都要经 60mm通规过一遍，以确保下枪顺利通过。 仪器出套管后，每下两柱钻杆在井口应灌满水眼泥浆，以避免由于环形空间同水眼的压差，造成大量岩屑经循环孔进入公头位置，最终导致对接失败。 仪器出套管后，下放速度应放慢，畅通情况下，一般 2分钟一柱（三个单根）。 做好下放钻杆根数的纪录，确保深度的准确性。 下钻杆前应将泥浆处理干净，决不允许棕绳、棉纱等纤维状杂物混入。 八、水平井测井施工注意事项 电缆 公头总成 仪器串 旁通 套管 钻杆 下枪 2. 湿接头对接注意事项 对接位置斜度小于 50时可以自行对接，无需开启泥浆泵。 当对接位置 50时应接上方钻杆 ，当下枪下至距公头还有100150m停下绞车，开启泥浆泵，泵压应在 30kg/cm2左右，绞车下放电缆速度 500600m/h以配合对接。 对接效果的成败主要用万用表确认，准确无误后，方可通电检查仪器。 确认对接成功后，则固定好电缆夹板，卸掉方钻杆，接上钻杆，绷好电缆，即可