泵出式測井系統研究

摘 要：本文介紹了泵出式測井系統的系統組成，并簡要介紹了泵出式測井工藝的上井操作流程，詳細介紹了現有的泵出式測井采用的釋放器釋放方式，針對不同的釋放方式在實際使用中遇到的問題進行了分析，并給出解決方案。

關鍵詞：泵出式測井 系統組成 測井流程 釋放方式

前言

隨著石油勘探開發水平的提高，各種各樣的復雜井不斷出現，例如超深井、大斜度井、水平井等，這些復雜井的出現給裸眼井電纜測井帶來了很大的困難。為了應對復雜井的測井環境，降低測井作業成本，控制測井安全風險，提高復雜井的測井時效與測井資料采集率，石油工程技術人員研究了一種新型的測井技術——泵出式測井技術。

泵出式測井與常規測井的最大區別，就是不用電纜，沒有“線”把儀器送到目的層位。這種技術是將測井儀器放入鉆桿內，無需電纜，利用下鉆方式把儀器傳輸到目的地層后，采用泵出的方式將儀器從鉆桿中泵出，儀器直接進入地層泥漿中。測井儀器通過自身所攜帶的電池短節供電，工作時將推靠類儀器的推靠臂打開貼近井壁，進行數據采集，并將采集到的數據存儲在儀器自帶的存儲芯片中。待測井結束后，儀器起至地面將測井數據從存儲器中讀取并與深度進行匹配后使用。泵出式測井技術主要用于復雜井眼條件下的安全高效測井數據采集和儲層評價。

1 泵出式測井系統簡介

1.1泵出式測井系統的組成部分

泵出式測井系統由地面傳感器、傳感器接收盒、地面系統面板、地面計算機、井下儀器、釋放配套工具組成（如圖1所示）

地面系統面板的主要功能有：與測井儀器的供電和通訊功能、測井儀器的數據采集功能、地面傳感器的數據采集功能、與地面計算機的通訊功能。

泵出式測井儀器其基本類型與常規裸眼井相同，主要包含自然伽馬（含遙測、存儲）、補償中子、巖性密度、雙側向、四臂井徑、三參數（井溫、泥漿電阻率及張力）、連續測斜等測井儀器。

釋放配套工具主要由上懸掛系統、保護套和下懸掛系統構成。儀器在下放過程中懸掛在上懸掛系統和保護套里。當儀器隨著鉆桿到達井底滿足釋放條件后，通過釋放器釋放儀器，測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，通過泵壓發送脈沖指令，讓儀器開始工作進行數據采集和存儲操作，并開始上提鉆具測井。

1.2泵出式測井系統的工作流程

在測井施工時，泵出式測井與常規的裸眼井測井有很大的不同。因此，不能按照常規測井方式進行測井。泵出式測井技術的具體測井工作流程由以下幾個步驟組成：

1）測井人員與井隊人員進行技術溝通，制定詳細的測井方案；

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的滾筒上，并進行標定，將鉤載壓力傳感器安裝到井隊的鉤載壓力傳感器接口上；

3）測井人員打開地面系統各面板電源，運行測井軟件，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備，將已組裝好上懸掛系統、保護套、下懸掛系統和測井儀器下放井底后，上提30-40米；

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

6）測井完成后，上提鉆桿，取出儀器，將測井數據從存儲器中讀出，測井完成。

2 泵出式測井系統的釋放方式

泵出式測井系統的釋放方式主要有三種，分別是電子式、機械式和電纜式。

2.1測井儀器的電子式釋放方式

電子式釋放器（見圖2）主要由雙壓力傳感器、機械結構和電子線路部分組成，釋放時需在30min內打6-8組高壓低壓交替變化的泥漿壓力信號。當懸掛器內的泥漿壓力傳感器接收到泵壓差2MPa連續有效的泥漿壓力信號后，形成一電控脈沖，懸掛器中的電機開始工作，把懸掛的掛爪收入到懸掛器內，使測井儀器能夠在泵壓或重力推動下，從鉆桿水眼中釋放到裸眼井中，釋放器再打開整串儀器的供電電源，并按設定的采樣間隔給整串儀器發出數據采集指令，啟動各個儀器的數據采集和存儲操作。

2.2測井儀器的機械式釋放方式

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

2.3測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，然后測井儀器通過電纜釋放器連接電纜并隨之在鉆桿內部輸送到一定位置后，再開啟泵壓，通過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控制，上端直接跟測井電纜相連，配合儀器串上端的上吊掛，完成儀器串的掛接與釋放（見

圖4）。

3 泵出式測井釋放方式存在的問題及解決方案

泵壓式測井系統在采用電子式釋放器釋放儀器時，由于泥漿黏度大，會出現多次釋放失敗的情況。地面開泵加壓到10MPa時，由于泥漿壓力緩沖大，到井底儀器感應探頭處壓力增加值遠未達到10MPa ，低壓信號未能被釋放器壓力傳感器捕獲，導致儀器釋放失敗，為保證電子式釋放方式的成功率，現場要反復驗證測井儀器是否釋放，確保儀器釋放成功，驗證方法是，若儀器釋放成功，開泵緩慢上提鉆具進行儀器泵出操作，提出鉆具約儀器總長度時，泵壓會明顯下降，井口槽處泥漿流量明顯增大。

泵壓式測井系統在采用投球式機械釋放方式釋放儀器時，由于投球受重力加速度影響，在下放過程中速度越來越快，因此等投球到達井底的上懸掛位置時對于釋放器的沖擊力特別大。這種過大的沖擊力會對儀器產生一定的損害。因此，投放過程中適當地增加緩沖力，既能起到釋放的作用，又能不對儀器產生大的沖擊力。

4結論

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

測井。

2）在實際的應用過程中，通過比較不同的釋放方式，我們發現采用機械式釋放方式能夠保證泵出釋放的可靠性。

參考文獻：

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[4] 張乙文. 泵出存儲式儀器釋放方式的應用及探討.中國石油化工標準與質量

作者簡介：丁明江（1983-），男，江蘇連云港，碩士，工程師，主要研究方向為石油測井儀器。