水平井测井工艺
钻杆传输水平井测井工艺研究
钻杆传输水平井测井工艺研究*****指导师傅：赵文海单位：测井二分公司C4052队2012年7月26日摘要钻杆传输水平井测井技术是油田开发中用来完成水平井测井的主要技术，在国内油田已完成了不少测井任务。
钻杆传输测井施工工艺复杂，受传输工具、井况、井深、作业方案等多方因素的影响，作业成功率低，出现问题多。
本文介绍了钻杆传输水平井测井工艺的原理，分析了常见的技术难题，并针对具体问题提出了相应措施。
关键词：水平井、钻杆传输测井工艺、。
钻杆传输影响因素AbstractPipe Conveyed Logging（PCL）is a new technique that is used to perform horizontal well logging for exploration and development in oil field. This technique has been used to complete many logging works in oil field in China. Pipe Conveyed Logging operation processes is complex, which caused by conveyed tools, hole condition, hole depth, operation method, therefore, it has a lower logging success rate, and has took place many events.This paper describes the PCL theory of horizontal well logging technology, analyses the common technical problems, and proposes appropriate measures for specific problems.Key words:horizontal well; Pipe Conveyed Logging technology; influence factors of PCL.钻杆传输水平井测井工艺研究2011年8月，我有幸来到测井公司，来到这个崭新的环境，开始走向工作岗位。
水平井测井工艺比较与测井应用
39技术应用与研究随着油田勘探开发技术的进步，水平井技术应用日益普及，通过水平井钻井技术灵活的进行井身结构变化，尽量增加油井穿越油气储层层数和长度，加大油气储层泄露面积，可以最大限度的提升油气采收率。
但是，因为井身结构等方面的原因，造成完井后的测井技术实施存在一定的困难。
因此，有必要结合各种测井技术的比较分析，对完井后测井技术实施进行一定的探究。
一、水平井测井工艺比较１．油管输送测井工艺１．１钻杆湿连接测井工艺将测井工具利用过渡短节与油管下端连接，然后利用油管将测井仪器下入待测井段，使电缆通过井下接头在钻井液中与公头总成连接。
经过电缆连接，可以使其进入油管内腔，以旁通短节为界，上部电缆位于油管以外、下部电缆位于油管内部，连接完成后进行供电情况检查并对电缆夹固定。
通过以上操作，可将测井仪器反复输送到预定井段进行测井，测量结束后可上提检测。
１．２保护篮测井工艺保护篮测井工艺主要有旁通短节和保护篮两部分，各部分间采用电缆马笼头连接，可将测井仪器保护篮连接到油管底部后输送到待测井段，在油管上部安装旁通短节后将电缆下入并连接一起，通过钻井液工作时的循环压力，将测井仪器下入保护篮内，再利用导向器和定位装置将测井仪器定位锁定。
在测井时可通过油管下放和上提实现作业目的。
１．３直推式测井工艺主要包括电缆保护头、电缆头扶正器和旁通短节三部分，也是利用电缆马笼头实现连接，可先将测井仪器进行下入作业，遇阻后将电缆拉紧，并将旁通短节连接在油管下部，将油管下入测井仪器上部后同时进行油管和电缆的下入作业，将测井仪器推送到井底部位，然后进行油管上提，实现测井仪器与旁通短节分离，再进行油管上提，将电缆的旁通短节停放在待测量井段上部，借助绞车对电缆进行上提实现测井。
２．挠性管输送测井工艺挠性管直径规格多在２５－４０毫米范围内，材料为强度较高的低合金钢，具备较高的柔性，也被称为柔性管，可以水平井测井工艺比较与测井应用肖 冰 中石化胜利石油工程有限公司测井公司【摘 要】本文探讨了水平井油管输送测井工艺，保护篮测井工艺，直推式测井工艺，挠性管输送测井工艺，水平井完井后的测井主要是对油井生产进行动态监测，从测井目的上分，主要应用于储层动态评价、套管质量检测、注入剖面测井等。
水平井测井工艺演示
水平井测井工艺演示1. 引言水平井是一种特殊的井型，其井身倾斜角度接近于水平。
水平井的应用范围广泛，可以用于提高油井的产能、延长油藏寿命等方面。
而测井作为油田勘探开发中重要的技术手段，对于水平井的测井也有着重要的意义。
本文将介绍水平井测井的工艺流程以及所需的仪器设备。
2. 水平井测井工艺流程水平井测井的工艺流程包括以下几个步骤：2.1 井筒清洗在进行水平井测井前，需要先对井筒进行清洗，以清除井筒内的沉积物、游离泥浆等杂质。
清洗井筒可以使用高压泵将清洗液注入井筒，通过冲刷的方式将井筒内的杂质清除。
2.2 井眼修整井眼修整是指在水平井的建立过程中，对井眼进行修整，使井眼直径均匀、光滑。
井眼修整可以提高后续操作的顺利进行，降低测井过程中的摩阻。
2.3 安装测井仪器在水平井测井过程中，需要选择合适的测井仪器进行测量。
常用的测井仪器有电阻率测井仪、自旋共振测井仪等。
将测井仪器沿着井筒低点方向安装入井。
2.4 进行测井操作测井操作包括测量电阻率、自旋共振等参数。
根据实际需求，可以选择不同的测井方法进行测量。
在测井过程中，仪器会通过发送信号并记录返回信号，根据信号的变化来推算地下岩石的性质。
2.5 数据处理与分析完成测井操作后，需要对所得的数据进行处理与分析。
根据测井仪器的测量结果，可以确定地下岩石的电阻率、自旋共振特征等。
通过对数据的处理与分析，可以得出有关油井的地质特征、油藏储量等重要信息。
3. 水平井测井所需的仪器设备进行水平井测井需要使用一系列的仪器设备，常用的设备包括：•高压泵：用于清洗井筒，将清洗液注入井筒。
•井眼修整工具：用于修整井眼，提高井筒光滑度。
•电阻率测井仪：用于测量地下岩石的电阻率特征。
•自旋共振测井仪：用于测量地下岩石的自旋共振特征。
•数据处理与分析软件：用于对测井数据进行处理与分析。
4. 结论水平井测井工艺是油田勘探开发过程中的重要环节，通过测井可以获取有关油井地质特征、油藏储量等信息。
水平井经验交流
二、主要的水平井工具
泥浆过滤网
开泵循环泥浆对接枪时，放置在旁通上方钻具水眼中， 过滤泥浆中混入的杂物，保证湿连接公母头在干净的泥浆环 境中对接。
二、主要的水平井工具
井口导向滑轮
固定在井口转盘上，改变电缆运动轨迹，保护电缆， 有利于钻井队拆卸钻杆立柱。
三、水平井仪器连接方式
砂泥岩剖面系列（自上而下）： 柔性短节+张力短节+旋转短节+ 自然伽马（SL1310）+补偿密度 （SL2227） +爬行器+旋转短节 +补偿中子（SL2436） +柔性短 节+连续井斜（SL1600） +补偿 声波（SL1608） +双感应-八侧 向（SL1503） +导向胶锥。此 仪器串的长度约为28.75m。
六、施工中的问题---电缆损伤
电缆是测井中地面系统和井下仪器之间的有效传输 通道，施工过程中一旦电缆损伤，测井就无法进行。 1.1天地滑轮处电缆跳槽 水平井施工时，天滑轮挂在井架高处的横梁上，四 周没有挡风设施，当刮大风且电缆松弛时很容易出现电 缆在天滑轮处跳槽。 拴地滑轮的链条如果别劲或气葫芦的吊拉绳索倾斜 角度过大，很容易使地滑轮左右偏斜而导致地滑轮跳槽 。
二、主要的水平井工具
偏心短节
偏心短节的使用可以保证贴井壁的仪器和居中的仪器串接在一起 而不影响各自的偏心、居中的测井要求。与旋转短节配合可以使密 度探头朝下，井径腿朝上，有利于密度仪器的“翻身”。目前，由 于使用了密度爬行器，偏心短节已经不大常用。
二、主要的水平井工具
密度爬行器
装在密度仪器的下端，促使密度仪器探头贴紧下井壁，保证 密度测井资料的准确性。
米 柱 单根 柱 米方入 单根 米 柱数：
侧钻井-大斜度井和水平井测井技术
（三）钻杆（油管）输送水平井测井工艺的应用
3、郭斜11井是国内首次采用水平位移方法，立足陆
地向海底延伸的重点探井，也是我国施工难度最大 的一口斜井，表层套管205米，出套管井斜就已达六 十多度且全裸眼井段稳斜，井底位移达1626米，垂 深与位移的比例为1：1.16，远高于当时1：1.02的 全国记录，采用湿接头工艺，在井下反复对接十余 次，取全取准了全部资料。 4、临盘地区临2-平1井，是我国第1口双水平井段阶 梯式水平井，该井包含两个水平段，最大井斜97° ，累计穿越油层达423.9米,由于方法得当，测井一次 成功。
侧钻水平井技术是侧钻井技术和水平井技术相结 合的结晶,不仅使老井重钻焕发青春,而且可以大幅度
提高单井产量和采收率。
分支水平井也称多底水平井,即在一口主井眼中钻
出两个或多个井眼，可以更大地增加泄油面积,提高油
藏的采收率,也有利于充分利用施工占地,减少环境污 染,对降低原油生产成本有相当好的结果。
一、水平井测井技术
大位移水平井能够钻穿更长的油层井段,可以较大 范围地探明和控制含油面积,大幅度地提高单井产量.
目前世界上水平位移超过万米的大位移水平 井已有三口,最大水平位移已达10728米(英国
WytchFarm油田的M-16spz井).
与国外相比,我国的大位移水平井技术还存在较大 差距,第一口试验井埕北21-平1井井深4837.4米,井底水 平位移3167.9米,是我国目前陆上水平位移最大的一口 大位移水平井。
一、水平井测井技术
随着定向井钻井技术水平的不断提 高，大斜度定向井、开窗侧钻井、水平 井等数量迅速增多，采用水平井测井工 艺的次数也在不断增加，推动了早期水 平井测井工艺的发展和完善，以至形成 了目前多种水平井测井工艺互相依存互 相促进互为补充的局面，为我们进行各 种不同类型的大斜度定向井、水平井、 复杂井等的测井提供了强有力的保障。
水平井测井工艺
二）湿接头式水平井测井主要工具
1. 旁通总成 辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
2. 过渡短节
3. 公头总成
4. 泵送接头总 成
1. 旁通总成
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
密封总成 电缆夹
旁通短节
上面的槽是用来放置电缆卡子的地方。 带有丝扣的通道口使电缆 进入钻杆内并具有密封作 用。 槽两侧的小孔是用剪切 螺栓把电缆卡子固定到 旁通上的地方。
四、泵出法水平井测井工艺介绍
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
2、能完成的测井项目 1）声感组合 2）放射性 3、泵出法水平井测井工艺的优缺点 1 ）优点：设备成本低、操作简单，解决仪器 故障时间短。 2 ）缺点：测井仪器从钻具水眼中穿过，所以 对钻具要求太高，还很容易使仪器卡在钻具 中；无法在仪器串中加装扶正器、偏心器等 辅助设备，无法满足仪器的居中、偏心等要 求；只能完成上述的测量项目。所以说泵出 法水平井测井技术无论在测量项目、测井安 全上还是在施工质量上都存在很大的局限性。 在这种情况下应运而生，就出现了钻杆输送 时水平井测井系统。
油层
四）TPL系统工作原理
仪器串通过一个公头外壳连
演示中
辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
到钻杆上，然后由钻杆把仪 器送到目的层的顶部。
仪器下井演示
当仪器到达目的层顶部后，
套管 钻杆 公头总 成 测井仪器
电缆通过湿接头装置与仪器 串相连。由于这个连接一直 是在钻井液中完成的，因而 通常称为“湿连接”。
水平井测井工艺介绍
前言 辽 河 石 油 勘 探 局 测 井 公 司
一、水平井的类型 二、水平井测井工艺要解决的难题 三、水平井测井技术的发展与现状 四、泵出法水平井测井工艺简介 五、钻杆输送测井系统介绍
水平井生产测井工艺技术与应用
第二十五页，共44页。
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
◆ “双管柱”应用实例——氧活化找水测井
出 水 部 位
1 、 本 井 在 泵 抽 的 条 件 下 测 量 ， 测 量 时 地 面 流 量 为 110 m3/d，氧活化测井测得总量为120 m3/d。 2、测量出水结果： 1905.9-1910.1m：出水约45 m3/d，占总量的37.5%。 1963.3-1968.3m：出水约15 m3/d，占总量的12.5%； 1991.9-2111.6m：出水约60 m3/d，占总量的50%；
套管阀门 安全下接头
测井电缆
油管 安全上接头
扶正器 模拟柱塞泵
双向卡瓦封隔器
模拟抽油机坐封卡瓦
第二十七页，共44页。
爬行器
测井仪器
模拟抽油机工作原理
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
（3） “模拟抽油机” 应用实例——产液剖面测井
测井资料处 理成果图
作业机提液状态
曲9-平10井产液剖面测井实际应用
力
输
可进行电磁探伤套管质量检查测井。
送
法
测
可进行同位素示踪等注水剖面项目测井。
井
工
艺
测井前井下管柱一次设置完成，测井过程中不再动用管 具作业，测井与作业人员劳动强度大大降低。井口轻易实
现电缆密封，可带压进行作业。
第七页，共44页。
2、 “水力输送法”水平井测井工艺技术及应用
❖ 设计研制了水力输送工艺技术及专用工具；
坨x-平x井电磁探伤测井成果图
第十七页，共44页。
1607米 处测得一 处破损点
3、 “爬行器输送法”水平井测井工艺技术及应用
双管柱水平井动态测井新工艺
｝ ¨
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…
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量 ；④测试管柱下井前必须进行检管作业 ； ⑤水力 输 送 井下 仪 器 串 时应 避 免 电缆 下 放 过 快形 成 电 缆
堆积。
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０
一 ｌ！ ＇
毒。 ｜
段 ，上 提 电缆 ，测量 Ｇ ＋ Ｃ Ｒ Ｃ Ｌ曲线 ，校正 深度 ，再
一
测井曲线
ｌ（ ５１
流壁剂断
： ｍ流量／ ｄ ＇・ ｌ
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深度 静枉儿＿
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｝ 漓箭璐定位，ｖ － ｎ然韶玛／Ｐ ＡＩ
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｜ １ ｌ ｜ ＿
次将 仪 器输送 至井 底 ，按 照预 先设 置好 的点测 位 置 定 位井下 仪 器深 度 ，然后 点测 上行 （ 下行 ）油 套 或 环 空液 流速 度 ；测量 结束后 根据 资料 显示 确定 出井
图 ２ Ｚ ｘ ｚ ｌ 平 井 井 眼 轨 迹 示 意 图 ｘ—ｐ 水
测井曲 线
４０ ０
线 ，校正 深度 后将 其作 为井 下仪 器标 准深 度 ；安装 井 Ｌ防 喷器 ，启 动注 水泵加 压 注水 ，用水 力输 送法 ＿ Ｉ （ 爬 行 器 Ｔ 艺 ）将 井 下 仪 器 输 送 至 测 量 目的层 或
示 ，发 现 遇阻应 立 即停止 下放 电缆 ，避 免 电缆 下放
占总 量 的 １ ． ；在 １９ ５９一１９ ０１ｍ段 水 约 ２５ ％ ０ ． 一 １．
４ ，占总量 的 ３ ．％。该 井 不存 在 套 管破 损 和 ５ｍ／ ｄ ７５ 管外窜槽 情况 ，其 为下部堵水措施 提供 了资料依据 。
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一、水平井的类型
根据造斜井段的 曲率半径水平井可 以分为三个类型
大曲率半径水平井 中曲率半径水平井 小曲率半径水平井
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。
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小曲率半径水平井
中曲率半径水平井
公头总 成
测井仪器
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电缆通过旁通短节进入钻杆内腔，演与示中泵下枪总 成连接，然后旁通短节与钻杆连接。
• 三、水平井测 井工作原理
套管
在裸眼井中，电缆不
能处在套管外，因而，
公头外 壳
旁通短节不能到套管
以下。
电缆在钻 杆外 旁通短节
电缆在 钻杆里
母头下枪
钻杆 公头总
成 测井仪器
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短节上的循环槽 可通过钻杆循环 泥浆
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3. 公头总成
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 使泵下接头旋转至既定位置。
锁紧弹簧 保证多芯泵下枪总成的机械连接良好，不脱开。
插针 带有电气连接。
2020/12/13
2020/12/13
4. 泵下枪总
即湿接头总成
成
电缆压紧装置 — 可将电缆固定在下枪总成 的中间；
电缆通过一个湿接头锁紧
公头外 壳
装置与仪器串相连。由于
这个连接一直是在钻井液
中完成的，因而通常称为
“湿连接”。
2020/12/13
钻杆
公头总 成
测井仪器
电缆通过旁通短节进入钻杆内腔，演与示中泵下枪总 成连接，然后旁通短节与钻旁杆通连短接。 电缆
节
• 三、水平井测
母头下枪
井工作原理
套管
公头外 壳
钻杆
胜利测井公司在消化吸收国外湿接头水平井测井系统的基础 上，开发成功了自己的湿接头式水平井测井工具，并在生产
2020/12/1中3 普遍使用，取得了明显的经济效益。
三、水平井测井工作原理 演示中
• 仪器串通过一个公头外
壳连到钻杆上，然后由
钻杆把仪器送到目的层 的顶部。
仪器下井演示
钻台
公头外 壳
套管
将天滑轮吊在井口正上方测井。
• 二、水平 井测井技 术现状
对于井斜大于60°或水平井段测井则必须使用 钻杆或挠性油管推送测井仪器系统。滑轮如图
所示。 2020/12/13
二、水平井测井技术现 状
TLCS钻杆输送系统
钻杆
国外的钻杆输送电缆测井系统有斯伦贝谢公司的 TLCS系统、 哈里伯顿公司的Tool-Pusher系统和西方阿特拉斯的PCL系统。
水平井测井工艺
前言
• 八十年代以来定向井技术的发展，使水平井钻井技术走向 成熟，水平井技术可以显著提高边际经济油田的产能，降 低综合成本，提高油层的开采量。
直井
水平井
油
tw
h 油层厚度
控油范围
tw
h
Ｌ
水平井控油范围大于直 井
随着水平井钻井成本的降低，水平井技术在国内 得到了越来越多的应用，也带动了国内水平井技 术的发展，目前胜利油田钻井队伍占据国内大部 分市场，胜利测井公司更以自主开发的水平井测
井口显示 器
导向胶 锥／间 歇器
1. 偏心短节
2020/12/13
2. 旋转短节
• 使得该接头以下的仪器串旋转，从而使极板转至贴着井眼的下井 壁。
• 防止因钻杆转动而导致仪器串的转动。 旋转短节使仪器串在两个方向上自由旋转，它使用一个滑环装置，
可以放在仪器串的任何位置，如果旋转短节放在仪器串的顶部，它的 旋转可将仪器串与钻杆隔离；在大井眼中与偏心短节一起使用，旋转 短节帮助仪器串将带极板的装置转到井眼的底侧，如果极板处于井眼 底侧，在大斜度定向井和水平井中，就能保持极板与井壁最容易最有 效地接处，因此，旋转短节对于有效地获取数据非常有用。
扶正器 — 起扶正作用； 加重杆速下— 大泵放小增下，，加枪经确泵总公定下成头加接靠外接头自壳重加重内力重或扶，杆泥正可的浆筒根数柱扶据量压正湿；力，接快到头对接处斜角的
达公头总成顶部，泵下枪总成底部斜面 电缆鱼首 转 头 接雷先至与头与缺母的—在总导口头工上其成向，的作部内连键然机原设部接接后械理有，；触依和。电电，靠电缆缆产重气缆固生力连芯定一完接靠装旋成，绝置转湿这缘，力 接 就套电矩 头 是与缆， 公 湿母头插固头定
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。
套管
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、导向胶锥等。
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公头外 壳
电缆
固定电缆 旁通短节
母头下枪 钻杆 公头总 成
测井仪器
四、湿接头式水平井测井主要工 具
演示中
三、水平井测井工作原理
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，
套管
一次下一个立柱。
公头外 壳
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电缆 旁通短节
母头下枪 钻杆 公头总 成
测井仪器
三、水平井测井工作原理 演演示示结中束
当湿接头锁紧装置连
接好后，对仪器供电
大曲率半径水平井
造斜曲率为1.5°~3°/100ft
曲率半径为
造斜曲率为8°~50°/100ft
20~40ft
200~400ft
Hale Waihona Puke 造斜曲率为20°~60°/100ft
曲率半径为 700~125ft
曲率半径为 3000~1000ft
1500~2000ft
2000~5000ft
在垂直井眼和斜度不超过45°的井眼中，测井仪器本身的 重量，可以克服井眼的摩擦力下入井中，井台上使用滑车
当仪器到达目的层顶部后，
电缆通过一个湿接头锁紧
装置与仪器串相连。由于
这个连接一直是在钻井液
中完成的，因而通常称为
“湿连接”。
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油层
钻杆
公头总 成
测井仪器
三、水平井测井工作原理 演示中
• 仪器串通过一个公头外
壳连到钻杆上，然后由
钻杆把仪器送到目的层
的顶部仪。器下井演示
套管
当仪器到达目的层顶部后，
1. 旁通总成
2. 公头外壳
3. 公头总成
4. 泵下枪总成
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密封总成 旁通短节
电缆夹
上面的槽是用来放置电缆卡子的地方。
带有丝扣的通道口使电缆进入钻 杆内并具有密封作用。
槽两侧的小孔是用剪切螺栓把 电缆卡子固定到旁通上的地方。
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公头外壳连 在钻杆的末 端
扶正筒可使泵下 枪总成在锁紧前 对准公头
母插头 — 靠充满绝缘油的双层橡胶套与外界隔离， 并按预定位置在钢外套下部内枪中，以便 于井下快速接头的公插头对接无误；
泵下枪 — 枪的底步成斜面状，在斜面的顶部设有 与井下快速接头中导向键、弹簧锁紧装置 相匹配的缺口；
五、辅助工 具
• 偏心短节
旋转短节 井下张力
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柔性短节