水平井测井工艺技术分析及应用

水平井测井工艺技术分析及应用

刘宏达

中海油田服务股份有限公司 天津市 300450

摘要：众所周知，水平井井身的结构比较特殊，因此采用常规的电缆测井方式很难实现测井。现阶段，油管输送法、水力输送法、挠性管道输送法等是常见的生产测量方式，但每种方法都各有利弊。本文在对水平井生产测井进行分析时，侧重于水力输送法，这主要是因为水力输送法自身的特点比较适用于水平井测井。

关键词：水平井；测井技术

目前，水力输送法具有容易污染油层，输送距离也相对较短的缺点，因此不适用于带压测井；但水力输送却因工艺简单、成本低等优势在水平井和大斜度井中得到了广泛的应用，并形成了独具特色的测试技术和工艺。

1 水平井测井技术概述

水平井钻井技术在国内外石油勘探开发中有着很重要的地位，目前广泛地应用于石油生产中。水平井钻井技术有其独特的优势，例如能够更加有效地贯穿天然裂缝消除直井径向堵塞，增加泄油面积，提高油田采收率，更好的扩大采油范围，加大油层产能，有效降低开采成本等。但是，水平井测井技术相对传统直井有着很大的区别，测井响应更加复杂，受环境影响影响较大。为了更加准确合理的对水平井进行测井解释评价是国内外专家学者的研究重点。对于油田开采方案的设计、单井产量的提高以及有效的节约开采成本，水平井测井技术起到了至关重要的作用。水平井有着极大的工业价值，未来水平井将成为最重要的钻井类型。

2 水平井技术发展现状

水平井是一种水平贯穿地层的井，有些时候为了符合一些井段某种特别的需求，井倾角需要大于90°，会有向上翘的趋势。水平井的井眼轨迹与水平层面近乎平行，根据曲率半径的大小可将水平井分类，设计井眼曲率小于6°/30m的水平井为长半径水平井、设计井眼曲率为（6°~20°）/30m的水平井为中半径水平井、设计井眼曲率为（20°~60°）/30m的水平井为中短半径水平井、设计井眼曲率为（60°-300°）/30m的水平井为短半径水平井。水平井还包含测量仪器以及采油（气）技术和工艺、钻井与钻井滤液、测井和完井、眼轨迹设计与控制、油藏地质等一系列重要的工程领域，是一项多学科融合的新技术。其作为水平井综合配套技术的关键一环，广泛应用于石油生产中。水平井技术大多适用于稠油油藏、高含水人工注水油藏薄层油藏、低渗透油藏、碳酸盐岩裂缝油藏、带气顶或底水的油藏、透油气藏、碳酸盐岩裂缝储层等的开发。1863年，钻取水平井的想法由瑞士工程师率先提出；1870年，倾角达60°的水平井在勃良斯克市由俄国工程师设计并完成钻井；1888年，测斜仪器被俄国工程师设计出；1929年，长度达数米的水平分支井筒在美国加利福尼亚州钻成；30年代，美国工程师在垂直井内钻曲率半径小的水平井分支井使用眼挠性钻具组合；1954年，第一口水平井在苏联钻成。1965年我国开展了水平井技术的研究，当年在四川成功完成了我国第一口水平井—磨3井钻井，我国由此成为世界第三个完成水平井钻井的国家。从至21世纪开始，我国大力发展水平井技术，到现在国内很多油田皆完成大量的水平井钻井。随着水平井应用在各大由田中应用的更加广泛，油田科研人员将水平井的测井解释评价方法作为一个重点的研究内容。最近这些年来，国外也大规模的完成水平井的钻井，自1995年以来，水平井和大斜度井的钻井数量以每年超过3000口的数量在增长，外国的水平井技术的发展暂时领先于我国。我国近些年开发油田开始大规模的应用水平井和大斜度井钻井技术，随着技术的不断革新技术快速的发展，我国将逐渐缩小与国外的差距。

3 水平井测井技术分析

以我国某石油公司应用该技术生产为例进行应用分析。该井于2008年2月2日完井，井深3000米；造斜点井深417米；最大斜井2837米；斜度96.17度；日产液158立方米；日产油3.79立方米；日产气1693立方米；日产水154立方米；含水97.6%。该井的测井目的为判断筛管和筛管上部至封隔器是否出水，以该井的实际情况为依据，设计测试时的相应数值为：339.7mm表层套管下深；0-209米；244.5mm技术套管下深6.15-2177.4米；139.7mm油层套管下深0-2990.8米；48mm油管下深2985米；2m油管短节下深2750米和2950米；46mm单流阀深度2987米；油管圆堵1988米。综合考虑测量要求和目的，再加上该井下放仪器难度大，故采用水力塞，利用水力输送法进行推送，采用注硼中子寿命测井和氧活化水流测井结合方法对水平井进行找水。当注硼压力为1MP时，底部进硼不明显，当注硼压力为10MP时，底部有进硼显示，这表明存在通道。都可能引发结垢速度加快、卡泵现象更加频繁，而计划外停机则是其中最常见的因素。据统计，我国某油田中，三元复合驱井发生的卡泵现象中有半数以上源自于临时停机，由此可见，不及时加药是引发卡泵的一大重要因素。为提高加药效果，可对点滴加药设备进行优化，改进电控部分，从而实现电流和加药联动功能，通过对其中流过电流大小的监测实现停机时自动大排量补药。当需要临时停机对设备进行生产维护时，电流计示数为零，即设备工作电流为0，此时点滴加药装置利用变频器严格控制加药泵进行工作，可根据开采现场的实际情况设定停机自动补药时间、补药量等参数，有效延缓结垢速度且降低缓蚀阻垢剂用量，节约生产成本。

3.1 周期加药优化井口连接器

在实际生产中，一般将周期加药作为对点滴加药的辅助，其具有灵活高效的特征，可与点滴加药形成互补，起到更好的作用。周期加药井口一般使用通过卡箍卡片连接加药管道与套管的连接方式，其需要反复进行拆装，需要消耗大量时间与人力资源，在冬季时，针对采油树标高偏低的油井时尤为不便。针对此特性，可使用卡扣式快速井口连接器，明显降低拆装管道的时间，降低加药车、井口连接时间，并解决井口低连接困难问题。

3.2 优化加药路线

在周期加药中，每日所采取的加药计划都需要当天下达，其随机性较强，加药路线重复现象频发，会严重影响工作效率，拉低加药时率。可根据井位分布与开采现场的实际环境、路况等对机采井进行分类，计算相关距离数据，预先统筹全局，考虑未来一周内的加药路线，选出最优方案，缩短往返时间，提高加药时率。

3.3 连续油管传送测井

连续油管是直径为31.75mm，壁厚2-5mm的钢管，非常柔软，可以像电缆一样缠绕在电缆滚筒上。由于连续油管的性质特点，它可以在各类曲率半径的水平井中进行测井，下井仪器如图所示。测井仪器连接到管的末端送至相应位置，然后用电缆将对接仪器从油管内下入与仪器进行对接。仪器与油管之间有一个接口，保证了与对接仪器的有机连接。但连续油管测井的主要缺点是连接的仪器不能过重，否则连续油管在井内的移动会受到影响，也容易对连续油管管体造成损坏。

3.4 周期加药安装流量计

周期加药中对所加药量的计量较为困难，多采用估算方式，且为确保最终效果，一般会在预估药剂需求量的基础上增加用药量，经常造成浪费，且方案符合率较低。可在周期加药车上装设叶轮流量计，其使用耐腐蚀、不易结垢的表面材料，可精准计算加药量，另外，通过增大叶轮尺寸，可加大惯性，避免防垢剂中包含的杂质卡住叶轮。

4 结束语

我国石油开采工业在未来仍然具有广阔发展前景，弱碱三元复合驱技术正在逐渐普及，为提高开采效率、降低设备故障率、减少开采成本，应针对弱碱三元复合驱机采井防垢技术进行优化与提升，通过对软、硬件的改良使其具备更为全面和强大的功能。

参考文献：

[1]胡俊卿.三元复合驱机采井综合防垢技术研究[J].化学工程与装备,2019(03):45-46.

[3]徐庆楠.西区弱碱三元复合驱机采井清防垢技术初步认识[J].化工管理,2017(02):180.