蔣建平，羅榮，崔光，梁玉明，羅鳳鳴

（中石化西北油田分公司工程監(jiān)督中心，新疆 輪臺841600）

0 引 言

塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏是在大型古隆起上經(jīng)過多期構(gòu)造巖溶作用形成風(fēng)化殼和斷裂的整裝塊狀油田，儲集空間多以裂縫、孔、洞及其組合為主。因此類儲層風(fēng)化殼發(fā)育、鉆井液密度窗口窄、油氣顯示活躍等原因造成每年都有近百口井出現(xiàn)易噴易漏情況。此類井在作業(yè)過程中給各個施工環(huán)節(jié)都帶來了較大的井控安全風(fēng)險。鉆井工程無論是井控裝置，還是應(yīng)急處置技術(shù)等，針對此類井都建立了較完善的井控工藝措施。但測井工程受到許多條件的限制，未能系統(tǒng)形成相應(yīng)的井控配套工具及處置手段。

趙元良等［1］提出了利用液面監(jiān)測技術(shù)和測井電纜懸掛技術(shù)配套使用保證易噴易漏條件下的測井施工安全；趙平等［2］針對氣體鉆井、泡沫鉆井等特殊鉆井工藝過程中提出利用電纜防噴器保證井口安全。本文通過相關(guān)基礎(chǔ)試驗，結(jié)合近年來塔河油田測井施工的實際情況，對常規(guī)裸眼井測井作業(yè)過程中的井控工藝技術(shù)進(jìn)行了探討與總結(jié)。

1 測井作業(yè)過程存在的井控風(fēng)險及難點

在常規(guī)測井作業(yè)過程中，電纜是提供信號傳輸通道和儀器運動牽引力（電纜測井）的關(guān)鍵裝置。但在井控應(yīng)急處置過程中，由于電纜與鉆具結(jié)構(gòu)上存在本質(zhì)區(qū)別、電纜在應(yīng)急剪斷后帶來的次生風(fēng)險、部分測井井控裝置設(shè)計上存在缺陷等原因，使測井作業(yè)過程中存在3個方面的井控風(fēng)險及難點。

1．1 井口電纜密封困難

井控應(yīng)急處置時，保證井口密封是關(guān)鍵。鉆井井控裝置能夠進(jìn)行電纜密封的僅有環(huán)型防噴器，但未有文獻(xiàn)或試驗結(jié)論對環(huán)型防噴器密封電纜的承壓能力及密封效果進(jìn)行闡述。在鉆具輸送測井過程中，電纜與鉆具同時存在，環(huán)型防噴器此時亦不能有效進(jìn)行密封。

1．2 電纜應(yīng)急剪斷后處理復(fù)雜

經(jīng)查閱中國部分油田公司的井控細(xì)則［3－4］，推薦做法是在發(fā)現(xiàn)溢流后，直接剪斷電纜，按照空井狀態(tài)進(jìn)行處理。電纜一旦剪斷，若井內(nèi)高含硫化氫、放空段存在較大溶洞或是砂泥巖裸眼井段過長，后續(xù)處理將較為復(fù)雜；如果帶有放射性源，一旦無法打撈出井，將帶來巨大的環(huán)境保護(hù)壓力。同時，在鉆具輸送測井作業(yè)時，剪斷電纜后，如果旁通外電纜過長，因受鉆具外環(huán)空間隙限制，后續(xù)處理手段也十分有限。

1．3 部分測井井控裝置設(shè)計上存在的缺陷

2009年以前，塔河油田曾在試油防噴器上安裝測井電纜防噴閘板作為井口電纜密封裝置。在現(xiàn)場使用過程中，該裝置由于設(shè)計上的缺陷，存在2個方面問題：①現(xiàn)場無法進(jìn)行井口試壓；②該裝置設(shè)計之初是考慮應(yīng)用于手動防噴器上不具有在關(guān)井過程中使電纜自動居中的功能。對于目前使用的液壓防噴器，由于關(guān)井速度非?？欤陔娎|還未達(dá)到居中位置時就已經(jīng)關(guān)閉，致使電纜剪斷。該裝置在2008年TKA井使用時在關(guān)井過程中將電纜剪斷。

2 測井作業(yè)過程中井控工藝技術(shù)

2．1 井筒條件需滿足的要求

常規(guī)電纜測井和鉆桿輸送測井作業(yè)時，由于井口密封對象不同，一旦出現(xiàn)溢流，處置手段也存在較大差異。在塔河油田，存在井控風(fēng)險的井在測井施工前，井內(nèi)往往表現(xiàn)為持續(xù)井漏或有較活躍的油氣顯示。因此，如需進(jìn)行測井作業(yè)，必須滿足2個要求。①持續(xù)井漏的井，應(yīng)利用液面監(jiān)測技術(shù)或其他手段確定漏失速度，為測井作業(yè)過程中灌漿量提供依據(jù)，以保證井筒內(nèi)鉆井液柱高度足以平衡地層壓力。②如果井內(nèi)有較活躍的油氣顯示，應(yīng)根據(jù)油氣上竄速度，計算出安全穩(wěn)定時間。塔河油田要求安全穩(wěn)定時間滿足測井作業(yè)時效的1．5倍以上，才能進(jìn)行測井施工。

在計算油氣上竄速度時，傳統(tǒng)的計算方法包括遲到時間法和容積法。這2種計算方法在理論上都是正確的，但其涉及到的關(guān)鍵參數(shù)如遲到時間、鉆井泵排量等的精確程度，對計算結(jié)果的準(zhǔn)確性有很大影響［5］。因此，需要對計算方法修正，以計算出精確的安全穩(wěn)定時間。文獻(xiàn)［5－7］已經(jīng)對修正方法進(jìn)行了闡述。

2．2 電纜測井井控工藝

2．2．1 井口電纜的密封

從井口控制的角度分析，電纜測井井控的關(guān)鍵在于對電纜的密封和剪斷電纜后對電纜頭的固定。

塔河油田井口防噴器組合一般為環(huán)形防噴器＋單閘板防噴器＋雙閘板防噴器或是環(huán)形防噴器＋雙閘板防噴器＋雙閘板防噴器。在出現(xiàn)溢流情況后，必須使用環(huán)形防噴器對測井電纜進(jìn)行密封。為了確定出環(huán)型防噴器在有測井電纜存在情況下的承壓能力等相關(guān)參數(shù)，工區(qū)在井控車間進(jìn)行了環(huán)型防噴器的承壓試驗。

試驗所用工具為已使用半年的CAMESA 11．8 mm電纜和FH35－35／70上海神開生產(chǎn)的環(huán)型防噴器。試驗過程中，通過使用不同的關(guān)井油壓進(jìn)行高、低壓密封試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1。

通過試驗數(shù)據(jù)可以得出3點結(jié)論。①環(huán)型防噴器不論是在井口高壓、還是低壓情況下都可以對電纜進(jìn)行密封承壓。②通過試驗可以看出，環(huán)型防噴器關(guān)井油壓在10MPa左右時，不能完全對電纜進(jìn)行密封承壓；而15MPa左右時能完全對電纜進(jìn)行密封承壓。因此，在現(xiàn)場應(yīng)急處置情況下，應(yīng)通過手動調(diào)壓閥將遠(yuǎn)控房環(huán)型防噴器關(guān)井油壓調(diào)至15MPa（現(xiàn)場一般要求關(guān)井油壓為10．5MPa）。③環(huán)型防噴器經(jīng)過多次開、關(guān)后，仍能保證承壓能力及密封效果。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)急處置時，應(yīng)使用可以多次開、關(guān)環(huán)型防噴器。

根據(jù)試驗結(jié)論，在電纜測井過程中出現(xiàn)溢流情況后，應(yīng)及時關(guān)閉環(huán)型防噴器，通過平推壓井將井內(nèi)處理穩(wěn)定后再打開環(huán)型防噴器起出電纜和儀器。

表1 試驗數(shù)據(jù)

2．2．2 剪斷電纜后電纜頭的固定

如在使用環(huán)型防噴器封井后仍不能控制井口，應(yīng)該立即用電纜懸掛器（見圖1）卡住電纜，用液壓斷纜鉗剪斷電纜后下放天滑輪，鉆井隊搶下防噴鉆具后通過關(guān)閉半封閘板進(jìn)行應(yīng)急處置。電纜（包括測井儀器）與鉆具一同下井時，下鉆深度以與電纜重合長度不超15m為宜，否則可能因電纜堆積引起卡鉆或電纜破損［1］。

圖1 電纜懸掛器設(shè)計圖

為了縮短應(yīng)急處置的時間，測井隊?wèi)?yīng)在施工前準(zhǔn)備分體式液壓斷纜鉗、T型卡，并將電纜懸掛器及其楔塊分開后放置鉆臺上備用；鉆井隊將雙母接頭及旁通閥與防噴單根連接好，置于井架上備用［1］。

2．3 鉆具輸送測井井控工藝

2．3．1 井口僅有鉆具存在

在鉆具輸送起下儀器過程中，井口僅有鉆具存在，此時，一旦出現(xiàn)溢流險情，可按照鉆井井控操作流程，關(guān)半封閘板后實施關(guān)井壓井作業(yè)。但需要注意的是，對于可能存在井控風(fēng)險的井進(jìn)行鉆具作業(yè)時，在起下儀器過程中，應(yīng)分段頂通循環(huán)，保證公頭外殼水眼暢通，防止水眼堵塞給后續(xù)壓井作業(yè)帶來困難。

2．3．2 井口有鉆具與電纜同時存在

當(dāng)對接完成后進(jìn)入測井階段時，井口鉆具與電纜是同時存在的，通過井控車間試驗發(fā)現(xiàn)，環(huán)型防噴器此時不能有效對其進(jìn)行密封。當(dāng)出現(xiàn)溢流情況后，只能剪斷電纜后關(guān)閉半封閘板實施壓井作業(yè)。但如果貿(mào)然剪斷電纜不使之固定，電纜落入鉆具和套管間的環(huán)空后，后續(xù)處理將異常復(fù)雜。目前鉆具輸送時使用的橡膠電纜固定夾不僅安裝時間長，而且擠壓力較小。因此設(shè)計了一種快速固定電纜裝置（見圖2）。該裝置利用快速自鎖結(jié)構(gòu)和頂絲將其本體固定在鉆具外，使用楔形壓板固定電纜。

圖2 快速固定電纜裝置示意圖

在測量過程中發(fā)生溢流情況后，及時剪斷電纜通過該裝置將其快速固定在鉆具上后，搶接防噴單根后實施關(guān)井壓井作業(yè)。

在起下對接槍的過程中，如果出現(xiàn)溢流情況，可根據(jù)對接槍深度和溢流量大小，采取起出對接槍或直接剪斷電纜后搶接防噴單根后實施關(guān)井壓井作業(yè)。此時，如果采取剪斷電纜的方式進(jìn)行處理，由于剪斷后的電纜處在鉆具水眼內(nèi)，考慮到使用正循環(huán)壓井方式會使電纜在水眼中堆積而造成后續(xù)處理的復(fù)雜，一般推薦使用平推壓井法進(jìn)行處置。

3 特殊作業(yè)過程中井控工藝技術(shù)

在易噴易漏地層中進(jìn)行穿心打撈、電纜或儀器打撈作業(yè)時，也存在井控風(fēng)險。在進(jìn)行電纜或儀器打撈作業(yè)時，井口鉆具和正常鉆井過程是一致的。在出現(xiàn)溢流情況后，按照鉆井井控操作流程處理。但在穿心打撈過程中，受到測井電纜的限制，相關(guān)處置措施會有略有差異。

在穿心打撈下鉆過程中，如果出現(xiàn)溢流，應(yīng)將電纜、加重桿和快速接頭母頭從鉆具水眼起出，將快速接頭公頭通過C形循環(huán)擋板卡在鉆桿頂端后搶接防噴單根后實施關(guān)井壓井作業(yè)。此時需要特別注意的是，由于打撈筒尚未到達(dá)儀器頂部，在關(guān)井前搶接防噴單根后不能活動鉆具，防止電纜斷裂。

在儀器進(jìn)入打撈筒后起電纜過程中，如果出現(xiàn)溢流，應(yīng)及時將電纜從井口剪斷，搶接防噴單根后實施關(guān)井壓井作業(yè)。如果在儀器進(jìn)入打撈筒后起鉆過程中發(fā)生溢流，由于目前使用的卡瓦或三球打撈筒在撈獲儀器后均不能循環(huán)，只能在搶接防噴單根后采取平推壓井進(jìn)行處理。

4 結(jié)論與建議

（1）通過系統(tǒng)完善測井井控工藝，塔河油田先后完成了近30井次漏失、油氣活躍等存在井控風(fēng)險井的測井施工任務(wù)，在確保井口安全的前提下為后續(xù)儲量計算、地層評價提供了可靠測井資料。

（2）通過井控車間基礎(chǔ)試驗，得出環(huán)型防噴器在密封電纜時的關(guān)井承壓能力、穩(wěn)壓時間、壓降等各項參數(shù)，為電纜測井過程中溢流情況的處理提供了理論依據(jù)。電纜懸掛器和快速固定電纜裝置能夠達(dá)到剪斷電纜后安全、高效固定電纜的目的。

（3）對于油氣上竄速度過快、安全穩(wěn)定時間不能滿足測井要求的井，或是鉆井地質(zhì)設(shè)計評價為高壓油氣井需要進(jìn)行測井施工時，考慮到環(huán)型防噴器井口承壓能力和相關(guān)測井井控應(yīng)急操作需要一定時間，因此，不建議使用常規(guī)測井工藝，而應(yīng)該改用無電纜儲存式測井工藝或隨鉆測井工藝。

（4）通過與鉆井工程井控工藝進(jìn)行比較，由于測井電纜的存在，使井口密封受到諸多限制。因此，可以考慮設(shè)計安裝在鉆井防噴器上的測井電纜防噴閘板，使其同時具有在快速關(guān)井過程中使電纜自動居中和密封電纜的功能。

（5）測井施工過程中的井控工作是一套涉及現(xiàn)場鉆井、測井、錄井以及工程監(jiān)督等多個方面的系統(tǒng)工程，需要多方提前制定好應(yīng)急預(yù)案，對作業(yè)過程進(jìn)行密切監(jiān)控，并在復(fù)雜情況出現(xiàn)后緊密配合，才能確保井控安全。

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