哈里伯顿水平井测井技术课件.ppt

1、裸眼井水平井测井技术裸眼井水平井测井技术 水平井水平井概况及类型概况及类型 水平井测井技术水平井测井技术 湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术 裸眼井水平井测井技术提供的服务裸眼井水平井测井技术提供的服务 应用实例应用实例 第1页/共118页水平井概况水平井概况-国外 什么叫水平井？概括地讲，就是部分井段的井斜角为90左右的井。 从钻第一口井起 ，人们一直钻垂直井，并严格规定每1000米井段井斜角不能超过23。20世纪中期曾一度钻过水平井，但由于受当时技术制约，成本又高，致使钻水平井的呼声一度销声匿迹。1954年，前苏联打成第一口90的分支水平井，20世纪50年代，前苏联共钻43口水平

2、井，进行水平井试验，其结论是技术上可行但无经济效益。20世纪50年代中期至20世纪60年代中期，这十余年间曾是水平钻井比较流行的时期，特别是分支水平井，作为一种提高产量的方法曾在前苏联以及美国、加拿大、意大利等国的许多油田受到重视,然而，由于受当时技术条件的限制，这种钻井方法是不经济的，尤其是与低成本的压裂处理相比更是如此。因此，20世纪60年代后期至20世纪70年代中期，水平井钻井急剧减少，仅在美国和前苏联少数油田钻了一些水平井。第2页/共118页 直至20世纪70年代末，主要由于当时技术的成熟，同时由于油价下跌，石油工业变得不景气，于是人们又想到了水平井技术，并对水平钻井方法重新加以认识。

3、1980年1984年，全世界每年钻水平井12口，而真正的生产性水平井是在1983年才钻成的。之后，水平井钻井口数呈逐年递增走势。 迄今为止，美国钻的水平井最多。美国目前陆上的工作钻机中，有10/100在洛矶山地区，1990年所钻水平井达150口。加拿大1989年钻了41口水平井，1990年增至100口。目前，对各种储层采用水平井技术进行勘探开发的势头正迅猛地崛起，其主要原因是水平井可以提高泄油面积，井眼轨迹能够穿过更多的垂直裂缝，极大地发挥出储层的潜力，弥补垂直井的不足，提高原油的采收率，能比垂直井获取更高的产能。正是这种优势使得水平井赢得了石油经营者的青睐，在世界范围内掀起了一股水平井技术研

4、究与开发应用的热潮。水平井概况水平井概况-国外第3页/共118页水平井概况水平井概况-国内 从20世纪80年代至今，我国各油田都在积极地开展水平井技术研究，先后在四川、胜利、华北、中原、新疆、长庆、江汉、江苏等地相继打成了一批水平井。胜利石油管理局于1990年9月23日开钻，1991年1月3日完钻的埕科1井，是我国的第一口水平探井，该井井深2650.13米，井底垂直深度1882.1米，水平井段长505米，最大井斜93.26，共有19个油层，厚度达211.5米，射开一个油层，日产油230吨、天然气1155立方米。胜利石油管理局91年完钻的水平20-1井，是一口巷道式水平井，井眼的上下左右均被泥岩

5、包围，钻井难度大，该井最大井斜93.5，钻入油层的水平段长510米，该井的成功钻成，标志着我国的水平井钻井技术已经达到了一个相当高的水平，该井射开后获日产124.3吨的高产。胜利石油管理局1992年5月23日完钻的水平2井，是另一口水平探井，水平井段长903米，是我国当时水平井段最长的水平井。第4页/共118页 到目前为止，胜利油田所钻水平井最多，总井数已达二百余口，特别是最近几年，胜利油田成功地钻成全国首创的旧定向井内套管开窗水平井草20-12侧平13井、阶梯式水平井临2平1井、海油陆采大斜度定向井郭斜11井、单井蒸汽驱重力辅助泄油式水平井草南SWSD-平1井、水平位移最长的水平井埕北21-

6、平1井（斜深4837.4m、水平位移3167.9m）、第一口分支水平井桩1-支平1、支平2井等，可以说，胜利油田的水平井钻井技术始终走在了全国的前列。 水平井概况水平井概况-国内第5页/共118页水平井类型水平井类型 目前，世界上所完钻的水平井五花八门，人们可根据自己的需要，设计出各种类型的水平井。我们可以大致地将水平井进行如下分类： 按造斜率划分按造斜率划分 按钻遇的目的层划分按钻遇的目的层划分 按钻井目的划分按钻井目的划分 按井筒数划分按井筒数划分第6页/共118页按造斜率划分按造斜率划分 水平井从垂直段变为水平段的速度（称为造斜速度或造斜率）是不一样的，按造斜率一般可把水平井分为大曲率半

7、径水平井、中曲率半径水平井和小曲率半径水平井三类（图1）。第7页/共118页按造斜率划分按造斜率划分1 1、大曲率半径水平井大曲率半径水平井：造斜率为26100ft，相应的曲率半径为30001000ft，大曲率半径水平井在钻达目的层之前就能达到一个很大的水平位移，水平段一般为20005000ft。2 2、中曲率半径水平井中曲率半径水平井：造斜率为850100ft，相应的曲率半径为700125ft，水平段长度一般为15002000ft。3 3、小曲率半径水平井小曲率半径水平井：造斜率为1.53ft，相应的曲率半径为4020ft。水平井段一般仅有300400ft。小曲率半径水平井的造斜率很大，可在

8、2060ft的距离内迅速达到90的斜度。第8页/共118页按钻遇的目的层划分按钻遇的目的层划分 水平井大致可分为开采一个均匀水平砂岩储集层的水平井（图2a），开采一组倾斜砂岩储集层的水平井（图2b），开采个倾斜砂岩储集层的“巷道”水平井（图2c）和开采一组高角度裂缝性碳酸盐岩储集层的水平井（图2d）四大类。第9页/共118页按钻井目的划分按钻井目的划分 水平井可分为勘探水平井、开发水平井和老井挖潜开窗侧钻水平井。 目前，世界上所完钻的水平井大都是开发水平井，其主要目的就是提高原油产量和最终采收率，只有少数井是勘探水平井。随着水平井技术的进一步发展与完善，水平井在勘探领域的作用将会变得越来越大。

9、 第10页/共118页按井筒数划分按井筒数划分 水平井可分为单底水平井（常规水平井）（图3a）和多底水平井（分支水平井）（图3b），多底水平井可以大大增加泄油面积，提高产量。图3a 单底水平井图3a 多底水平井第11页/共118页水平井测井技术水平井测井技术- -发展过程发展过程 水平井测井技术的关键是水平井工具。最初的水平井工具是1981（或1982）年设计出来的，目的就是用来帮助客户获得由于不良井眼影响、常规测井无法实现的油井地层信息。当时就是把一套标准的测井组合仪DILCNLCDLGR（双感应仪补偿中子仪补偿密度仪自然伽玛仪）装入用类似套管的材料制成的保护套内，用钻杆把这些保护套工具输送

10、到目的层，并拖动保护套使其穿过目的层从而达到测井的目的。采用这种工具和方法，能够解决诸如桥塞、井壁岩石突出及膨胀的粘土矿物等导致的测井仪不能靠重力到达井底的问题。第12页/共118页水平井测井技术水平井测井技术- -发展过程发展过程 随着客户对水平井测井技术的熟悉和认可程度的增加，他们要求得到更多的服务。从而使得当初的保护套式水平井测井技术逐渐演化成为目前使用最普遍的非保护套式（或称湿接头式）水平井测井技术。这种湿接头式水平井测井技术可使用常规电缆测井中使用的任何仪器。目前，几乎所有的水平井测井都采用湿接头式。 随着近来钻井定向技术的提高，水平井测井技术通常应用于大位移井或水平井的施工。由于钻

11、井和泥浆系统工艺的提高，保护套式工具的运用已大大减少。 然而，水平井测井并不是简单地把测井仪连到钻杆的末端再把它们下到井里，而是解决了许许多多的难题： 第13页/共118页水平井测井技术水平井测井技术- -发展过程发展过程信息传递：仍然采用测井电缆给仪器供电并把地层信息返回到地面系统。仪器居中：钻杆沿下井壁推送仪器，使下井仪在井眼中不易居中。极板贴井壁问题：钻杆使仪器串不像电缆测井时那样容易旋转，这将导致极板有时不能紧贴井壁。仪器安全问题：钻杆可轻易地压坏或弄弯下井仪。深度问题：深度如何控制。循环泥浆问题：当仪器和钻具下入井中时，钻机必须能随时循环泥浆；如果出现紧急情况，如井喷，电缆必须能够提

12、出来，便于井队处理事故。第14页/共118页水平井测井技术的使用条件水平井测井技术的使用条件 在一般垂直井和井斜较小的斜井中测井时，用绞车通过电缆把测井仪器下放到井底，然后上提测井，此时由于仪器与井壁的摩擦力、泥浆浮力等远小于仪器的自重，因此，仪器靠自身的重力就可以顺利地下至井底。测井电缆在常规测井中有两个作用：其一，下放和上提井下仪器；其二，把地面仪器发出的指令传递给井下仪器，为井下仪器供电和把井下仪器采集到的测量信号传输到地面仪，即在井下仪器与地面仪器之间传递信息。第15页/共118页水平井测井技术的使用条件水平井测井技术的使用条件 随着井斜角的逐渐增大，井下仪器与井壁的摩擦力Ff也不断增

13、大，井下仪器向井底方向运动的分力FB逐渐减小（图3）。当井斜角增大到约65时，井下仪向井底方向运动的分力FB减小到一个临界值，即该分力约等于井下仪器与井壁的磨擦力，这时，井下仪器再也无法借助于自身重力向井底方向运动，测井电缆下放井下仪器的作用消失。因此在井斜角大于65的大斜度井和水平井中，必须借助外力将井下仪器推至井底，以便进行测井。 从图21可以看出：FfKFNKFGsin FB=FGcos第16页/共118页水平井测井技术的使用条件水平井测井技术的使用条件式中：Ff井壁与井下仪器之间的磨擦力；F由井下仪器所受重力造成的使井下仪器向井底方向运动的分力；F井下仪器所受重力；F由井下仪器所受重力

14、造成的使井下仪器垂直于井壁方向运动的分力；井斜角 另外，在井眼状况比较恶劣的情况下，如：台阶、缩径、键槽、狗腿、大肚子、扭方位等也会造成仪器遇阻，使得常规测井无法进行。 第17页/共118页水平井测井技术的使用条件水平井测井技术的使用条件 为了解决这些难题，国内外各专业测井服务公司经过不断探索，相继研制出了用于起下常规电缆测井系统（包括井下仪器和测井电缆）的辅助工具（水平井工具），这些工具的研制成功为我们进行各种不同类型的大斜度定向井、水平井、复杂井、疑难井的测井提供了强有力的保障。 目前，胜利测井公司已经拥有湿接头式、保护套式两种类型的裸眼井水平井测井工具，能够根据用户的不同需要，完成大斜度

15、定向井、水平井、复杂井、疑难井等的测井任务，为顾客提供优质服务。我们也曾多次到外部市场为客户提供水平井测井服务和进行技术输出，赢得了用户的一致好评，取得了明显的经济效益和社会效益。第18页/共118页水平井测井技术分类水平井测井技术分类 近年来，随着大斜度定向井和水平井数量的不断增加，国内外各专业测井服务公司已经研制出了许多用于起下常规电缆测井系统（包括井下仪器和测井电缆）的辅助工具，这些辅助工具可大致分为两类：一类是钻杆输送电缆测井钻杆输送电缆测井工具；另一类是挠形管（又称蛇形管）输送电缆测井挠形管（又称蛇形管）输送电缆测井工具。与此同时，国内外一些钻井服务公司和专业测井服务公司已经相继研制

16、成功了无电缆随钻测井仪，并且在大斜度定向井和水平井的钻探过程中得到了广泛的应用，对水平井市场构成了一定的冲击。这里结合咱们公司现有水平井测井工具给大家介绍钻杆输送电缆测井技术钻杆输送电缆测井技术。第19页/共118页钻杆输送电缆测井技术钻杆输送电缆测井技术 目前，国内外主要有两种类型的钻杆输送电缆测井技术有两种类型的钻杆输送电缆测井技术。一种是主要由湿接头、旁通短节等组成的湿接头式钻杆输送湿接头式钻杆输送电缆测井技术电缆测井技术，具有代表性的有斯伦贝谢公司的困难条件测斯伦贝谢公司的困难条件测井 系 统 （井 系 统 （ T L C ST L C S ） 和 哈 里 伯 顿 公 司 的 仪 器

17、推 进 系 统哈 里 伯 顿 公 司 的 仪 器 推 进 系 统（TOOLPUSHERTOOLPUSHER）、西方阿特拉斯公司的西方阿特拉斯公司的PCLPCL。另一种是主要由仪器保护套和旁通短节等组成的保护篮筐式钻杆输送电缆保护篮筐式钻杆输送电缆测井技术测井技术，具有代表性的是胜利油田测井公司研制胜利油田测井公司研制的SPC-1型保护篮筐式钻杆输送电缆测井技术保护篮筐式钻杆输送电缆测井技术。胜利测井公司在借鉴吸收国外湿接头式水平井测井技术的基础上，研制出了湿接头式水平井测井工具（水平井引导仪），在实际的测井施工中获得成功，到目前为止，已完成了近百口井、二百个井次的水平井测井任务。第20页/共1

18、18页湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术（图4）主要主要由由旁通短节旁通短节、过渡短节（公头外壳）过渡短节（公头外壳）、井下快速接头（公头总成）井下快速接头（公头总成）和和泵下接头泵下接头（泵下枪总成）（泵下枪总成）组成（图5），还包括一整套完备的辅助工具辅助工具（图6a）、（图6b），共同完成水平井施工。第21页/共118页湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术- -工作原理工作原理 仪器串由过渡短节连接到钻杆底部，用钻杆把仪器输送到测量井段顶部，然后，电缆通过泵下接头与井下快速接头在泥浆中完成对接连结到仪器串上，因此这种连接通称湿

19、联接，这两部分通称湿接头。电缆由旁通短节側孔进入钻杆内腔，旁通短节以上的电缆在钻杆外面，旁通短节以下的电缆在钻杆里面，旁通短节不能离开套管。湿连结完成后，对仪器供电检查，固定电缆夹，仪器串由钻杆一次一柱输送过整个测量井段，然后，上提测井。电缆旁通短节钻杆套管钻杆泵下接头过渡短节井下快速接头仪器串图4第22页/共118页湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术- -主要装备主要装备过渡短节泵下接头（图5）旁通短节井下快速接头第23页/共118页湿接头式水平井测井技术湿接头式水平井测井技术- -辅助设备辅助设备偏心短节防灌短节导向胶锥加强保护套间隙器（图6a）（图6b）张力短节旋转短节柔性短节

20、第24页/共118页主要装备主要装备- -旁通短节旁通短节 为电缆进出钻杆提供通道，并在电缆与仪器连接成功后，将电缆固定好，实现钻具与绞车的同步运行。由于旁通短节以上的电缆在钻具的外面，旁通短节不能离开套管，以免损坏电缆，所以，一次最多测量长度为套管长度（图7）。侧孔是电缆进出通道，并配以密封总成共同完成对钻具内泥浆的密封；设有放置电缆夹和固定剪切螺栓的地方。电缆夹密封总成剪切螺栓图7第25页/共118页旁通短节附件旁通短节附件- -密封总成密封总成 由压紧螺丝、扶正钢垫、防喷阀、密封胶垫等组成。固定到旁通短节侧孔内，防止泥浆自钻杆内溢出；防止电缆在旁通短节内壁切断；紧急情况电缆自旁通短节拉出

21、后堵死侧孔，防止泥浆溢出。图8第26页/共118页旁通短节附件旁通短节附件- -电缆夹、剪切螺栓电缆夹、剪切螺栓 电缆夹具有夹紧电缆、保持电缆与钻具同步运行的作用，从而保证测井深度的准确性（图9）。 剪切螺栓具有额定的剪切力，使用一定数量的剪切螺栓，不但能保证绞车与钻具的同步运行，而且能够做到万一出现井下事故，电缆及时从井中拉出，便于井下事故的处理（图10）。图9图10第27页/共118页主要装备主要装备-过渡短节（也叫公头外壳）过渡短节（也叫公头外壳） 将仪器连接到钻杆底部，备用循环孔，便于泥浆随时循环，内部配有扶正筒，为泵下接头扶正导向（图11 ）.扶正筒循环孔仪器串锁紧弹簧加强保护筒图1

22、1第28页/共118页主要装备主要装备-井下快速接头（公头总成）井下快速接头（公头总成） 为湿接头公头部分，固定在过渡短节内腔下端，与仪器串顶部相连，由导向键、锁紧弹簧、公插头和公头主体组成。导向键能使泵下接头旋转到既定位置；锁紧能将泵下接头锁住，并可在一定拉力下松开；公插头用来完成电缆与仪器之间的电气连接（图12）。图12锁紧弹簧公插头导向键仪器串公头主体第29页/共118页主要装备主要装备-泵下接头泵下接头 也称泵下枪总成，为母湿接头部分。顶部扶正器起扶正作用；加重杆增加泵下接头重量，可根据湿接头对接处井斜角的大小，确定接入加重杆的数量；泵下枪由钢外套与母插头组成。钢外套顶部内壁上设有固定

23、装置，固定电缆头，它的底部呈斜面状，在斜面顶部设有与井下快速接头中导向键、锁紧弹簧相匹配的缺口；电缆缆芯靠绝缘插针与母插头连结，母插头靠充满绝缘油的双层橡胶套与外界隔离，并按预定位置定位在钢外套下端内腔中，以便与井下快速接头的公插头对接无误（图13）。 固定电缆部分母插针母插头缺口扶正器泵下枪枪尾图13第30页/共118页主要装备主要装备-泵下接头母头总成泵下接头母头总成第31页/共118页 湿接头工作原理湿接头工作原理 泵下接头靠自重或泥浆柱压力快下放，经过渡短节内扶正筒扶正，到达井下快速接头顶部，泵下接头底部钭面首先与导向键接触，产生一旋转力矩，扭力及重力共同作用使泵下接头旋转并下放直到既

24、定位置，完成湿接头公头与母头的机械和电气连接，这就是湿接头的工作原理。图14湿接头对接过程第32页/共118页辅助设备辅助设备 包括井下张力、旋转短节、偏心环节、调整短节、柔性短节、井口张力显示器、导向胶锥、加强保护套等。第33页/共118页辅助设备辅助设备井下张力：井下张力：用于测量井下仪器串所承受的拉力和压力，因此，有了它，我们就可判断是钻具遇阻遇卡还是仪器遇阻遇卡，如果井队指重计有遇卡或遇阻显示而井下张力显示正常，就可断定是钻具遇卡或遇阻而不是仪器串。 井下张力测量部位强度较弱，必须机械上隔离钻具，不要在井下快速接头下面直接连接井下张力，应在它上面接一柔性短节，以消除钻具从侧面施加的力，

25、因为当钻具经过弯曲井眼时，钻具施加给井下张力向一侧弯曲的力足以损坏井下张力。如果井下张力必须接在井下快速接头下端，就必须在其测量部位放置一保护装置，保护装置只在上部用螺丝固定，不会影响井下张力测量仪器串所受的拉力和压力。第34页/共118页辅助设备辅助设备旋转短节：旋转短节：旋转短节采用滑环结构使仪器串在两个方向上自由旋转，可以放在仪器串的任何位置。把它放在仪器串的顶部，就能消除来自钻具的旋转力矩 ，使仪器免受损坏；在大井眼施工中，与偏心短节一起使用，若放在偏心短节顶部，将有助于仪器串中带极板的装置转到井眼底侧，在大斜度定向井和水平井中，只有极板处于井眼底侧，才能保持极板与井壁最亲密、最有效地

26、接触。因此，旋转短节对于带极板仪器有效地获取数据非常有用。 第35页/共118页辅助设备辅助设备偏心短节：偏心短节：接在仪器串中，能使偏心短节以下的仪器部分偏离偏心短节以上部分34英寸。调整偏心短节内部键槽使其下半部外侧与极板在一直线上并放在一旋转短节下面，偏心短节以下仪器串就会受偏心的重力作用发生旋转将极板转至井眼底侧。 第36页/共118页辅助设备辅助设备柔性短节：柔性短节：柔性短节可协助仪器串弯曲10度或20度但仪器本身不弯曲，保证仪器性能的稳定，可根据不同情况配接在仪器串的不同位置。由于仪器本身不能通过钻具经过的轨迹，仪器要在中间部分弯曲，柔性短节的引入使得仪器串随钻具下推时能够适应井

27、眼轨迹并顺利通过井眼。把它连接在仪器串的顶部可帮助仪器在机械上与钻具隔离；仪器串中不仅含有需居中的仪器，还有需偏心的仪器，在两类仪器之间接入柔性短节，有助于于这些仪器间的相互隔离，使各仪器性能互不影响，以便每支仪器都用自己特有的方式工作并获取最佳原始资料。第37页/共118页 井口张力显示器：井口张力显示器：放在井台上协助司钻和钻工控制下放和上提钻具速度，确保仪器安全和满足测井要求。因为它能实时显示仪器串受力情况，便于及时采取相关措施，这对水平井施工来说非常重要。井下张力比钻井队配备的指重计读数准确、灵敏度高，这一点也非常重要，因为有的仪器在5000镑压力下就会变形或折断。辅助设备辅助设备第3

28、8页/共118页导向胶锥间隙器导向胶锥间隙器 水平井施工中必须使用很硬的永久性的橡胶制品，因为仪器串是用钻具推送的，软橡胶产品在仪器运行过程中极易撕裂或折断。水平井施工采用与常规电缆测井时一样的导向胶锥，便于仪器串顺利沿轨迹找到井眼，间隙器一方面用于避免仪器串在大斜度井眼中的磨损，另一方面用于测井仪在井眼中的居中和定位。辅助设备辅助设备第39页/共118页辅助设备辅助设备加强保护套：加强保护套：对仪器连接部位和其它薄弱环节加以保护，从而大大增强仪器串抗弯曲能力，保护仪器的安全。 第40页/共118页辅助设备辅助设备 测井时，可根据仪器串最大钢性长度、不同仪器在井眼中的特有姿态、遵循仪器之间互不

29、影响、仪器串的薄弱环节要加固的原则，将各种辅助工具配置在仪器串的不同位置，发挥出每种仪器的最佳工作状态，达到取准取全资料的目的。第41页/共118页湿接头式水平井测井技术作业规范湿接头式水平井测井技术作业规范 施工前的准备施工前的准备 施工过程施工过程 过去遇到的问题过去遇到的问题 设计仪器串设计仪器串 水平井电缆头重做步骤水平井电缆头重做步骤第42页/共118页施工前的准备施工前的准备 对于水平井测井技术作业而言，施工前的准备是成功的关键。施工前的准备工作涉及到许多方面，而这些工作在常规测井中是遇不到的。在水平井施工中，准备工作一个小小的误操作就可导致30小时以上的时间浪费，为避免这种情况的

30、发生，就要把做好施工前准备工作当作每次水平井测井至关重要的一部分。第43页/共118页施工前的准备施工前的准备- -测前信息（你需要知道什么）测前信息（你需要知道什么）井深套管长度测量井段：井深套管长度测量井段：为了确定测井时湿接头的对接次数，需要知道井深、套管深度以及测量井段。因为旁通短节不能离开套管，所以水平井施工每一次最大测量长度为套管的长度。知道这些数据后就可计算出对接次数，从而列出清单，清单上的消耗料应大于所需数量，还应包括一些备用件。套管尺寸钻头尺寸：套管尺寸钻头尺寸：选择仪器串、旁通短节以及公头外壳时，必须考虑套管尺寸和钻头尺寸。这对于需要居中的仪器来说也是至关重要的。 第44页

31、/共118页最大造斜率及曲率半径：最大造斜率及曲率半径：为确定仪器不发生弯曲的最大刚性长度，必须知道最大造斜率以及曲率半径，这也是仪器串设计中的一部分内容。记住，这仅是设计的曲率半径，在钻井过程中会或多或少的偏离这个值，要做好一切准备，因为有可能当钻完井后最大刚性仪器长度会变短一些。钻杆尺寸连接类型最小内径：钻杆尺寸连接类型最小内径：钻杆尺寸和连接类型（丝扣类型）决定了钻杆与旁通之间和钻杆与公头外壳之间是否需要转换接头以及所需的转换接头的大小和丝扣类型，钻杆串的最小内径（包括钻铤 、加重钻杆以及转换器）应大于2-1/2英寸，因为泵下接头外径为2英寸。施工前的准备施工前的准备- -测前信息（你需

32、要知道什么）测前信息（你需要知道什么）第45页/共118页最大井斜：最大井斜：井在什么地方井斜最大在仪器串的设计和工作计划制定时是必须知道的。如果最大井斜小于等于65度，就可尝试先用电缆下放的方式测量。如果只有井底超过65度，也可先尝试自由下落。井斜大小也决定了泵下接头的设计。测量项目：测量项目：预先知道测量项目，有重点地做好准备和计划，直到上井前才准备仪器串通常会出现着急忙乱的现象，仪器串的准备应在最后的工作准备之前完成。要尽量提前弄清任何及所有可能的仪器组合。施工前的准备施工前的准备- -测前信息（你需要知道什么）测前信息（你需要知道什么）第46页/共118页钻井过程中曾经出现的情况：钻井

33、过程中曾经出现的情况：钻井过程中出现的任何情况，在动身前都应清楚，否则，到井场后就不可能有充足的准备，以至影响测井的正常进行。施工前的准备施工前的准备- -测前信息（你需要知道什么）测前信息（你需要知道什么）第47页/共118页旁通短节的选择：旁通短节的选择：旁通短节决不能进入裸眼井段，要记住旁通短节的最大尺寸（外径）受套管内径的限制。其他应注意的是旁通短节必须比钻杆粗，这样钻杆就不会贴着井壁，至少保持一个单根比旁通细，防止钻杆挤坏电缆。 如果不能获得合适尺寸的旁通短节，需使用一个小外径钻杆的转换接头，此接头至少10英尺长，置于旁通的上面。这种方法已经被应用并证明对防止旁通以上电缆被挤坏是十分

34、有效的。这种方法曾成功地把旁通推到井斜80度的井段而没有损坏电缆。使用小外径转换接头必须经钻具公司批准，因为它是钻具中的一个弱点。 施工前的准备施工前的准备第48页/共118页仪器最大刚性长度：仪器最大刚性长度：在井眼中最大程度不弯曲的仪器长度。只有尽可能地保证单个仪器不发生形变，才能保证仪器的正常工作。配制仪器串时应该计算出最大刚性长度并决定该井是否可用所需的仪器串进行测量。 仪器串最大刚性长度可用下面的公式进行预算： L2(R+Bit)2-(R+OD)212 L：最大刚性长度 R：井眼的曲率半径 Bit：钻头尺寸（英尺） OD：最大仪器外径（英尺） 曲率半径可由造斜率来计算： R5729.

35、66B B：每100英尺井斜变化量施工前的准备施工前的准备第49页/共118页实例：实例：一客户询问：造斜率为每100英尺43度，钻头尺寸为6英寸或8.5英寸，能否进行测井？如果仪器最大外径为4.5英寸，那么最大刚性长度是： R5729.66/B=5729.66/43=133.25 对于6英寸钻头，L2(133.25+6/12)2-(133.25+4.5/12)21/2=11.56英尺 对于8.5英寸钻头，L2(133.25+8.5/12)2-(133.25+4.5/12)21/2=18.88英尺 可见，对于相同的仪器，钻头越大，刚性长度越长，测井成功的可能性就越大。施工前的准备施工前的准备第

36、50页/共118页 前面已提到，施工前的准备是成功进行水平井测井的重要因素。该项工作一个小失误可导致30小时以上的时间浪费。对于水平井施工来说，充分的准备工作包括以下内容：与客户间联系：与客户间联系：必须与客户保持好联络。施工前的最后时刻，测井程序的一个变化将使测井人员措手不及，要确保所有可能的仪器串组合成功可靠，工作前所需信息可以得到并准确无误。通讯系统：通讯系统：在水平井施工过程中，钻台与测井操作室的即时联系是至关重要的。水平井施工前，必须保证通讯系统工作可靠。施工前的准备施工前的准备- -车间准备车间准备第51页/共118页下井仪的准备：下井仪的准备：由于水平井施工所用仪器串通常比常规电

37、缆测井的仪器串长，因此在车间就应把仪器连成一串进行检查测试和刻度。大多数情况下，客户将要求一次尽可能多的仪器组合，因为这样可节省时间。 施工前的准备施工前的准备- -车间准备车间准备第52页/共118页水平井工具的准备：水平井工具的准备：由于在多数地区很少进行水平井测井水平井工具可能生锈或很散乱，如果可能，水平井工具应该存放在特制的箱子里并应保证随时能用。施工后的维护对于保持设备处于待命状态是非常重要的。 所有的小部件都应组装在一起并对其检查和检验。所有的丝扣都应上油并随时可用。 应该准备充足的间隙器和扶正器以及其它备用件。因为这些设备将由钻杆输送，常常有间隙器和扶正器掉入井中或被损坏，由于钻

38、井的指重计是不灵敏的 ，钻工很难从他的指重计中看出来这种变化。 准备旁通短节及公头外壳与钻杆之间的转换接头，一些客户将给你提供这些工具，但多数客户却不是这样。施工前的准备施工前的准备- -车间准备车间准备第53页/共118页 给旁通短节、公头外壳、下井仪器等准备安全可靠的提升帽。 施工前应最少准备两个湿接头公头与三个母头总成。工具箱中钻台上使用的设备以及重做电缆头部件，母头配件等都需要列清单并检查。施工前的准备施工前的准备- -车间准备车间准备第54页/共118页施工过程施工过程- -测前安全会议测前安全会议 水平井施工必须首先召开测前安全会议。通过测前安全会议，使钻井队协助施工人员对施工流程

39、及注意事项有一个大致的了解，加之施工时测井队留守井口人员的监督指导，就能保证测井过程的顺利进行。参加会议人员包括：参加会议人员包括：所有HSE人员（HSE人员应监控整个施工过程）、测井队长（或操作工程师）、测井监督、现场地质监督、钻井队长、技术员、司钻、钻工、泥浆工、机房工以及水平井施工涉及的其它人员。第55页/共118页安全会议内容：安全会议内容：安全是最重要的，某个小的失误就可导致大量时间的浪费甚至财产的损失，因此，安全会议的内容应包括得全面一些：1、地质监督介绍井下地质情况，并提供测井所用相关数据；钻井队长或技术员讲解井身结构（如井深、钻头尺寸、套管程序、最大造斜率等）、钻井过程中曾经出

40、现的复杂情况以及目前钻机系统运行状况；定向井公司提供井斜数据表。2、测井队长或操作工程师向参加会议人员讲解施工过程及对钻井的要求：2.1 从仪器的价格、放射性的危害性以及下井仪相对于钻具的脆弱性等方面阐述水平井施工的特殊性，提高参加水平井施工人员的重视程度，让他们形成一个施工中每一步都要听从测井人员指挥的意识。施工过程施工过程- -测前安全会议测前安全会议第56页/共118页2.2 确定仪器串下放的底部临界深度，以便留有一定的安全距离，避免出现下井仪器串遇阻导致井下张力突然增大的现象。2.3 钻井队技术员根据测井操作工程师提供的仪器串和水平井工具长度，设计好钻具输送程序并准确计算出相应深度。2

41、.4 旁通短节以下的所有钻具在下井前必须用符合测井要求的通径规通一遍，清除钻具内的岩屑和污物，以利湿接头的对接（或下井仪器下入保护套中）。2.5 水平井施工时，必须将井口方转盘销死，特殊情况必须使用方转盘时，须经测井同意并采取一定的防范措施，使用完毕后立即销死。 施工过程施工过程- -测前安全会议测前安全会议第57页/共118页2.6 钻具下放速度严格控制在：套管中15 m/min，裸眼中9 m/min，以便提供足够的遇阻反应时间，保证仪器串（或保护套）的安全，遇阻不要超过2 t（保护套遇阻不要超过5 t）。2.7 严格按设计的钻具输送程序下钻，并由钻井队技术员对所下钻具编号和计数，确保深度的

42、准确性。2.8 井斜角大于30（）时，单靠泵下枪自身重力已不足以完成湿接头对接（或下井仪器下入保护套中），此时需接方钻杆，依靠钻井液的压力完成湿接头的对接（或下井仪器下入保护套中），井斜角越大，钻井液压力要相应提高。循环泥浆时，必须使用过滤网，另外，为防泥浆在上提测井时自钻具溢出，最好提前在泥浆中加入适量重晶石粉。 施工过程施工过程- -测前安全会议测前安全会议第58页/共118页2.9 下放测井时，必须根据电缆出入井口位置调整好吊卡的方向，并根据需要随时将钻具内灌满泥浆。2.10 上提测井时，钻井队要将钻具上提速度调整到适合测井的速度，起步要平稳，每一柱快完时要适当降低提速，以便钻具提到吊卡

43、刚好放入的位置。2.11 为确保电缆的安全和测井作业的顺利进行，井口的一切操作，包括钻具的上与卸、液压大钳的来回运动、钻具吊起和放在井架上、吊卡的操作等都必须避开电缆。2.12 施工时，遇有未交代清或无把握的情况，钻井队要及时询问测井队井口操作手、队长或操作工程师。施工过程施工过程- -测前安全会议测前安全会议第59页/共118页1 检查泵下枪与导向筒是否匹配，导向筒是否正确放置。2 检查公、母湿接头的通断与绝缘。3 检查锁紧弹簧是否处于最佳状态，检查锁紧装置与泵下枪缺口的匹配性。4 检查仪器保护套锁定定位装置是否处于正常状态。 施工过程施工过程- -现场水平井工具检查第60页/共118页1

44、测井车按规定在井场摆放，执行有关安全措施。2 安装天地滑轮：将天滑轮挂在天车台正前方的横梁上，吊天滑轮的绳套要承受10 t以上拉力，天滑轮吊升过程中，所有钻台人员必须撤离井口；地滑轮用专用链条固定在井口正前方的钻台横梁上，上端用吊升设备或缆绳拉直；张力计安装在天滑轮或地滑轮上。3 用作业机配合测井施工时，应有吊车配合吊天滑轮，吊车吊挂力大于50 kN。 施工过程施工过程- -设备和仪器串准备第61页/共118页施工过程施工过程- -设备和仪器串准备4 电缆穿过天地滑轮，通过马笼头连接在仪器串上，供电检查仪器工作情况，对相关仪器做测前刻度。5 在地面系统的电缆分配面板上，用万用表测量每根缆心及缆

45、心之间的电阻值，作为湿接头对接成功与否的参考。6 在井口使用下井仪器组装台和卡盘，按顺序连接仪器串（保护套法测井，将保护套依次连接下井，然后接钻具）。7 仪器串连好后，接马笼头，供电检查仪器工作正常后，断电。第62页/共118页施工过程施工过程- -设备和仪器串准备8 装源（井口装卸源时，钻井队必须有人配合操纵吊装设备），装源时必须将井口盖好。9 装源后，给仪器串供电，再次确认仪器工作状态。10 一切正常后，断电，卸掉马笼头，在仪器串顶部接过渡短节（公头外壳），在过渡短节顶部接钻具。 第63页/共118页1 1 仪器串（或保护套）下到预定深度仪器串（或保护套）下到预定深度1.1 钻井队严格按规

46、定的钻具下放速度，按预先设计的钻具输送程序，将仪器串（或保护套）送至测量井段的顶部。 施工过程施工过程第64页/共118页2 安装泵下枪总成安装泵下枪总成2.1 在钻井队下钻的同时，测井队剁掉电缆鱼雷，在电缆头上依次穿入密封总成各个部件，然后电缆自旁通短节侧孔穿入，从旁通短节底部引出，把密封总成各部件固定在旁通短节侧孔内。2.2 在电缆头上做水平井测井专用鱼雷，将做好的鱼雷固定在泵下枪内，将电缆缆心与湿接头母头插针对号连接，用密封硅脂涂抹插针连接处，将湿接头母头固定在泵下枪内，按湿接头对接处井斜角的大小接入相应数量的加重杆和扶正器。 施工过程施工过程第65页/共118页3 3 湿接头对接（仪器

47、串下入保护套中）湿接头对接（仪器串下入保护套中） 3.1 钻井队下钻到预定位置后通知测井队，测井队井口操作手上钻台，指挥钻井队操纵起吊设备将旁通短节吊至井口上方15 m处，指挥绞车操作手操纵绞车将泵下枪（保护套法测井的仪器串）吊起悬停在井口上方，绞车深度面板置零，然后缓慢下放电缆，井口操作手将泵下枪（或仪器串）放入钻具水眼内，然后，指挥钻井队将旁通短节慢慢放下并安装在钻具上。3.2 绞车操作手操作绞车以6090 （m/min）的速度下放电缆，下放电缆的同时，绞车操作手和操作工程师要随时注意深度表和指重表读数的变化，直到完成湿接头的对接（或仪器串下入保护套中并定位），这是湿接头对接处井斜角较小时

48、的操作。施工过程施工过程第66页/共118页3.3 当对接处井斜角较大时，泵下枪离公头大约100 m时绞车操作手停止下放电缆，井口操作手指挥钻井队将方钻杆接到旁通短节顶部，然后，将旁通短节下入井口以下5m左右，钻井队开启泥浆循环泵，用一定压力的干净泥浆冲洗湿接头公头，待电缆张力比静止状态有明显增加时，绞车操作手操纵绞车以6090 （m/min）的速度下放电缆，同时，操作工程师将万用表表笔连接在电缆分配面板的供电缆心上，密切注视湿接头公、母头接通后的变化显示，对接成功后，根据电缆长度的不同万用表可有200600（）的阻值显示，当井下湿接头对接成功后，绞车操作手停止下放电缆并通知井队停泵。3.4

49、如果湿接头对接（或仪器串下入保护套中并定位）后绞车深度与钻具深度不一致或误差太大，要查明原因后再决定下一步工作程序。施工过程施工过程第67页/共118页施工过程施工过程3.5 湿接头对接（或仪器串下入保护套中并定位）后绞车深度与钻具深度不一致或误差太大的原因：泵下枪没有对零；对接点计算出错；钻具与电缆之间的拉伸差别；电缆在对接后的停止点；钻具下错；不正确的钻具记录。3.6 如果万用表读数与在地面检查时不一致，就可能存在对接不到位或短路现象，此时应查明原因或重新对接。3.7 确认湿接头对接成功（或仪器串下入保护套中并定位）后，操作工程师给下井仪器供电，检查仪器工作状态，对相关仪器做测前刻度，并通

50、知井口操作手开始下一步工作。 第68页/共118页4 电缆夹的固定和电缆的导向电缆夹的固定和电缆的导向4.1 井口操作手指挥钻井队将旁通短节提出井口，卸掉方钻杆湿接头对接（或仪器串下入保护套）位置井斜角较小时，不需要此步操作。4.2 井口操作手指挥绞车操作手向钻杆内放入一定数量的电缆，将旁通短节侧孔以上50 cm电缆擦干净，将电缆夹固定在电缆上。4.3 将电缆夹用剪切螺栓 一般采用4个剪切螺栓，总剪切力为28500 N（6400 lbs） 固定在旁通短节固定槽内。4.4 检查电缆夹夹紧电缆的程度：在电缆夹顶部电缆上作一记号，钻台工作人员撤到一旁，启动绞车施加8900 N（2000 lbs）的拉