水平井固井质量测井施工工艺分析

吴依东 张光洲 马营

摘要：随着我国油气勘探开发及试采技术的不断提高，钻井设备性能的大幅提升，大斜度井、水平井在现阶段油田开发中已经成为常态。水平井固井质量的好坏影响着油气井的开采率和寿命，然而在水平井测井过程中仪器无法靠自身和电缆的重力到达目的层段。因此水平井固井质量测井需要借助特殊工艺来完成。目前常用的水平井固井质量测井工艺主要有三种：湿接头钻具传输测井工艺、爬行器输送测井工艺、无缆存储式传输测井工艺。各种工艺都有其自身属性，测井现场需要根据井深结构选择合适的施工工艺。

关键词：水平井;固井质量;测井;工艺

引言

国内石油开采业的发展如今正面临着开采环境越来越差的问题，许多油藏因为自身的储层物性和埋藏深度比较特殊，所以无法应对直井开采要求。对此有必要利用水平井钻井开采技术，这种方法能够很好的控制生产成本。当然该技术的应用需要考虑钻井液驱替效率、下套管串以及井眼状况差一类的状况。以上问题对于水平井固井质量的影响十分突出，会导致施工效率降低。为了解决这一情况就需要加强水平固井技术研究，提升技术水平，保障水平固井技术能够发挥最大价值。

1水平井固井施工技术

（1）井眼净化

为了确保套管能够顺利到达井下位置就需要做好井眼净化工作。套管下入之前需要根据有关规定组织生产，要严格控制通井作业内容和部分。水平井的造斜段、水平井段以及阻卡井段要使用划、冲一类的方法确保水平井井眼足够通畅。实践中要根据具体情况使用短起下钻与分段大排量循环结合方法提升井眼规则性。除此之外这种做法还能够破坏井下的堆积岩屑床。在钻头到达井底之后要尽量增加钻井液循环力度，以免振动筛出现砂子这种物质。要确保井底的碎屑能够被钻井液运送到地表。对于水平井大斜度和水平段，可以用下放塑料球的方法，通过这种手段控制套管摩擦阻力。

（2）套管设计

①弯曲半径。通常来说水平井造斜段的井眼曲率非常高，为了保障下管顺利就需要精准精算弯曲半径，确保弯曲半径小于井眼的弯曲情况，确保套管下入顺利。②阻力监测。钻井过程中套管下入会受到弯曲井段局部阻力带来的井壁、套管摩擦力。水平井全角变化对于局部阻力的影响十分明显[2]。全角变化受水平井经验影响。套管下入过程需要考虑其和井壁的摩擦系数问题。引发摩擦的原因很多比如井眼岩屑床、泥浆等等。摩擦系数的计算十分复杂，属于综合性系数。一定要经过测试、对比与分析后判断摩擦系数，不断修正与调整，保障准确性，确保套管下放顺利。

2影响水平井固井质量因素分析

2.1存在岩屑床、胶结质量差

水平井钻井中一个最大的安全隐患就是存在岩屑床，无论采取何种方式进行钻井施工，岩屑床都会存在，只不过岩屑床形成的厚度不同而已。岩屑床不仅对水平井钻井影响大，对水平井固井的影响也是非常大的，虽然在下套管固井之前已采取了一系列技术措施，如模拟套管串结构的通井、大排量洗井、在有阻卡井段进行充分划眼等等，但是仍然没有完全破坏岩屑床，这些没有被破坏携带出井筒的岩屑床和岩屑颗粒不仅影响水泥浆的顶替效率，同时还会影响水泥浆与井壁之间的胶结质量，影响水平井固井的质量。

2.2套管居中

由上述分析知道，在水平井的水平段施工中会形成窄环空，从而使得在水平井的水泥浆注替环节靠近井眼下侧的位置钻井液以及水泥浆的驱替效率相对较低，而且也经常会出现窜槽的现象，使得固井的质量也受到严重的影响。而由于套管受重力影响比较大，扶正器也会出现严重的收缩变形现象，从而使得套管的居中效果不够理想，因此，需要对弹性扶正器要不断地提升其强度系数，这样就能够极大地增强其自身的支撑力，同時最大程度地减少扶正器因为重力作用的影响而产生的收缩以及变形量，另外，合理地利用刚性较强的扶正器能够极大地增强其对套管的支撑力，同时也能直接提升套管的居中性。但是扶正器刚性的不断增强会导致套管在下入的过程中受到的摩擦力大幅增加，又为套管下入带来了新的问题，为了有效地解决上述问题，可以在扶正器设计的过程中采取扶正器刚性、弹性交替放置的形式。这样既能充分保证套管的居中性，同时又能有效地减少套管下入过程中产生的摩阻问题。

3水平井固井质量测井施工工艺

3.1湿接头钻具传输测井工艺

湿接头钻具传输测井工艺现场施工主要分为五个步骤。第一步：把测井仪器通过水平井工具连接到钻具底部，然后通过钻具把测井仪器下到目的层深度;第二步：将电缆穿过旁通短节，电缆头连接好湿接头的母枪，正确连接旁通短节及辅助工具。第三步：下放电缆，准备湿接头正常对接，确认对接成功之后，供电检查井下仪工作状态，做好测井准备。第四步：接钻具按照测井速度要求开始下测井，完成下测之后再进行上测。第五步：测井完成之后拔脱湿接头，收完电缆，井队起出钻具之后井口拆卸测井仪器。湿接头钻具传输测井工艺能够满足所有井斜的井型，包括下侵井眼（井斜低于90度）和上翘井眼（井斜大于90度，目前常见的井斜可达105度上下）。由于采用钻具或油管传输，可较好地克服摩阻问题，保证仪器能够达到目的层深度。测井过程中由于使用电缆测井，可实时监测测井资料和仪器性能。但由于套管环空有限，随着水平段长度的不断增加，采用湿接头传输测井容易发生电缆挤伤事件，从而导致测井失败。同时此种工艺测井耗时较长，需要钻井队密切配合我方施工。

3.2进行管串结构优化

管串结构的优化既会影响套管的安全下入，也会影响整个固井的顶替效率。在管串结构优化中主要对扶正器的种类、数量和间距进行优化。如果扶正器加入数量过多，那么套管的居中度就会有所提高，但同时下套管的摩擦阻力也会增大，因此需要应用固井管串软件对管串结构进行优化，以保证套管居中度在67%以上、套管安全下入的摩擦阻力最小为目标进行系统优化设计。同时对于具备条件的单位可以应用漂浮接箍与塞浮箍下套管工具。

3.3无缆储存式传输测井

无缆储存式传输测井是通过变扣将井下仪连接在钻具或连续油管下方，通过钻具传输或连续油管传输，将井下仪下送至目的层位置，待电池启动工作后开始上提钻具或连续油管完成测井资料录入的施工工艺。其核心是通过地面系统、深度系统和井下仪的时间信息，实现地层深度、测井信息的匹配，目前已经成为各大油田水平井固井质量测井的首选测井工艺。无缆储存式传输测井的关键是做好电池启动时间设置和深度系统跟踪，从而完成深度时深转化。它和湿接头钻具传输测井相比最大的优势是不需要电缆，可以实现无缆测井，更加安全。相比较爬行器测井，钻具传输或连续油管输送，其下送动力大于爬行器，可实现更大井斜的井型测井（如上翘井眼）。由于采用电池工作，每节电池的工作时间有限，一般在一百小时左右，我们需要做好电池工作时间记录，确保电池剩余电量可以胜任测井施工时间，保证测井资料的完整性。无缆储存式传输测井属于盲测，测井过程中无法得知仪器工作状态，只有仪器起出井口进行拆卸后，从存储单元下载数据，才能知道测井资料是否齐全准确。

结语

在科技的支持下如今我国水平井固井这种技术已经获得了瞩目的成就和成绩。可是在使用水平井固井这种技术的过程中问题仍旧十分突出。为了尽可能提升水平井固井质量，就需要严格参照实际状况，深入研究关键技术，了解工程实际所需和各种材料特征，这对提升我国水平井固井有效性来说意义重大。

参考文献：

[1]刘文章.水平井固井质量影响因素分析与提升对策探讨[J].石油和化工设备，2019，22（08）：123-124.

[2]刘成贵.非常规油气水平井固井关键技术研究与应用[J].石油钻采工艺，2013，35（2）：48-51.