应用放倒式井口环空解缠

1、应 用放倒式井口 环 空解 缠摘要陈守海中油 测井吐哈事业部环空测井是针对油田机采井而提出的一种特殊的工艺方法。将带着电缆或钢丝的测井仪器通过油管与套管之间月牙形的环形空间， 下至油井的目的层位来监测油井的相关参数简称为环空测井。美国与前苏联在60 年代就开始进行环空测井方法研究，并得以迅速开展。但由于环空测井中， 存在电缆缠绕油管的问题， 在缠绕后， 国外多采用作业机上提井口的方法进行解缠， 由于这种解缠办法费时、 费力， 制约了环空测井的发展。国内环空测井研究起始于上世纪 70 年代， 相继出现了单转式及双转式环测井口， 并在国内各大油田得到推广和普及， 为不使用大型作业机作业就能够解缠提

2、供了可能。吐哈油田的抽油机井多数井口存在压力、井身存在井斜、井内管柱结构复杂，环空测井的缠绕率达到30。历年来，解缠作业必须在油井采取压井措施后实施。 压井作业不仅影响油田产量， 而且给储积层带来一定影响。 如何采用不压井的办法进行环空解缠作业，成为吐哈测井技术人员需要攻克的一道难题。2004 年以来，根据吐哈油田抽油机井的特点，设计制造了独特的放倒式井口的工具及部件， 逐步完善了放倒式井口的功能， 并成功用于机采井的产出剖面测试。 放倒式井口的应用使环空井口的转动不再受井口防喷装置的限制， 使带压转动井口解缠成为现实。在解决了井口的转动问题后，对转动井口解缠工艺进行了研究，针对不同的缠绕情况

3、、 缠绕机理、 仪器在井内的状态进行了分析， 制定了相关的解缠工艺方法，完善成熟了环空测井带压解缠工艺技术。本文着重介绍放倒式环测防喷井口的使用及带压解缠转动工艺方法。关键词：带压解缠、井口、环空、放倒、工艺、密封19放倒式环测防喷井口装置介绍放倒式防喷井口是针对环空井口的特点而设计的一种特殊的井口防喷装置，它在仪器下井后将防喷管放倒到地面， 因此称为放倒式井口。放倒式环测井 口的部件较直立式井口复杂，它具有三种独立的密封装置，并在安装使用的程序 中各自起到不同的功用。按照其功能的不同，在结构上主要分为三个部分：1、防喷管及防喷盒5121、天滑轮2、防喷盒3、防喷管4、泄压K5、滑轮托架6、盘

4、根调节螺丝64图1：环测井口防喷管部分放倒式井口的防喷管采用直径为 50毫米的普通钢管制成，主要用于为仪器 用临时提供一个带压条件下的存放空间，在仪器下井后，它被平放到地面。防喷盒由盘根盒、橡胶盘根及调节螺丝组成。橡胶盘根为中间带孔的圆柱 形结构（见图2）,通常在盘根盒里需要放入 3-4个橡胶盘根。其密封效果取决 于调节螺丝的松紧程度。调节螺丝越紧，橡胶盘根变形越大，盘根会更紧地抱紧 铠装电缆，密封效果越好。调节螺丝要调整到能使电缆较松地移动为准，否则会抱紧电缆，致使仪器无法下井。2、动密封防喷盒L盘根调节螺蛆2.盘根盒3.橡胶盘 粮4.回流孔5.防喷盒6.注脂孔图2动密封防喷盒动密封防喷盒是

5、放倒式井口的关键密封部件。如图2,它主要由盘根盒、阻流管防喷盒及注脂孔等部件组成。动密封盒在仪器下井前位于防喷管内，仪器下井后连接在封井器上端。主要用于起下电缆时对电缆进行动密封。它采用三种方式对井内油气进行密封：、防喷盒内有一根阻流管，其内径为5.7毫米左右，略大于电缆外径（5.6毫米），具有较好的密封效果；、盘根盒密封：调节盘根调整螺丝，使盘根抱紧铠装电缆，减小电缆与盘根间的间隙，起到密封作用；、注脂密封：在阻流管及盘根密封不严的时候， 应用注脂泵从注脂孔里注入黏性较大的密封脂，使密封脂填充到电缆与阻流管内壁间的空隙里，阻止油气的溢出，起到密封作用。3、封井器图3封井器封井器是仪器下井及取

6、出过程中的过渡密封工具。主要用于对电缆进行静止密封。其关键密封部件为两个具有一定弹性的橡胶半封。 电缆在封井器内需要进 行密封时，同时从两边关紧封井器开关，带动橡胶半封紧紧抱住电缆，阻止油气 溢出。封井器的下端连接在环测井口的偏心闸门上， 仪器下井前，具上端外扣连接防喷管。仪器下井后，其上端的内扣连接动密封防喷盒（见图 4）。二、放倒式环测防喷井口的使用方法及对井口的要求过程较复杂。在安装及拆卸过放倒式井口的安装及拆卸从设计上比较巧妙，程中分别要使用防喷管、 动密封盒、 封井器三种密封方式。 按照井口的安装程序可分为井口安装及井口拆卸两个环节。1、放倒式井口安装井口安装是指将密封装置安装到井口

7、， 并应用动密封盒密封电缆， 达到电缆能够在带压条件下自由起下的安装过程。按照安装程序可以分为四个步骤：、连接马笼头将马笼头连接到电缆头时， 必须先将电缆头穿过防喷盒和动密封盒后， 才能连接仪器串马笼头。仪器串必须位于两个防喷装置的下端，才能下井。、安装封井器封井器位于整个防喷装置的最底部， 在现场首先要将封井器安装到井口测试闸门上。、安装防喷管将仪器串、 动密封盒一起装入防喷管内， 将防喷管顶部的防喷盒连接到防喷管上，然后连接防喷管到封井器上（见图 4a 防喷管树立图） 。仪器下井安装防喷管后， 打开测试闸门， 井内压力使用防喷管顶部的防喷盒密封。 仪器串下入井内环型空间约 10 米。关闭封

8、井器闸门，用封井器密封井内压力。此时防喷管与环空之间被封井器隔绝， 打开防喷管底部的泄压阀， 排除防喷管内的压力。 然后将防喷管从封井器上卸下， 平放到地面， 并取出防喷管内的动密封盒。将动密封盒连接到封井器上。 此时可打开封井器， 井内压力依靠动密封盒进行密封。 （见图 4 防喷管放倒图）完成安装，可进行仪器的起下作业。a防喷管树立图b防喷管放倒图图4、井口安装图见图4,防喷管放倒后，井口装置在转动时不受阻挡，抽油杆防喷盒与电缆动密封盒可一起整体转动，为带压解筑提供了必需条件。2、放倒式井口拆卸井口拆卸是指将仪器取入防喷管内后关紧闸门拆卸井口的过程。拆卸动密封盒当仪器取至井口法兰以下时，关闭

9、封井器闸门，用封井器密封井内压力。此 时动密封盒由于被封井器隔开，内部压力与大气压持平。可卸下动密封防喷盒。安装防喷管将平放到地面的防喷管垂直连接到封井器上。 打开封井器，此时防喷管内压 力上升到与井内压力平衡，用防喷管顶部的密封器进行密封。上提电缆，将仪器 用与动密封防喷盒一起提入防喷管内。此时，关闭井口测试闸门。防喷管内的压（见图5）力泄完后，就可完成拆卸井口防喷装置放倒式防喷井口对环测井口的要求：1、活动由壬的外沿及专用光杆防喷盒的外沿与防喷闸门的内侧在垂直方向上的间距应小于3厘米；图5半隹折则井口L常图靛 工平而呼驰承 品偏心油管社 &法兰 活劫由主&出酌n通工专用光杆

10、防喷管丸防吸同口 氧由壬 血或揩套LL侧诚孔纲雁I t3,套管四通 LL无料卡2、光杆卡离专用光杆防喷管的最小距离应大于 25厘米;3、抽油杆封井器与井口闸门的顶端间距应大于30厘米三、环空缠绕分析1、环空缠绕的定义机采井环空测井，是将带着绳索（电缆或钢丝，本文以铠装电缆为例对缠绕 进行说明）的仪器用从环型空间下到目的层位后进行测试。 在仪器用上提至井口 附近时，仪器与测试孔的电缆分别位于油套管空间窄缝的两侧， 绳索绕在油管上,致使仪器用无法通过窄缝而取出井口的这种状态，称之为环空缠绕。见图5。绳索一仪器串一测试孔油管套管图5绳索缠绕油管截面示意图2、缠绕形成的原因分析:环空缠绕的形成主要有两

11、种，一是在油管中间形成的缠绕，二是在油管尾部的导锥处形成的缠绕。、油管中间形成的缠绕仪器在下井过程中，由于井斜发生变化，导致油管月牙形的环型空间分布的走向发生变化（见图6）。仪器在下井过程中始终沿着环型空间较大的地方行走， 如图6,仪器在井斜段时，仪器绕着油管向下行进180。，电缆便绕在了油管上,发生缠绕。但是仪器用在上提过程中，由于受电缆的带动及导向作用，不一定沿 着同一方位穿过井斜处，在仪器用到井口时，电缆便缠绕在油管上。、油管尾部形成的缠绕仪器用运行到油管尾部时，由于油管尾部的重量和刚性相对较小， 仪器出环 空后，再次进入环空的方位有可能与出环空时的方位不同，导致绳索缠绕到油管上，形成缠

12、绕。见图7, a图中仪器用沿着导锥的一个方向下井，但在 b图中， 由于仪器在套管里的摆动等不稳定因素， 导致仪器从导锥的另一面进入环空，发 生缠绕。a图 仪器串出环空示意图b图 仪器串进环空示意图图7油管尾部缠绕示意图3、缠绕后的结果环空缠绕发生时,一般电缆缠绕油管不会超过一圈。 在缠绕发生后,由于仪上提电缆时，电缆器用离井口的距离较大，电缆在油管上缠绕形成的螺距很大，沿着油管向上滑动， 摩擦力较小， 从电缆张力上无法反映出来。 随着仪器串的提升，绳索缠绕螺距会逐渐向仪器串移动，并且缠绕螺距会逐渐变小。一般仪器串起至离井口 700 米左右时， 电缆缠绕螺距会包围住油管， 仪器串经过油管接箍，张

13、力会明显增大，当通过接箍后，张力又回复正常。在电缆张力曲线上，会表现为每经过一个油管接箍张力就出现跳变。 当仪器串起至井口附近时， 仪器串不能越过窄缝，仪器无法正常地起出井口。四、常规的环空解缠方法常规的环空解缠方法大致可分为两种：一是利用作业机上提井口，将仪器串提到井口以上，将缠绕解除。该方法由于受到诸多条件限制，作业成本较大，同时会影响油井的产量， 因此不常用； 二是斩断电缆解缠， 该方法要求井口没有压力。下面主要介绍斩电缆法环空解缠。斩电缆法环空解缠是以前常用的方法。对于没有套压的油井，可以直接用这种方法进行解缠作业； 对于有套压的油井， 应首先放空环空里的气体， 到井口没有压力时方能进

14、行作业； 对于井口有压力而且原油易喷出的井， 则首先要从套管中进行压井作业， 压住井内的油气， 在不发生井涌或井喷的条件下进行解缠作业。下面以电缆右旋缠绕为例，简要地说明解缠方法（见图8） ：、 转动偏心油管挂，使测试孔与套管四通的旁通出口同侧（图 8a） ； 、将电缆斩断，留长10 米左右。转动偏心管柱，到能够从旁通处看见、电缆时， 可判断电缆缠绕方向。 用一小钩从旁通处勾出电缆， 并将电缆头从测试孔拉出旁通（图 8b）、 从旁通外用力拉住电缆头，使仪器紧贴在油管上。反时针转动偏心油管挂，使电缆解缠。解缠后，仍然要使测试孔对准套管出口（图 8c ） ；、解缠后，用一根细铁丝从测试孔穿入，用小

15、钩从旁通出口勾出铁丝，使铁丝的一端位于测试孔外，另一端位于旁通外（图8d）;、将旁通外的铁丝与电缆头绑紧，然后从测试孔拉出铁丝，带出电缆头（图 8e）;、此时仪器用已经位于测试孔的正下方，可顺利地提出仪器（图 8f）;def图8斩电缆解缠示意图斩电缆法解筑法可以对绝大多数缠绕进行解缠。但由于该方法要求井口没 有压力时才能实施，条件要求比较苛刻。在吐哈油田，多数机采井的井口都存在1兆帕左右的压力，而且容易出现井涌或井喷。油田压井后不仅会直接影响油井 产量，而且也可能对地层产生破坏作用，因此该方法的使用受到限制。五、带压转动井口解缠工 艺吐哈油田的环测井口均采用单转式井口，套管外径多为5.5?,油

16、管外径一股为2.5?,在电缆缠绕油管后，环空窄缝的宽度小于仪器的外径，仪器无法通过窄缝回到测试孔电缆的一边来（图 9a）。带压解缠的唯一方法是转动偏心油管 挂，使井内缠绕的电缆通过窄缝，测试孔的电缆与仪器用保持在同一个方向， 从 而达到解筑的目的（图9b）。图b解筑后示意图带压转动井口解筑的条件：一是要井口转动灵活；二是转动井口时，井口 设备不受抽油机驴头的限制（应用放倒式井口）；三是能够有效控制井内的压力 （动密封盒密封）。绳索一仪器串一测试孔油管图a右转井口解缠示意图套管图9缠绕与解缠剖面示意图 解缠工艺流程发生缠绕时，由于井内仪器的缠绕状况及井下管柱结构的差异，需要采取不同的方式进行解缠

17、。1 、直接转动解缠以 wx3-67 井右旋缠绕为例，对解缠过程进行说明。 Wx3-67 井是温米油田的一口机采井， 2004年 8 月 9 日应用放倒式井口施工，完成测井后，仪器起至离井口 2 米处， 发生缠绕， 仪器无法取出。 决定用直接转动井口的方法进行解缠。、将仪器拉至井口附近时，使抽油机停止工作。一个人站立在井口上，用力垂直拉紧电缆，并在动密封盒上端的电缆上留下记号。、判断缠绕方向：左转或右转偏心油管挂，通过电缆记号观察电缆的运动方向。当向右转动时，电缆向外移动，可以确定为由缠绕。、转动解缠：确定为右缠绕后，只能采用顺时针转动方向进行解缠。继续拉紧电缆，向右转动一圈后，电缆松动，可向

18、下或向上移动，判断电缆已经解缠。、向上提出电缆，到不能拉动为止，试关封井器，根据封井器的关闭情况检查仪器是否已经进入测试闸门。 仪器进入测试闸门后， 就可安装防喷管， 顺利取出仪器。在转动解缠中，用力拉紧电缆的目的是为了使仪器紧贴油管和套管壁，增大仪器串与管壁的摩擦力， 在转动井口时减小仪器随油管的转动速度， 使电缆越过环空的窄缝，便可以成功解缠。但部分井在转动井口时，仪器也随着油管挂一起转动，无论转动多少圈，都无法解缠，这种情况下可采用下电缆后转动解缠的方法。2、下入电缆转动解缠以勒4-4井的解筑为例，说明该方法的解筑过程。勒 4-4井是丘陵油田的一口机采井，于2004年10月20日用放倒式

19、井口完成测井后，起至离井口6米左右时，由于缠绕仪器用无法取出。图10下电缆转动解纯示意图采用直接转动解缠时，分别向左或向右转动六圈，仍然无法解缠，分析原 因是在转动油管挂时，仪器随着油管挂一起转动，仪器用和管壁的摩擦力不足以 使仪器用停止转动。根据转动时电缆的活动状况判断该井为左螺旋缠绕（图 10a）。将仪器用下入井内30米后，逆时针转动一圈（图10b）,然后在这个方向 上提电缆，仪器用成功取出。分析：当仪器用下入井内30米后，重心在30米以下的仪器用及电缆头上， 上部电缆相对处于放松状态，相对说来此处仪器与管壁的摩擦力大于其上部电缆 与油管的摩擦力。当转动时油管挂时，仪器相对静止，转动扭距没

20、有传递到仪器 用上，首先使仪器用以上的电缆解开了螺旋状态（图10c）,再直接上提电缆就可取出仪器用3、边转动边下电缆解缠丘陵油田陵12-171井，于2005年3月9日进行环空测井，当下深到 520米时，仪器用遇阻，上提仪器至井口时发生了缠绕。 采用转动井口多圈均无法解 缠，利用先下入电缆再转动的方法也无法解缠。 根据转动井口时电缆的移动方向 判断为右螺旋缠绕。图11转动井口后下电缆解缠示意图沿着顺时针方向转动井口，每转动角度约 15。，下入一定长度的电缆。边 转动井口，边下入电缆，最后顺利地解开了缠绕。原因分析：当连续转动井口时，仪器跟随着油管作同步转动，仪器申由于受到的摩擦力很小，所以和井口

21、的转动速度相同，这样始终无法解筑。边转井 口边下电缆，在电缆下入的过程中，仪器用也一起向井下移动。由于电缆呈螺旋状，仪器用在下井过程中，方位在不断发生变化。当仪器用移动到离窄缝较近的位置时，受到套管内壁和油管外壁的挤压而增大了摩擦力（图11b）,仪器的转动受到影响，此时再继续转动井口，只是缠绕的电缆在转动，而仪器转动速度慢或是停止了转动，解开缠绕（图 10c）。六、带压解缠的效益评价及特点据统计，吐哈油田90以上的抽油机井采用5.5 英寸的套管完井，井下存在一定的井斜，井下管柱情况较复杂，致使环空测井缠绕几率达到30%左右。历年来，环空测井缠绕一直是制约抽油机井产液剖面测井或环空测试的瓶颈。放

22、倒式井口的成功应用，成功地解决了吐哈油田的带压解缠问题，环空测井工艺技术在吐哈油田取得了革命性的突破，为机采井的动态监测提供了可靠的保障。自应用放倒式井口进行环空测井带压解缠以来，在鄯善、温米、丘陵及吐鲁番等油田共成功地进行带压解缠作业20 多井次 （见表 1） ， 创造了可观的经济效益。与常规压井解缠相比较，应用放倒式井口带压解缠主要具有以下特点：1、不受压力限制，可在井口带压情况下进行解缠作业（吐哈油田机采井井口压力大多数在1 2 兆帕） ；2、不影响油井的正常生产，最低限度地减小了对油井产量的影响；3、作业费用低，省时、省力。采用常规解缠方法，需要进行压井作业，不仅成本相对较高，而且影响

23、油井产能，受到油田的限制；4、不影响储积层，不闲置仪器。压井解缠时，由于要向井内注入一定量的水，可能对储积层造成损伤。当缠绕后，油田不进行压井作业时，以前采取将测井仪器绑在井口等待处理，造成了仪器的闲置，并影响仪器的性能及寿命。5、规避解缠风险，减小损失。常规压井解缠时，必须将井口敞开，存在井涌或井喷的风险。 2004 年 5 月，陵 8-9 井采用压井后斩电缆解缠作业，当将电缆拉至旁通出口时，由于井口处于敞开状态，突然出现井涌，只好关闭井口阀门切断电缆，致使一串仪器落井。带压解筑的成功实施，消减了风险。6、增大了对环测井口的适应性，提高了仪器下井成功率。部分机采井的环 测井口由于不规范，无法安装直立式井口。而放倒式井口具有更强的适应性， 提高了在井口下井的成功率。七、环空测井的主要影响因素及结论总结近几年环空测井的经验及现场存在的问题，影响环空测井的主要因素归纳如下：1。转动式井口的活动由壬安装不过关，或使用接箍代替。导致转动困难，甚至造成松扣引起事故；2、井口采用规格较大的光杆封井器，在垂向上严重遮挡测试闸门，防