水 平 井 测 井 技 术 应 用

12引言油htwtwＬh控油范围油层厚度直井水平井水平井泄油面积大于直井3一、水平井的类型造斜曲率的不同可以影响测井仪器串上设置柔性短节的数量，使仪器本身能通过钻具所经过的轨迹。小曲率半径水平井中曲率半径水平井大曲率半径水平井根据造斜井段的曲率半径，水平井可分为三个类型4小曲率半径水平井中曲率半径水平井大曲率半径水平井造斜曲率为<10°/30m曲率半径为900-300m造斜曲率为10°-23°/30m造斜曲率为>23°/30m曲率半径为300-150m600-1500m450-600m60-120m曲率半径为150-60m一、水平井的类型56(一〕泵出法水平井测井工艺1、泵出法测井工艺的根本原理〔1〕在钻具底部连接母卡子；〔2〕电缆穿过旁通进入钻杆，与下井仪器串连接；〔3〕翻开泥浆泵，缓慢加压，将下井仪器泵送到钻具底部，使公、母卡子实现对接；〔4〕按测井速度上提钻具，从而带动测井仪器移动，完成测井过程。72、泵出法水平井测井工艺的优缺点(1)优点：设备本钱低、操作简单，解决仪器故障时间短。(2)缺点：a)对钻具要求太高，极易使仪器卡在钻具中；b)无法在仪器上加装扶正器、偏心器等辅助设备；c)只能完成有限的测量工程。8〔二〕钻杆输送式电缆测井系统

钻杆钻杆输送式测井系统主要有：斯伦贝谢公司的TLCS系统、哈里伯顿公司的

TPL系统和西方阿特拉斯公司的PCL系统。9

〔三〕挠性管输送电缆水平井测井10

电缆爬行器〔四〕爬行器输送电缆水平井测井11

井眼钻杆测井仪器12水平井测井工艺优缺点比较

优缺点

测井工艺优点缺点湿接头式钻杆输送1.可使用所有测井仪器2.可在任何井斜角中进行1.需钻井方配合，测速慢2.深度误差大，测井资料质量低3.接湿接头对接有时不成功挠性管输送1.不需要与钻井方配合2..不需要湿接头对接3.可把挠性管与井下仪器拉开，便于打捞。1.挠性管的强度有限，仪器串不能太重，测量井段不能太长。2.主要适应于套管井中作业。爬行器输送1.适用于任何测井仪器。2不需要与钻井方配合。3.不需要湿接头对接。由于爬行器的动力有限，目前仅适应于套管井中作业。随钻测井1.可实时测井。2.不需要电缆。3.资料受泥浆侵入影响较小1.数据传输率低，曲线条速和采样率受限制，数据精度差。2.井下仪器有限，测井项目少。3.测井费用太高，一些新方法的推广较难。13三、钻杆输送式测井系统仪器串通过一个公头外壳连接到钻杆上仪器下井演示演示中钻杆套管公头外壳测井仪器公头总成钻台油层〔一〕TPL水平井测井工艺1、测量原理14〔一〕TPL水平井测井工艺仪器下井演示演示中套管钻杆公头外壳测井仪器公头总成由钻杆把仪器送到目的层顶部15电缆通过旁通短节进入钻杆内腔，与泵下枪总成连接，然后旁通短节与钻杆连接。演示中套管钻杆公头外壳测井仪器公头总成旁通短节电缆泵下枪〔一〕TPL水平井测井工艺仪器下井演示16演示中电缆在钻杆里电缆在钻杆外旁通短节套管钻杆公头外壳测井仪器公头总成母头下枪在裸眼井中，电缆不能处在套管外，因而，旁通短节不能出到套管以下。〔一〕TPL水平井测井工艺由于这个连接一直是在钻井液中完成的，因而通常称为“湿式连接〞。仪器下井演示17演示中当湿接头锁紧装置连接好后，对仪器供电并检查“对接〞是否成功。然后由钻杆把仪器送过目的层，一次下一个立柱，完成下测测井。套管钻杆公头外壳测井仪器公头总成电缆母头下枪旁通短节〔一〕TPL水平井测井工艺仪器下井演示18演示中演示结束套管电缆旁通短节钻杆公头外壳测井仪器公头总成母头下枪固定电缆水平井测井工具主要由旁通和湿接头组成。测井仪器串中配置有张力短节、旋转短节、柔性短节、偏心器、刚性电极、导向胶锥、爬行器等。〔一〕TPL水平井测井工艺19TPL系统的组成〔1〕旁通总成〔2〕公头外壳〔过渡短节〕〔3〕公头总成〔4〕泵下枪总成20防喷结构镙丝孔保护电缆的开口护帽快捷式压紧镙丝和密封件锁定力为5400磅的电缆夹板旁通总成21公头外壳连在钻杆的末端锁定钩的锁定力为2000lb,保障不脱枪短节上设有纵向、横向通道,即循环泥浆,又防止根部沉砂公头外壳22公头总成固定于公头外壳内并与仪器串的顶部连接导向键使泵枪旋转至既定位置插针带有电气连接公头总成23泵下枪总成电缆压紧装置扶正器加重杆电缆鱼雷母插头泵下枪—固定电缆—

增加泵下接头重力—

连通电缆—

起扶正作用—

与井下快速接头公插头对接—

与井下快速接头中导向键、弹簧锁紧装置相匹配，确保可靠对接即湿接头总成泵下枪总成靠自重或开启泥浆泵快速下放，到达公头总成顶部，泵下枪端头双曲率面首先与导向键接触，产生一旋转力矩，转至缺口，然后依靠重力或压力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。243、TPL测井常用的辅助设备及功能偏心短节旋转短节井下张力柔性短节井口显示器导向胶锥爬行器25用于带有极板的或带有探头的仪器组合中；使仪器串中偏心短节以下局部仪器的中心轴线偏离上部仪器串和钻具约2cm(3/4英寸)；与其他辅助设备配合，保证极板贴紧井壁。偏心短节26旋转短节与偏心短节、爬行器等一起使用，可帮助仪器串中带极板的仪器转到井眼的底侧，与井壁紧贴；防止因钻杆转动而导致仪器串的转动。

27井下张力它和钻台显示器一起使用，确定是钻杆受力还是仪器串受力；用来测量井下仪器串所受的拉力和压力；28柔性短节用于多数仪器串的顶部用来减少钻杆对仪器串的侧向负荷；用在仪器串中不同位置来使仪器居中或偏心；用于较高造斜率的井眼来增加仪器串的柔韧性。29井口显示器井口显示器放到井口供钻工使用，它能显示出仪器串的受力情况；与井口通信系统一起使用，能使钻工很容易地控制测井速度。30导向胶锥导向胶锥连接在仪器底部，帮助仪器串找到井眼轨迹。31爬行器与旋转短节、偏心短节一起使用，确保仪器探头〔极板〕始终与井壁紧贴。32四、3700系统在水平井中的应用图1：声波—双侧向—放射性组合仪器串图〔总长约46米〕1、湿接头过渡短节〔Φ159×1950〕2、柔性短节〔Φ89×700〕3、刚性电极〔3×Φ89×5500〕4、旋转短节〔Φ89×1000〕5、张力短节〔Φ90×1140〕6、引向器〔Φ110×390〕7、爬行器〔Φ140×1200〕8、补偿密度〔Φ123×3300〕9、旋转短节〔Φ89×1000〕10、自然伽玛〔Φ89×2040〕11、补偿中子〔Φ89×2130〕12、PCM〔Φ86×1560〕13、双侧向电子线路〔Φ89×1870〕14、电极系〔Φ92×3580〕15、声波线路〔Φ86×3250〕16、声系〔Φ86×3800〕17、缓冲胶锥〔Φ89×500〕〔一〕仪器串连接方式33四、3700系统在水平井中的应用图2：声波—感应—放射性组合仪器串图〔总长约31米〕1、湿接头过渡短节〔Φ159×1950〕2、柔性短节〔Φ89×700〕3、张力短节〔Φ89×1140〕4、旋转短节〔Φ89×1000〕5、自然伽玛〔Φ89×2040〕6、引向器〔Φ110×390〕7、爬行器〔Φ140×1200〕8、补偿密度〔Φ123×3300〕9、旋转短节〔Φ89×1000〕10、补偿中子〔Φ89×2130〕11、PCM〔Φ86×1560〕12、声波线路〔Φ86×3250〕13、声系〔Φ86×3800〕14、感应线路〔Φ86×1950〕15、线圈系〔Φ89×5400〕16、缓冲胶锥〔Φ89×500〕〔一〕仪器串连接方式343700系统所测辽河某水平井局部回放图〔二〕资料解释处理353700系统所测辽河某水平井局部剖面图36辽河某水平井井眼轨迹平面投影图37辽河某水平井井眼轨迹三维立体图38辽河某水平井大斜度段井筒轴向剖面储层评价成果图39辽河某水平井水平段井筒轴向剖面储层评价成果图40五、SDZ-3000快速测井平台在水平井中的应用1、SDZ-3000快速测井平台概述41五、SDZ-3000快速测井平台在水平井中的应用2、SDZ-3000快速测井平台组合方式〔带放射性〕图3：快速测井平台大满贯仪器组合图〔总长约：36米〕1、湿接头过渡短节〔Φ159×1950〕2、柔性短节〔Φ89×700〕〔37扣〕3、刚性电极〔3×Φ89×3500〕4、转换短节〔Φ89×300〕5、柔性短节〔Φ89×750〕6、张力短节〔Φ89×1450〕7、3020线路〔Φ89×2450〕8、3030绝缘短节〔Φ89×500〕9、3040声波探头〔Φ89×2200〕10、3050旋转短节〔Φ89×1000〕11、3060双侧向〔Φ89×3270〕12、柔性短节〔Φ89×750〕13、3090中子仪〔Φ89×2180〕14、3070连斜线路〔Φ89×1810〕15、爬行器〔Φ140×1200〕16、旋转短节〔Φ89×1310〕17、3081推靠器〔Φ124×2950〕18、缓冲胶锥〔Φ140×500〕42五、SDZ-3000快速测井平台在水平井中的应用3、SDZ-3000快速测井平台组合方式〔不带放射性〕图4：快速测井平台仪器组合图〔总长约：29米〕1、湿接头过渡短节〔Φ159×1950〕2、柔性短节〔Φ89×700〕〔37扣〕3、刚性电极〔3×Φ89×3500〕4、转换短节〔Φ89×300〕5、柔性短节〔Φ89×750〕6、张力短节〔Φ89×1450〕7、3020线路〔Φ89×2450〕8、3030绝缘短节〔Φ89×500〕9、3040声波探头〔Φ89×2200〕10、3050旋转短节〔Φ89×1000〕11、3060双侧向〔Φ89×3270〕12、30A0井径〔Φ89×2200〕13、3070连斜线路〔Φ89×1810〕43SDZ-3000快速测井平台所测辽河某水平井局部回放图4、资料解释处理441、水平井工具：〔1〕公司目前具备泵出法和湿接头法水平井测井施工能力；〔2〕现拥有湿接头〔TPL/PCL〕工具共11套，其中有1套可满足Φ70小井眼仪器使用；〔3〕到2006年初，公司水平井工具将配备到12套，可同时满足10-12个小队上井。2、作业小队：公司有34个测井小队和22个射孔小队具备独立完成水平井测井和射孔作业的能力，只要配备水平井工具就可随时上井。453、水平井裸眼测井：〔1〕拥有外径为Φ89、Φ70的各类下井仪器，能够完成多种工程的测井任务；〔2〕公司现拥有1套先进的LWD随钻测井系统，2006年将再引进2套。4、水平井生产测井：〔1〕俄罗斯水泥密度〔GR-GR〕；〔2〕电磁探伤等工程测井；〔3〕井温、压力、碳氧比等工程。5、水平井射孔：能完成外径为Φ89mm—Φ177.8mm的所有套管井的射孔任务。4647七、近两年水平井完成情况48七、近两年水平井完成情况2005年3月，公司EXCELL2000小队在新疆塔里木油田成功完成了超深水平井—-哈得171C井的测井任务。该井导眼井深5260米，水平井井深5623米，水平井测量井段达600米。小队采用湿接头式测井工艺，经过近50个小时的连续奋战，井下工具一次对接成功，下井一次取全取准了甲方要求的全部资料。该井的成功完成，不但稳固了辽河测井在新疆测井市场的占有份额，而且也填补了辽河测井水平井测井的一项空白。裸眼水平井应用实例：49七、近两年水平井完成情况辽河冷平一井：定向射孔，连续射孔5次，射开厚度212.9m。枪型：89枪/89弹；孔密：16孔/m。陕北延长油矿双平1井：定向射孔，施工三次，第一次利用内定向四相位射孔，后两次采用三相位射孔，枪型：102枪冀东油田庙101－平2井：定向射孔枪型：102型防砂射孔枪；孔密：30孔/m水平井射孔应用实例：50七、近两年水平井完成情况冷平1水平井射孔施工现场我公司研制的水平井射孔器陕北双平1水平井射孔施工现场51八、水平井测井存在的主要问题1、资料质量的控制问题水平井测井时，影响资料质量的环节很多，对资料质量的控制比较困难。尤其是声波曲线质量，为了保证仪器居中测量，在声系上，我们需要加装多个橡胶扶正器，这样在仪器的下放和上提过程中，就会有很多泥饼粘贴在声系的发射和接收探头上，导致声波曲线异常。〔一〕测井公司自身存在的问题52八、水平井测井存在的主要问题2、有些新增测井工程目前无法完成〔1〕在裸眼水平井中，无法实现岩性密度和自然伽玛能谱仪大满贯组合测井和进行地层测试；〔2〕在套管井水平井中：无法进行含水、流体密度、流量测量；〔3〕用于小曲率半径和小井眼水平的测井仪器以及配套辅助设备正在完善中，目前还无法投产使用。53八、水平井测井存在的主要问题3、关于水平井测井的协调问题要保证每口水平井都能平安、高效、优质完成，做好测井方和钻井方的各种协调工作是非常重要的环节。从近两年水平井测井现场施工情况来看，协调工作还有许多需要完善的地方。54八、水平井测井存在的主要问题1、钻井液〔泥浆〕问题近两年，由于泥浆中存在杂物，造成对接失败就有10余次，既造成对接工具的损坏，又增加了占井时间；2、起下钻速度问题起下钻速度掌握不好，很可能导致仪器在下放过程中遇阻损坏或在仪器上提测量过程中出现曲线抖跳。〔二〕钻井方存在的问题55九、水平井测井的改进意见和要求〔一〕关于资料质量控制1、精心挑选性能较好的下井仪器和测井设备进行水平井测井作业，并加强对这些仪器设备的维护保养；2、对于声波资料质量控制，解决的具体思路是：〔1〕设计新型胶皮扶正器，保证仪器在下放和上提时，泥浆〔或泥饼〕能够分散开，而不聚集在声波探头上；〔2〕试用聚能声波仪或改变声系的发射和接收源距，来增强声波的发射和接收能量。56九、水平井测井的改进意见和要求〔二〕关于水平井测井现场施工57九、水平井测井的改进意见和要求〔二〕关于水平井测井现场施工2、制定应急措施：针对TPL系统在施工中可能出现的意外情况，如卡钻、井喷等，作为应急手段，该系统在电缆上设计了三处弱点。58九、水平井测井的改进意见和要求〔二〕关于水平井测井现场施工在旁通上：一般用三个螺栓固定电缆卡子，每个螺栓能承受的拉断力为810Kg(1800磅)，即三个螺栓总共可以承受2430Kg(5400磅)的拉断力；在锥筐处：弱点的设计是根据所选用的铠装钢丝的数目确定的，每根钢丝的拉断力乘以钢丝的数目即得到总的拉断力，一般此处的拉断力设置为1350-1800Kg(3000—4000磅)〔选用9-12根钢丝〕；在湿接头处：泵送接头与快速接头锁定装置在900Kg(2000磅)的拉力作用下可以脱开。59九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求1、关于钻具：〔1〕对钻具的种类、数量、长度、编号要一清二楚，确保深度的准确性；〔2〕旁通短节以下的钻杆应尽量防止变径；〔3〕下钻前，必须使用直径大于泵下枪外径的通径规清洁钻杆内壁上岩屑、铁锈等杂物。60九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求61九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求3、关于钻井液〔泥浆〕：〔1〕水平井测井作业前，必须加筛眼为4mm的振动筛及钻具泥浆滤网循环泥浆，保证井眼内的泥浆干净、无杂物；〔2〕备用的重泥浆也必须使用过滤网过滤后，方可使用。62九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求4、关于起下钻速度：〔1〕下钻速度要严格控制，套管中不超过15米/分，裸眼井中不超过9米/分；〔2〕遇阻时下压不能超过2吨，有遇阻显示时，应立即停车，并及时通知测井人员。63九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求〔3〕下测时：下钻速度尽量均匀，并根据需要随时向钻具内灌满泥浆，以确保湿接头对接牢靠；〔4〕上测时：井队应按测井方的要求上提钻具，起步应平稳，每柱的最后一扣的高度要以能刚好放入吊卡为准。上测时，严禁钻具下放，以免损坏仪器。64九、水平井测井的改进意见和要求〔三〕对钻井方的要求5、关于天、地滑轮的安装：〔1〕钻井队应协助测井队将天滑轮挂在天车台正前方的横梁上，吊天滑轮的绳套应承受10吨以上的拉力；〔2〕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