泵出式測(cè)井系統(tǒng)研究

摘 要：本文介紹了泵出式測(cè)井系統(tǒng)的系統(tǒng)組成，并簡(jiǎn)要介紹了泵出式測(cè)井工藝的上井操作流程，詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的泵出式測(cè)井采用的釋放器釋放方式，針對(duì)不同的釋放方式在實(shí)際使用中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了分析，并給出解決方案。

關(guān)鍵詞：泵出式測(cè)井 系統(tǒng)組成 測(cè)井流程 釋放方式

前言

隨著石油勘探開(kāi)發(fā)水平的提高，各種各樣的復(fù)雜井不斷出現(xiàn)，例如超深井、大斜度井、水平井等，這些復(fù)雜井的出現(xiàn)給裸眼井電纜測(cè)井帶來(lái)了很大的困難。為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜井的測(cè)井環(huán)境，降低測(cè)井作業(yè)成本，控制測(cè)井安全風(fēng)險(xiǎn)，提高復(fù)雜井的測(cè)井時(shí)效與測(cè)井資料采集率，石油工程技術(shù)人員研究了一種新型的測(cè)井技術(shù)——泵出式測(cè)井技術(shù)。

泵出式測(cè)井與常規(guī)測(cè)井的最大區(qū)別，就是不用電纜，沒(méi)有“線”把儀器送到目的層位。這種技術(shù)是將測(cè)井儀器放入鉆桿內(nèi)，無(wú)需電纜，利用下鉆方式把儀器傳輸?shù)侥康牡貙雍?，采用泵出的方式將儀器從鉆桿中泵出，儀器直接進(jìn)入地層泥漿中。測(cè)井儀器通過(guò)自身所攜帶的電池短節(jié)供電，工作時(shí)將推靠類儀器的推靠臂打開(kāi)貼近井壁，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在儀器自帶的存儲(chǔ)芯片中。待測(cè)井結(jié)束后，儀器起至地面將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀取并與深度進(jìn)行匹配后使用。泵出式測(cè)井技術(shù)主要用于復(fù)雜井眼條件下的安全高效測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采集和儲(chǔ)層評(píng)價(jià)。

1 泵出式測(cè)井系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1泵出式測(cè)井系統(tǒng)的組成部分

泵出式測(cè)井系統(tǒng)由地面?zhèn)鞲衅?、傳感器接收盒、地面系統(tǒng)面板、地面計(jì)算機(jī)、井下儀器、釋放配套工具組成（如圖1所示）

地面系統(tǒng)面板的主要功能有：與測(cè)井儀器的供電和通訊功能、測(cè)井儀器的數(shù)據(jù)采集功能、地面?zhèn)鞲衅鞯臄?shù)據(jù)采集功能、與地面計(jì)算機(jī)的通訊功能。

泵出式測(cè)井儀器其基本類型與常規(guī)裸眼井相同，主要包含自然伽馬（含遙測(cè)、存儲(chǔ)）、補(bǔ)償中子、巖性密度、雙側(cè)向、四臂井徑、三參數(shù)（井溫、泥漿電阻率及張力）、連續(xù)測(cè)斜等測(cè)井儀器。

釋放配套工具主要由上懸掛系統(tǒng)、保護(hù)套和下懸掛系統(tǒng)構(gòu)成。儀器在下放過(guò)程中懸掛在上懸掛系統(tǒng)和保護(hù)套里。當(dāng)儀器隨著鉆桿到達(dá)井底滿足釋放條件后，通過(guò)釋放器釋放儀器，測(cè)井儀器在泵壓的作用下，從鉆桿水眼中釋放到裸眼井中。此時(shí)，通過(guò)泵壓發(fā)送脈沖指令，讓儀器開(kāi)始工作進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)操作，并開(kāi)始上提鉆具測(cè)井。

1.2泵出式測(cè)井系統(tǒng)的工作流程

在測(cè)井施工時(shí)，泵出式測(cè)井與常規(guī)的裸眼井測(cè)井有很大的不同。因此，不能按照常規(guī)測(cè)井方式進(jìn)行測(cè)井。泵出式測(cè)井技術(shù)的具體測(cè)井工作流程由以下幾個(gè)步驟組成：

1）測(cè)井人員與井隊(duì)人員進(jìn)行技術(shù)溝通，制定詳細(xì)的測(cè)井方案；

2）工作人員將泥漿壓力傳感器安裝到泥漿立管上，將深度傳感器安裝到鉆機(jī)的滾筒上，并進(jìn)行標(biāo)定，將鉤載壓力傳感器安裝到井隊(duì)的鉤載壓力傳感器接口上；

3）測(cè)井人員打開(kāi)地面系統(tǒng)各面板電源，運(yùn)行測(cè)井軟件，檢查深度、鉤載壓力和泥漿壓力顯示是否正常；

4）在鉆井操作人員的配合下，利用鉆桿提帽和起吊設(shè)備，將已組裝好上懸掛系統(tǒng)、保護(hù)套、下懸掛系統(tǒng)和測(cè)井儀器下放井底后，上提30-40米；

5）采用泵出式釋放方式釋放測(cè)井儀器，儀器供電工作，以測(cè)井速度（不超過(guò)6米/分鐘）上提鉆具，開(kāi)始測(cè)井；

6）測(cè)井完成后，上提鉆桿，取出儀器，將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀出，測(cè)井完成。

2 泵出式測(cè)井系統(tǒng)的釋放方式

泵出式測(cè)井系統(tǒng)的釋放方式主要有三種，分別是電子式、機(jī)械式和電纜式。

2.1測(cè)井儀器的電子式釋放方式

電子式釋放器（見(jiàn)圖2）主要由雙壓力傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)和電子線路部分組成，釋放時(shí)需在30min內(nèi)打6-8組高壓低壓交替變化的泥漿壓力信號(hào)。當(dāng)懸掛器內(nèi)的泥漿壓力傳感器接收到泵壓差2MPa連續(xù)有效的泥漿壓力信號(hào)后，形成一電控脈沖，懸掛器中的電機(jī)開(kāi)始工作，把懸掛的掛爪收入到懸掛器內(nèi)，使測(cè)井儀器能夠在泵壓或重力推動(dòng)下，從鉆桿水眼中釋放到裸眼井中，釋放器再打開(kāi)整串儀器的供電電源，并按設(shè)定的采樣間隔給整串儀器發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，啟動(dòng)各個(gè)儀器的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)操作。

2.2測(cè)井儀器的機(jī)械式釋放方式

機(jī)械釋放方式是測(cè)井儀器隨鉆具下至井底后，將投球在井口投入鉆具內(nèi)，利用投球所受重力和泥漿泵推力使投球抵達(dá)機(jī)械上懸掛器，堵塞循環(huán)通道，形成瞬間高壓，剪斷懸掛器上的剪切銷，使儀器沖出保護(hù)套并懸掛于下懸掛

2.3測(cè)井儀器的電纜式釋放方式

懸掛器和鉆桿連接在一起，先期投放到井底，然后測(cè)井儀器通過(guò)電纜釋放器連接電纜并隨之在鉆桿內(nèi)部輸送到一定位置后，再開(kāi)啟泵壓，通過(guò)泵壓將儀器推送到懸掛器處。釋放器的釋放裝置采用直流電機(jī)控制，上端直接跟測(cè)井電纜相連，配合儀器串上端的上吊掛，完成儀器串的掛接與釋放（見(jiàn)

圖4）。

3 泵出式測(cè)井釋放方式存在的問(wèn)題及解決方案

泵壓式測(cè)井系統(tǒng)在采用電子式釋放器釋放儀器時(shí)，由于泥漿黏度大，會(huì)出現(xiàn)多次釋放失敗的情況。地面開(kāi)泵加壓到10MPa時(shí)，由于泥漿壓力緩沖大，到井底儀器感應(yīng)探頭處壓力增加值遠(yuǎn)未達(dá)到10MPa ，低壓信號(hào)未能被釋放器壓力傳感器捕獲，導(dǎo)致儀器釋放失敗，為保證電子式釋放方式的成功率，現(xiàn)場(chǎng)要反復(fù)驗(yàn)證測(cè)井儀器是否釋放，確保儀器釋放成功，驗(yàn)證方法是，若儀器釋放成功，開(kāi)泵緩慢上提鉆具進(jìn)行儀器泵出操作，提出鉆具約儀器總長(zhǎng)度時(shí)，泵壓會(huì)明顯下降，井口槽處泥漿流量明顯增大。

泵壓式測(cè)井系統(tǒng)在采用投球式機(jī)械釋放方式釋放儀器時(shí)，由于投球受重力加速度影響，在下放過(guò)程中速度越來(lái)越快，因此等投球到達(dá)井底的上懸掛位置時(shí)對(duì)于釋放器的沖擊力特別大。這種過(guò)大的沖擊力會(huì)對(duì)儀器產(chǎn)生一定的損害。因此，投放過(guò)程中適當(dāng)?shù)卦黾泳彌_力，既能起到釋放的作用，又能不對(duì)儀器產(chǎn)生大的沖擊力。

4結(jié)論

1）泵出式測(cè)井技術(shù)在復(fù)雜井測(cè)井采集方面具有較常規(guī)電纜測(cè)井更高的測(cè)井施工成功率可以顯著提高測(cè)井時(shí)效，在水平井、大斜度井和各種復(fù)雜井況條件下可以替代電纜

測(cè)井。

2）在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)比較不同的釋放方式，我們發(fā)現(xiàn)采用機(jī)械式釋放方式能夠保證泵出釋放的可靠性。

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作者簡(jiǎn)介：丁明江（1983-），男，江蘇連云港，碩士，工程師，主要研究方向?yàn)槭蜏y(cè)井儀器。