小井眼水平井测井难点及技术对策研究

孙凤滨

摘 要：随着油气资源的不断开发，浅层及其它易开发的油气资源越来越少，开发难度大的砂砾岩、超深储层越来越多。面对研究地区超深、高温、井漏等测井施工难点，通过开展工艺研究和实际应用，形成了一套针对该地区的水平井测井工艺和配套技术，进一步提升了复杂水平井测井能力。该工艺技术实施后，钻具输送测井一次成功率由45%提升到89%，应用效果显著。

关键词：油气资源；超深小井眼；测井施工；工艺技术；水平井；仪器选择

研究地区是油田增储上产的重要阵地，目前，受该区超深、高温、井漏等复杂条件限制，水平井钻具输送测井一次成功率较低。通过开展对水平井测井工艺技术研究，形成了一套针对井眼准备、仪器和水平井工具、井控工艺三方面的配套技术措施。通过现场实践，钻具输送测井一次成功率由45% 提高到89%，应用效果显著。

1 研究地区测井现状

目前，研究地区水平井测井主要有钻具输送测井和存储式测井2 种工艺，存储式测井工艺受仪器设计上的局限性，取得的资料无法满足储层精细评价的要求，常规的湿接头水平井工艺受以下因素影响，导致测井施工一次成功率偏低。

（1）该区大斜度井、水平井平均完钻井深超过 7700m（目前最深达 8754.2m），实测井底温度在 155-160℃左右。由于仪器传输时间较长，仪器在高温环境下停留时间过长，导致仪器性能下降。研究地区超深、高温条件对仪器的耐温性能提出了更高要求。

（2）该区水平井目的层主要为 120.65mm、149.2mm 井眼，实钻全角变化率达 25～30°/30m，为了保证仪器串能顺利通过造斜率大的井段，工区内主要使用公式[1]计算仪器串的最大刚性长度。

式中 R 为井眼曲率半径（R=5729.66/B，B 为每 100m 井斜变化率），单位为 m，Bit 为钻头尺寸，单位为 m，OD 为最大仪器外径，单位为m。在 120.65mm 井眼条件下，允许的仪器串钢性长度仅有约 4-6m，而常规的仪器串标准组合长度超过 30m，高温小井眼仪器串长超过 40m，对仪器串的组合方式有很大的局限性。

（3）非标钻具因在提速增效上的优势在研究地区得到广泛应用，也限制水平井工具的使用。目前，工区主要使用的均为标准扣型的旁通短节、公头外壳，受下部钻具水眼、非标钻具扣型等因素限制，现有的水平井工具均无法使用。例如某A井目的层井眼为 120.65mm，下部 3 1/2”非标钻具水眼仅有41mm，上部为 4”非标钻具，湿接头母头总成（工区最小外径为46mm）、旁通短节等均无法使用，需要更换油管进行测井作业，考虑油管强度受限，耗时较长，被迫选择免测。

（4）该区目的层位为奥陶系中统一间房组、中下统鹰山组，目的层储层裂缝、孔洞极其发育，大部分井目的层钻进过程中出现漏失，溢流等复杂情况，给测井作业带来很大的井控风险。

2 测井工艺及配套技术

2.1 井眼准备

井眼是否通畅是钻具输送测井能否成功的关键。通过不断摸索，形成了针对该地区的通井措施：完钻后循环钻井液至振动筛上无岩屑，短起至套管鞋，再下至井底循环钻井液两周以上，起钻进行测井作业。同时，对阻卡井段进行划眼处理，并进行短起下验证。对于 120.65mm 井眼，应用稠浆充分洗井，将硬质杂物带出。对于井漏无法建立循环的井，也应要求现场进行干通作业。

2.2 测井安全作业时间

目前，工区主要用油气上窜速度法计算测井安全稳定时间，但结合研究地区井漏伴随油气显示活跃的特点，无法准确求取油气上窜速度。推荐采用“静止法”求取测井安全作业时间（即静止一个测井周期观察井内是否稳定）。对于持续漏失的井，现场应准确求取漏失速度，并根据漏失速度确定测井过程中的灌浆量。在测井施工前，应充分进行循环排气处理，保证井眼稳定。同时，应实时对井口液面情况进行监测。对于测井井控风险较大的井，应缩短液面监测时间间隔。

2.3 仪器和水平井工具

2.3.1 仪器串组合

考虑该区水平井井眼曲率较大，仪器串刚性长度较短，在进行施工设计时，应根据拆短仪器串、分趟测量，合理加装柔性短节的原则，以保证仪器能够顺利通过井眼曲率大的井段。仪器串组合中声系、柔性短节等是仪器串受力脆弱部位，在计算柔性短节数量时，应考虑仪器本身的柔性，尽量少用柔性短节。

2.3.2 仪器选择

目前，工区储备了耐温 260℃的高温小井眼仪器和耐温200℃常规高温仪器两种，但两种仪器均带保温瓶，在长时间传输仪器过程中，仪器内部温度上涨过快，导致仪器性能快速下降。结合工区施工成功经验，推荐使用耐温 175℃、不带保温瓶的原装进口 EXCELL2000 系列仪器，同时，在传输施工前，建议先缆下仪器检查仪器状态，确保仪器工作正常。

2.3.3 设计小直径棒式水平井工具

针对湿接头母头总成外径受钻具水眼內径限制的问题，工区研制了新一代小直径棒式水平井工具，相比传统的湿接头水平井工艺，改进了以下工艺技术（1）将湿接头母头总成外径缩小为 34mm，使其适用于工区目前所有的钻具水眼，不用再施工时更换油管进行传输作业；（2）在公头总成上部设计单项过滤结构提高对接一次成功率。在仪器传输过程中，单项过滤结构可阻止环空杂物在公针处堆积造成对接失败；在开泵循环时，可将水眼中的固相物质通过公头外壳循环孔循环出去。

2.3.4 旁通短节和公头外壳的选择

目前，在工区使用了几十种扣型不同的非标钻具，给旁通短节和公头外壳的配备带来极大的不便。针对此种情况，推荐由现场提前准备相应扣型的转换接头，并保证接头抗拉强度满足施工要求。

2.4 钻具输送测井井控工艺

在钻具输送测井过程中，井口钻具和电缆是同时存在的，若井内起压时，可迅速关闭环型防喷器进行平推压井作业（工区通过现场试验，在电缆受力时，环型防喷器在高、低压情况下均可实现对钻具和电缆的密封）。同时，考虑环型防喷器不能长时间关井，工区设计了一种电缆快速固定装置，该装置可实现快速将电缆固定在钻具本体上后，直接剪断电缆进行关井、压井作业。若关闭环型防喷器无法控制井口，可迅速固定、剪断电缆后关闭半封闸板防喷器进行压井作业，保证钻具输送测井过程中的井控安全。

3 结语

面对研究地区超深、高温、井漏等测井施工难点，通过开展工艺研究和实际应用，形成了一套针对该地区的水平井测井工艺和配套技术，进一步提升了复杂水平井测井能力。据统计，该工艺技术实施后，钻具输送测井一次成功率由45%提升到89%，应用效果显著。

参考文献：

[1]张建龙， 温伟， 刘卫东. 顺北1-4H井超深小井眼中短半径水平井钻井难点及技术对策[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程）， 2018（04）：22-27.