LLT2型井下液面监测系统的实践应用.docx

钻井工艺ll t - 2型井下液面监测系统的实践应用(川庆钻探工程公司川西钻探公司 )张建贵 ,吴健 ,曾祥春 ,王春生 ,柳汉明 ,邹永清 ,赵兴伟 ,陈国庆 ,刘俊张建贵等 . ll t - 2型井下液面监测系统的实践应用. 钻采工艺 , 2010, 33 ( 3) : 4 - 6摘 要 : 四川盆地旧井地层压力已普遍降低 ,大部分地层压力系数已低于 1. 0,压井液易漏失 ,在修井过程中 必须采用低密度压井液进行压井 ,井内液柱平稳后方能进行下步作业 ,但由于压井液漏失导致不能及时准确掌握 井下液面情况 ,从而造成井控安全隐患 ,同时增加施工作业成本及技术风险 ,文章就 ll t - 2 型井下液面监测系统 的工作原理及现场应用实践进行总结分析 ,证明 ll t - 2型井下液面监测系统能准确监测井下液面情况 ,确保作业 过程中的井下作业井控安全 ,对下步生产技术措施的制定及安全生产具有指导意义 。关键词 : 旧井压井 ; 液面监测 ; 原理 ; 实践应用中图分类号 : te 831文献标识码 : ado i: 10. 3969 / j. issn. 1006 - 768x. 2010. 03. 002四川盆地旧井地层压力已普遍降低 ,大部分地层压力系数已低于 1. 0 ,旧井修井作业面临着低压 和井漏难题 。为了保护油气层 ,一般采用低密度压井液进行压井作业 ,但常常出现漏失量大 ,井口不返液的复杂情况。当漏失量过大未及时补充 ,井筒内 液柱压力低于地层压力时发生气侵从而造成井喷事 故 ;如果采用吊灌措施确保井控安全 ,因为不能及时准确掌握井下液面情况及漏速 ,合理灌入量的确定 非常困难 。如能及时准确掌握井下液面情况及漏 速 ,为确定合理的灌入量及制定下步措施具有重要 的意义。ll t - 2 井下液面监测系统是针对油气田 井下作业出现井漏时为准确监测井下液面深度而研发的软硬件设备 ,当井筒液面不在井口时能准确、连 续地测量井筒内的液面深度 ,计算出压井液的漏速 , 合理确定起下钻期间吊灌压井液量 。既保证降低生 产成本 ,又为安全生产提供保障。一 、井下液面监测系统的原理及特点1. 井下声纳测深原理采用远传非接触监测方式 ,将仪器连接放喷管 线、套管阀或防喷器与油套环空相通 ,利用氮气瓶 里的氮气作动力 ,人工控制计算机发出声纳脉冲波 ,脉冲波通过环空传至井下液面 ,遇钻杆接箍或液面 后返回 , 计算机接收从钻杆上返回的脉冲波 , 由于 脉冲波在钻杆接头和液面上传播时振幅发生变化 ,通过对各种井下噪声信号进行过滤 ,计算接头数或声纳传播的时间就得到了液面深度 ,并在计算机上 记录深度变化曲线 ,所得数据是在线的、实时的 。2. ll t - 2型井下液面监测系统的设备组成及性能特点2. 1 井下声纳测深系统设备组成供气部分 (氮气 ) ; 专用高屏蔽信号电缆 ; 声纳 发生器 ;声纳接纳器 ; 信号放大处理器 ; 声纳噪声过滤芯片 ;专用软件 (系统控制软件 , 信号分析软件 ,专用数据接口软件 ,数据采集和回放输出软件 ) ; 工 程车及相关配套。2. 2 井下液面监测系统主要部件连接导线 、氮气瓶、充气管线、球阀、高压管线、 仪器箱 (包括笔记本、单片机 、发射器、传感器等 )等 主要部件。发射装置连接图见图 1。收稿日期 : 2009 - 10 - 12; 修回日期 : 2010 - 04 - 20作者简介 : 张建贵 ( 1971 - ) ,工程师 ,毕业于西南石油学院石油工程系 ,改进的天然气测试装置获国家实用新型专利 ,现从事地面测试工 作 ,担任地面测试队副队长。地址 : ( 629000 )四川遂宁天工北路 138 号 14 幢 6 - 5 - 1 ,电话 :, e - m a il: zjg71 163. com第 33卷 第 3期vo l. 33 no. 3钻采工艺5dr ill in g & product ion technolo gy2. 3井下液面监测系统的特点井下液面监测系统具有以下显著特点 : 安装 方便 ,操作简单 , 1人即可 ; 可实现远程操作 ; 能 及时准确地了解液面的变化情况 ; 测量精度 :误差 不超总深度的 1. 5 % 。二 、技术参数及适用范围环境液面不在井口的所有油气井 ( 5 000 m 以内 ) ; 安装点至井口中心距离不大于 1. 5 m ,尽 量保持直线连接 ,不要转弯 ; 发射器承受压力最大 不能超过 2 m pa; 对于噪声太高的环境要进行屏 蔽作业 ,要求环境噪音在本系统中所产生的电流信 号不得超过 5 ma ,实验证明 ,一般现场噪声不影响 系统的测试效果 ; 设备最高充气压 3 4 m pa, 常 用 1 m pa左右 ,遇噪声较大时要加大充气压力 ; 测四 、现场应用情况1. 确定合理的灌入量 ,最大限度的保护油气层 ,降低 生产成本在角 38 井的现场应用中 , ll t - 2 型井下液面监测系统起到了重要作用 。该井修井前测得地层压 力 7. 16m pa,大安寨油层中部深度为 2 599. 7 m ,日 产气 1 000 m3 ,日产油 1. 1 t,原油密度为 0. 794 6 g / cm3 。采用 0177. 8mm 套管从井口下至 2 697. 87 m 完井 ,人工井底 2 639. 3 m ,目前井下管柱情况下井筒容积 49. 7 m3 , 按设计要求起出原井内管柱下井 下工具进行增产作业 ,根据井控安全要求 ,起钻前必 需用原油压井平稳后才能进行起下作业 ,按常规 ,原 油压井建立循环 ,然后保持井口满液面是最安全的 作业方式 , 如此该井将至少准备 150 m3 以上的原油 ,准备工作量大 ,投入成本高。结合该井所测关井 地层压力 ,通过式 ( 1 ) 、式 ( 2 ) 计算得出井内最低液 面应控制在 1 548. 3 m , 因此现场决定重点监测1 500 m以上液面变化情况 ,从而确定相应漏速制定 下步措施 , 现场先用原油 52 m3 压井后 , 套管未返 液 ,然后进行液面监测 , 所测数据结果绘制成曲线(如图 2 所示 ) ,通过液面监测发现 , 在不同的井内 液面深度下存在较大差异的漏失量 ,结果见表 2 ,从 曲线及数据表分析 ,当刚压完井后 485. 6 989. 8 m 液面深度下压井液漏速达 10. 89 m3 / h,如要在此条 件下起下钻作业 ,按最短施工周期 21 h 计算 ,将灌入 229 m3原油 ,显然不具备合理的灌液起钻条件 ,而 在 1 395. 71 496. 0 m ,漏速只有 0. 43 m3 / h,在此 种情况下起下钻 ,只需要灌入少量原油再附加油管 本体体积的原油就能平衡井内的地层压力做到安全 作业 ,从而减少过多的原油漏入地层 ,既保证了井控安全又大大节约了生产成本 ,同时为下步的增产措 施提供有利条件。量速度 : 1 000 m 左右的井下液面 , 10 20出一个数据 。s内可测三 、测量精度检验情况在现场的应用实践前 , 先检验了 ll t - 2 型井下液面监测系统的测量精度 。2008 年 4 月 24 日 ,在四川广汉钻采院的实验井内分别用永置式压力 计、试井车在线电子压力计与 ll t - 2 型井下液面监测系统在相同井况下对液面深度进行精度检验 ,结果见表 1。表 1 三种仪器监测数据对照表由表 1数据分析 ,采用不同的测试方法 ,测试结果均存在一定误差 ,其中试井车与永置式压力计测 试相对误差在 925 m 范围 ,而 ll t - 2 型井下液面 监测系统测试数据与两种压力计测试数据相对误差 在 1 16 m 范围 ,且测量值均介于两种压力计测试 值之间 ,误差范围缩小了 ,尽管还在一定的误差 ,但对于类似井漏、井喷的处理 ,井下液面误差在 10 20 m 范围内是完全可以接受的。井内液面深度计算公式如下 : = 102 pp / h +c( 1 )时间试井车压 力计深度 /m永置式井下 压力计深度 /m井下液面监测 系统深度 /m10 1511 0311 3312 0012 307356896566396307106756456306177196906536406232010年 5月m ay 2010钻采工艺6dr ill in g & product ion technolo gy3h液 = h中 h静4. 5 m ,该井共起下 3次钻 ,加上中途解卡等措施共吊灌原油 15. 9 m3 , 再加上压井原油该井实际用了( 2 )式中 :压井液密度 , g / cm3 ; p 地层压力 , m pa;p3原油 67. 9 m ,比不采用液面监测系统试油至少节h中 油层 中 部 深 度 , m; h液 井 内 液 面 深 度 , m;h静 静液柱高度 , m;c 压井液密度安全附加值取0. 1 g / cm3 (油井、水井为 0. 05 0. 10 g / cm3 ) 。3约原油 82. 1 m ,结合当时国内油价、运费、节约的试油周期 ,则该井至少可节约成本 30万元左右 。表 2 角 38井不同液面深度下的漏速数据表 1293. 1 1395. 72. 气产量大漏速高的特殊井可根据实际情况及时调整施工方案中 4 井为中坝须二气藏的第一口投产井 ,气层 中部深度为 2 560. 4 m ,采用 0177. 8mm 套管从井口 下至 2 586. 05 m 完井 ,人工井底 2 582. 7 m ,最高气 产量曾达 30 104 m3 / d,目前日产气 2. 7 104 m3 , 按设计起出原井内管串进行更换 ,该井目前关井地 层压力为 8 m pa,压力系数为 0. 33。目前井下管柱 情况下井筒内容积 48. 5 m3 ,根据该井的地层压力 , 通过式 ( 1 ) 、式 ( 2 )计算得出该井的最低液面应控制 在 1 701. 5m ,通过 ll t - 2 型系统监测套管内液面 变化所得结果见表 3、图 3 ,从表 3 可以看出 ,压井后 液面从井深 1 497. 5 1 675. 3 m ,其漏速达到 5. 0 m3 / h,按一次起下钻作业周期至少 20 h 计算 ,将灌 入密度为 1. 05 g / cm3同层地层水 100 m3 ,结合该井 的气产量 ,显然不具备合理的灌液起钻条件 ,起下钻 作业存在极大的井控风险 ,因此对于气产量大、漏速 高的特殊井 ,常规的压井作业显然不适合修井要求 , 该井最后根据现场具体情况 ,调整压井方案 ,采用油 气层保护剂 (暂堵剂 )进行堵漏获得一次性成功 ,随 后顺利的按设计要求对本井管柱进行了更换 。表 3 中 4井不同液面深度下的漏速数据表六 、结论( 1 ) ll t - 2 型井下液面监测系统 ,在试油修井 过程中 ,能准确、实时 、连续地测量井筒内的压井液 液面深度 ;现场能够及时掌握井下液面情况 ,确保井 内液柱压力达到安全作业的要求 ,保证了施工作业 的井控安全 。( 2 )通过 ll t - 2 型井下液面监测系统提供的 漏速数据能及时确定合理的压井液灌入量 ,避免了 以往不知道准确液面深度情况下的过度灌液 ,在保 证安全生产的前提下既节约了生产成本 ,又减少了 过度灌液对油气层造成的伤害 ;对于气产量大、漏速 高的特殊井可根据实际情况重新调整措施 ,如堵漏 作业等。( 3 ) ll t - 2 型井下液面监测系统可推广应用 于钻井等井下作业过程中的液面监测 ,当出现井漏 后能随时掌握井下液面情况 ,及时调整钻井液性能 , 确保井内液柱压力达到安全作业的要求 ; 或者根据 监测的漏速情况及时制定相应的堵漏作业措施 ,提 高地层堵漏成功率。参考文献五 、获得经济效益以角 38井为例 ,按常规试油修井的井控要求 , 先至少要用一个井筒容积以上的原油进行压井 ,然 后观察至少一个起下钻作业周期 ,再压井循环一周 以上才能进行起下钻作业 ,根据角 38井的试修施工 设计推断 ,该井试油至少需要原油 150 m3才能满足 施工作业要求。通过采用 ll t - 2 型液面监测系统 对液面进行了动态监控 ,实际起下一次钻吊灌原油 1 井下作业井控技术规程 s . 中华人民共和国石油天然气行业标准 , sy / t 6690 - 2008.(编辑 :黄晓川 )液面深度 /m423. 41002. 81002. 81256. 31256. 31497. 51497. 51675. 3监测时间 /m in漏失量 /m3漏速 /m3h - 13010. 921. 7204. 814. 3304. 59. 0403. 35. 0液面深度/m485. 6989. 8989. 81193. 21193. 21293. 11395. 71496. 0监测时间/m in漏失量 /m3漏速 /m3h - 1305. 510. 89402. 23. 3601. 11. 08901. 10. 741501. 10. 43vo l. 33 no. 3 m ay 2010dr ill in g & product ion technolo gyab stractand to rque and drag ana lysis, erd drilling pa ram e te r op tim iza tionand safe d rilling op e ra tion p rocedure s, drilling fluid techno logy.b riefly ta lked about the ope ra tion summ a ry, tim e breakdown and hit2ting ta rge ts. the pap e r summ a rized som e techn ica l achievem en ts, and som e le sson lea rnt ha s been go t, and fina lly useful sugge stion and conc lusion have been p u t fo rwa rd acco rdingly.key words: l iuhua o ilfie ld, erd , side tracking, d rilling tech2no logy, exp lo ra tion d rilling, deve lopm en t, ca sing side tracking, r ss, tra jec to ry contro lw a ng jun l ian g, sch lum be rge r dd s, gradua ted from sw p i in1985 , having ove r 20 yea rs dd se rvice s exp e rience in direc tiona l we lls, ho rizon ta l we lls, erd , m ulti - la te ra l we lls, and have p ub2 lished 30 pap e rs on techn ica l journa ls.a dd: sch lum be rge r ch g shekou b a se.te l: + 86 - 755 - 26691474e - m a il: w in ston_w jl yahoo. com. cna bstrac tsus i ng unco nvent i o nal ca s i ng pro gram to im pro ve bo re fram e d es i gn o f d eep a nd ul tra- d eep w ellzheng y oucheng1 ,l i u shujun2 and chan g hongqu1( 1. exp lo ra tion d ivision, southwe st o il and ga s f ie ld comp any;2. ccdc d rilling & p roduc tion techno logy r e sea rch in stitu te ) ,d pt 33 ( 3) , 2010: 1 - 3a b stra c t: th is a rtic le ana lyzed the ba sic situa tion and existing flaw of the unconven tiona l ca sing p rogram wh ich we re u sed in deepand ultra - deep we lls bo re fram e de sign. the su itab le p rinc ip leand recomm enda tion p lan be tween the unconven tiona l ca sing and bit size we re p ropo sed to m ee t the requirem en ts of ho le struc ture de sign of deep and ultra - deep we ll. the a rtic le a lso sugge sted to ca rry ou t the spec ia lized standa rd re sea rch of the ca sing and b it size which can m ee t the need s of ac tua l situa tion in china.key words: ca sing p rogram , deep we ll, ultra - deep we ll, we ll struc tu rezheng y ouchen g ( sen ior eng ineer, doctor) , bo rn in 1964,gradua ted from sou thwe st pe tro leum in stitute in 1987 , is engaged in d rilling techno logy m anagem en t.a dd: no. 53, sec tion 4 of south r enm in road, chengdu c ity610051 , sichuan province, p. r. ch inae - m a il: zhengych2000 yahoo. com. cnm gt sy stem a ppl i ed to acc uracy w elltrac ks co ntroll i ng i n sa gd ho r i zo ntal tw i n w ell sy a ng m inghe1 , x i a hongnan2 , qu shengyuan2 , zhuzhongxi1 and j ian g hongwe i3 ( 1. h ube i key l abo ra to ry of pe tro le2 um enginee ring, yangtze u n ive rsity; 2. x injiang o ilfie ld exp lo ra tion and d eve lopm ent institute; 3. cn pc d rilling enginee ring d ep a rt2 m ent) , d pt 33 ( 3 ) , 2010: 12 - 14a bstra c t: w ith the degree of heavy o il exp lo ita tion exp and ing inc rea singly, the sa gd drilling techno logy ha s becam e one of the fron tie r. the accu racy we ll track s contro lling in sa gd ho rizon ta l tw in we lls is one no ticeable p rob lem in this p roce ss. the m agne tic gu idance system (m gt system ) ha s the unique fea ture s of effec tive dec rea sing the track e rro r and c lo sed loop con tro l track, which de2 pend ing on comp le ted we ll track, to a tta in de sign require s. the m gt system is the deve lopm en t of the tradition we ll tracks contro lling, wh ich ha s fea tu re s of accu racy we ll track s contro lling and m ea su re in sa gd ho rizonta l tw in w e lls. a nd the m gt system ha s reached the leve l of comm e rc ia lly ava ilab le.key words: m gt system , sa gd , ho rizonta l tw in we lls, we ll tracks con tro llingy a ng m in ghe, bo rn in 1976 , is a doc to r, lec ture r, is en2gaged in the re sea rch on drilling techno logy, cem enting and we ll comp le tion techno logy, leakage p ro tec tion and sea ling techno logy, and deve lopm en t of p e tro leum softwa re.a dd: pe tro leum enginee ring institu te, yangtze u n ive rsity, j ingzhou c ity 434023 , h ube i p rovince, p. r. chinate l: + 86 - 716 - 8060457e - m a il: yymm h sohy. coma ppl i ca t io n o f ll t - 2 - ty pe l i qu i d l evelm o n i to r i ng sy stemzha ng j ian gu i, wu j ian, zen g x iangchun, wan g chun2 sheng, l i u h anm ing, zhou yongq ing, zhao x inwe i, ch en guoq ing and l iu jun ( ccdc chuanxi d rilling comp any) , d pt 33( 3 ) , 2010: 4 - 6a b stra c t: in sichuan ba sin, the re se rvo ir p re ssu re ha s gene ra l2ly been reduced in o ld we ll. mo st of the fo rm a tion p re ssure coeffi2c ient ha s lowe r than 1. 0, it isnt ea sy to contro l fluid leakage in the wo rkove r p roce ss. in o rde r to op e ra te succe ssfully, the we ll k illing m ust be done by using low - den sity killing flu id to stabilize the in - ho le liquid co lum n. b ecause of the leakage of k illing flu id, unde r2 ground liqu id leve l cond itions cou ldnt be m a ste red in tim e and accu2 rate ly, the reby it wou ld re sult in we ll contro l safe ty haza rds, in2 c rea se the op e ra tion co st and techno logy risks. th is p ape r discussed wo rk ing p rinc ip le and the fie ld app lica tion of ll t - 2 - typ e liqu id leve l monito ring system s. it is p roved tha t ll t - 2 - type liquid leve l mon ito ring system cou ld accura te ly mon ito r the liqu id leve l to en su re the op e ra tion safe ty, and it wa s ve ry u sefu l to e stablish the techno lo2 gy of the next step and guide the safe ty p roduc tion.p rinc i2key words: o ld we ll killing, liqu id leve l monito ring,p le, app lica tionco r i ng d i ff i c ul t i es a nd ca se a naly s i s o f the r i ght s id e o f am u d a ry a r i ver a nd guno r2ta elo ten blo c k i n turkm en i sta nc hen x iaob in , zou q iang, wan g chengxue and fu x i2aop ing ( ccdc pe tro leum co ring techno logy co. , l td. ) , d pt 33 ( 3 ) , 2010: 15 - 18, 21a bstra c t: in a long tim e, co re jamm ing and grinding a re a l2 ways the bo ttleneck p roblem occurring during co ring in fo rm a tion due to the fragility of ca rbona te rock s. the ave rage foo tage of tu rkm en i2 stan co ring ope ra tion is 13. 79m and the fa ste st drilling speed is 6m /h. this p ape r gave a b rief introduc tion and summ a ry of the co ring situa tion and ach ievem en t in chuanq ing drilling and exp lo ra tion a rea of tu rkm en istan. a nd it quo ted da ta of single we ll co ring w ith typ ica l struc tu re s. it focu sed on the comp lica tion and a rduou sne ss of fo rm a2 tion co ring in the tu rkm enistan ca rbona te rock. in the end, ba sed on the on - site situa tion, som e sugge stion s we re p ut fo rwa rd, such a s inc rea sing the co ring ha rdwa re pe rfo rm ance, strengthen ing the co ring softwa re m ea sure s, imp roving the d rill fluid pe rfo rm ance and ra tion2 a lizing the drilling idea in p roduc tion a rea. the se sugge stions a re grea t refe rence s w ith high va lue.key words: exp lo ra tion, co ring ach ievem en t, d ifficu ltie s, ca se ana lysis, m ea su re s, sugge stionc hen x iaob in , bo rn in 1968 , gradua ted from d rilling d ep a rt2m ent of chongqing pe tro leum schoo l in 1989, is engaged in the re2sea rch and m anagem en t of co ring techno logy.a dd: ccdc pe tro leum co ring techno logy co. , l td. , guang2zha ng j ian gu i( eng ineer) , bo rn in 1971, gradua ted from pe2tro leum enginee ring d ep a rtm en t of sou thwe st pe tro leum u nive rsity,is engaged