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1、一、国内外技术现状一、国内外技术现状二、欠平衡钻井对测井带来的影响二、欠平衡钻井对测井带来的影响三、欠平衡测井技术攻关情况三、欠平衡测井技术攻关情况四、总结四、总结 提提 纲纲第1页/共40页一、国内外技术现状一、国内外技术现状 目前世界上已有20多个国家推广应用欠平衡钻井技术，并获得显著的经济效益。美国欠平衡钻井数量及百分比增长图第2页/共40页（1）用空气/雾在老井中进行欠平衡开窗侧钻；（2）用雾钻井液进行欠平衡钻井；（3）用氮气作为循环介质进行欠平衡钻井；（4）使用泡沫钻井液进行欠平衡钻井；（5）使用充气钻井液欠平衡钻水平井；（6）使用空气欠平衡钻探井；（7）边喷边钻；（8）欠平衡连续油
2、管钻井。第3页/共40页斯伦贝谢欠平衡测井仪器斯伦贝谢欠平衡测井仪器第4页/共40页国内欠平衡钻井情况 我国实施欠平衡钻井始于五、六十年代进入八十年代后我国才真正开展欠平衡钻井工艺技术研究和现场应用。新疆局一九八四年九月在红29井进行了第一口浅井泡沫钻井，随后又相继开展了充气泥浆钻井和空气雾化钻井等钻井技术的研究应用。年玉门油田引进威德福公司的空气钻井技术，分别在口井上进行了成功试验，其中空气钻井井段平均机械钻速提高了倍以上，钻井周期缩短了天。年月四川局在白浅井采用尾气钻井、天然气钻井与水平井结合的钻井方式。测试无阻流量万立方米，明显高于邻近直井压裂和常规水平井压裂后的产量，探索了低压低渗储层
3、的开发新方式。年，中国石油共完成欠平衡钻井口，在欠平衡钻井技术上继续发展了天然气、柴油机尾气、微泡沫等气体作为循环介质的欠平衡钻井技术，发展完善了欠平衡钻井完井方式，尝试了欠平衡钻井套管阀技术的应用。第5页/共40页欠平衡技术能够有效地保护油气层，有利于油气层欠平衡技术能够有效地保护油气层，有利于油气层的及时发现，并能够提高油气井的产量。近几年来，的及时发现，并能够提高油气井的产量。近几年来，中国石油应用先进适用的工程技术的力度日益加大，中国石油应用先进适用的工程技术的力度日益加大，欠平钻井井数快速增长，今后几年还将逐年增加。欠欠平钻井井数快速增长，今后几年还将逐年增加。欠平衡测井作为实现全过
4、程欠平衡建井工艺中的重要一平衡测井作为实现全过程欠平衡建井工艺中的重要一环，近几年也取得了较大进步。欠平衡测井实际上就环，近几年也取得了较大进步。欠平衡测井实际上就是带压测井，即是在地层压力大于井筒流体压力状态是带压测井，即是在地层压力大于井筒流体压力状态下的一种测井方法。下的一种测井方法。国内欠平衡技术第6页/共40页2004年四川欠平衡钻井仅33井次，约占四川钻井总数的20 而中油集团从上世纪末至2005年6年时间，欠平衡钻井共150余口（不完全统计），占钻井总数不到1 第7页/共40页第8页/共40页第9页/共40页二、欠平衡钻井对测井带来的影响二、欠平衡钻井对测井带来的影响1、井口带压
5、2、井筒介质变化3、侵入状态有所不同第10页/共40页由于欠平衡井井口要保持一定的压力，如何在井口密封、带压条件下进行测由于欠平衡井井口要保持一定的压力，如何在井口密封、带压条件下进行测井施工作业是实现真正意义上的欠平衡井口带压测井的技术关键。测井仪器在密井施工作业是实现真正意义上的欠平衡井口带压测井的技术关键。测井仪器在密封状态下入井，不能像钻具一样通过旋转防喷器密封入井。因此，需要专门的测封状态下入井，不能像钻具一样通过旋转防喷器密封入井。因此，需要专门的测井井口压力密封系统，该系统必需具备以下三方面功能：一是能够与钻井双闸板井井口压力密封系统，该系统必需具备以下三方面功能：一是能够与钻井
6、双闸板防喷器有效对接；二是能够在测井过程中全程密封并能承受一定的压力；三是其防喷器有效对接；二是能够在测井过程中全程密封并能承受一定的压力；三是其自身可组装和拆卸，同时又能够方便测井仪器的组装和换自身可组装和拆卸，同时又能够方便测井仪器的组装和换接。欠平衡测井作业主要有以下四种方式：接。欠平衡测井作业主要有以下四种方式：（）（）“大通径防喷管大通径防喷管”欠平衡测井工艺。欠平衡测井工艺。（）（）“套管阀套管阀”欠平衡测井工艺。欠平衡测井工艺。（）连续油管欠平衡测井工艺。（）连续油管欠平衡测井工艺。（）存储式随钻测井。（）存储式随钻测井。欠平衡测井基本原理第11页/共40页1、对测井作业的影响
7、井口密封 仪器长度受限 作业的工具和工艺新的要求 安全性要求更高第12页/共40页2、对测井解释的影响 井筒介质对不同测井方法有限制或有不同程度的影响 侵入状态的变化对传统的解释方法有影响第13页/共40页泥浆侵入模型泥浆侵入模型双侧向双侧向中子中子密度密度声波声波冲洗带冲洗带侵入带侵入带原状地层原状地层探测深度探测深度第14页/共40页xx4xx4气气 层层第15页/共40页（一）需要解决的技术问题（一）需要解决的技术问题（一）需要解决的技术问题（一）需要解决的技术问题（二）工具的研制（二）工具的研制（二）工具的研制（二）工具的研制（三）工艺研究（三）工艺研究（三）工艺研究（三）工艺研究（四
8、）解释方法（四）解释方法（四）解释方法（四）解释方法三、欠平衡测井技术攻关情况三、欠平衡测井技术攻关情况第16页/共40页（一）欠平衡测井需要解决的技术问题第一，井口带压情况下，如何实现测井仪器的安装、拆卸和起下？第一，井口带压情况下，如何实现测井仪器的安装、拆卸和起下？第二，测井过程中，电缆处于活动状态，如何实行动密封？第二，测井过程中，电缆处于活动状态，如何实行动密封？第三，与钻井的井口装置的配接。第三，与钻井的井口装置的配接。第第四四，测测井井工工艺艺技技术术。由由于于井井口口防防喷喷器器长长度度的的限限制制和和特特殊殊的的测测量量条条件件，对对部部分分测井仪器进行了改装，对提高测井质量
9、的工艺技术进行了研究。测井仪器进行了改装，对提高测井质量的工艺技术进行了研究。第17页/共40页20002000年开始井口装置的设年开始井口装置的设计和加工计和加工20022002年投产，至年投产，至20062006年测年测井井3232井次井次20042004年年1212月开始气体介质月开始气体介质测井试验测井试验欠平衡测井历程欠平衡测井历程欠平衡测井历程欠平衡测井历程第18页/共40页（二）工具的研制（二）工具的研制1 1大直径电缆高压动密封控制头大直径电缆高压动密封控制头2 2大通径高压防喷管系统大通径高压防喷管系统3 3大直径电缆高压封井器大直径电缆高压封井器4 4。加加工工了了加加重重
10、装装置置、试试验验仪仪器器进进入入防防喷喷管管方方法法，设设计计并并加加工工了了防防落落器和压力平衡管线等器和压力平衡管线等第19页/共40页部件：部件：电缆控制头电缆控制头 防喷管防喷管 防喷器防喷器井口装置全封半封套管头油管头转换法兰双闸板防喷器环形防喷器旋转防喷器电缆防喷器接手动液压泵接手动液压泵大通径流管大直径防喷管压力表由壬变径接头接注脂泵接泄流阀防落器接井口法兰接注脂泵第20页/共40页第21页/共40页测井装置组合图第22页/共40页第23页/共40页（三）工艺的设计（三）工艺的设计1 1 1 1深浅双侧向深浅双侧向深浅双侧向深浅双侧向 由由由由于于于于钻钻钻钻井井井井平平平平台
11、台台台高高高高度度度度的的的的限限限限制制制制，深深深深浅浅浅浅双双双双侧侧侧侧向向向向加加加加长长长长电电电电极极极极不不不不能能能能使使使使用用用用，对对对对深深深深浅浅浅浅双双双双侧侧侧侧向向向向仪仪仪仪器器器器进进进进行行行行了了了了改改改改装装装装。试试试试验验验验了了了了缩缩缩缩短短短短加加加加长长长长电电电电极极极极和和和和使使使使用用用用硬硬硬硬电电电电极极极极的的的的办办办办法法法法，并并并并对对对对测测测测量效果进行了对比分析，初步满足了测量要求。量效果进行了对比分析，初步满足了测量要求。量效果进行了对比分析，初步满足了测量要求。量效果进行了对比分析，初步满足了测量要求。2
12、 2 2 2声波测井声波测井声波测井声波测井 在在在在气气气气层层层层欠欠欠欠平平平平衡衡衡衡条条条条件件件件下下下下，声声声声波波波波能能能能量量量量衰衰衰衰减减减减严严严严重重重重，声声声声波波波波时时时时差差差差严严严严重重重重跳跳跳跳波波波波，不不不不利利利利于于于于储储储储层层层层参参参参数数数数的的的的计计计计算算算算。对对对对提提提提高高高高声声声声波波波波测测测测井井井井质质质质量量量量的的的的方方方方法法法法进进进进行行行行了了了了研研研研究究究究和和和和试试试试验验验验，在在在在仪仪仪仪器器器器选选选选择择择择和和和和测测测测量量量量方方方方式式式式上上上上进进进进行行行行
13、了了了了多多多多口口口口井井井井的的的的分分分分析析析析和和和和对对对对比比比比，取取取取得得得得了了了了较较较较好好好好的的的的效效效效果果果果。选选选选取了补偿声波和长源距声波的进行测量对比。取了补偿声波和长源距声波的进行测量对比。取了补偿声波和长源距声波的进行测量对比。取了补偿声波和长源距声波的进行测量对比。第24页/共40页1米的自然电位隔离短接+老水平井的隔离短接校正系数K1=1.16方法一：实测资料校正方法一：实测资料校正实际井中测量实际井中测量资料校正资料校正资料校正资料校正第25页/共40页测前准备测前准备（）欠平衡测井施工作业对测井任务承担方的要求。（）欠平衡测井施工作业对测
14、井任务承担方的要求。接到欠平衡测井施工任务后，测井作业方应根据钻井设计和测井设计等内容确定测井接到欠平衡测井施工任务后，测井作业方应根据钻井设计和测井设计等内容确定测井施工作业队伍并检查评估其是否具备完成欠平衡测井项目的能力，制定测井施工设计施工作业队伍并检查评估其是否具备完成欠平衡测井项目的能力，制定测井施工设计及突发事件应急预案。及突发事件应急预案。（）先期现场考察。（）先期现场考察。欠平衡测井施工前，施工方应派欠平衡施工作业专家赶赴施工作业现场，对施工场地、欠平衡测井施工前，施工方应派欠平衡施工作业专家赶赴施工作业现场，对施工场地、井架类型、井架高度、防喷器类型、井身结构、质量、压力、油
15、气显示、钻井液性能井架类型、井架高度、防喷器类型、井身结构、质量、压力、油气显示、钻井液性能等现场信息进行全面了解，并向井队和甲方提出下一步测井施工现场需要准备的工具等现场信息进行全面了解，并向井队和甲方提出下一步测井施工现场需要准备的工具以及设计中存在的不足，需要改进的地方。以及设计中存在的不足，需要改进的地方。（）井口装置的准备及检查。（）井口装置的准备及检查。在选好测井施工作业队伍后，立即根据现场井口装置及压力情况实施压力控制系统、在选好测井施工作业队伍后，立即根据现场井口装置及压力情况实施压力控制系统、转换法兰盘的准备工作以及压力控制系统、电缆流管的检查准备工作。转换法兰盘的准备工作以
16、及压力控制系统、电缆流管的检查准备工作。第26页/共40页现场作业条件（）井场提供吊车一台（提升吨位在以上），以便安装井口防喷设备。（）井场提供吊车一台（提升吨位在以上），以便安装井口防喷设备。井场有足够的空间能够摆放测井仪器绞车、井口泵车、吊车和测井工作车。仪井场有足够的空间能够摆放测井仪器绞车、井口泵车、吊车和测井工作车。仪器绞车与井口之间不能有钻具、套管和其它障碍物，地面平整。井口泵车和吊器绞车与井口之间不能有钻具、套管和其它障碍物，地面平整。井口泵车和吊车离井口最远不能起过。钻台面到二层平台的高度大于以上，钻台车离井口最远不能起过。钻台面到二层平台的高度大于以上，钻台设备完好，具有气动
17、提升设备，第二鼠洞深度大于。设备完好，具有气动提升设备，第二鼠洞深度大于。（）在测井前，必须通井循环钻井液。在正常情况下测井时间超过小时，（）在测井前，必须通井循环钻井液。在正常情况下测井时间超过小时，应通井循环钻井液。复杂或钻井液性能较差，在测井过程中，出现遇阻、遇卡应通井循环钻井液。复杂或钻井液性能较差，在测井过程中，出现遇阻、遇卡严重，应通井循环钻井液。钻井队应小时专人值班，观察井场和井内情况，严重，应通井循环钻井液。钻井队应小时专人值班，观察井场和井内情况，发现异常立即通知测井小队。发现异常立即通知测井小队。（）在测井施工前，井队要检查环形防喷器以下井口的密封情况，确保井口（）在测井施
18、工前，井队要检查环形防喷器以下井口的密封情况，确保井口密封良好，密封良好，无泄漏后方可进行测井施工。无泄漏后方可进行测井施工。（）测井过程中，禁止使用游动滑车和与测井相关的设备，在测井人员的指（）测井过程中，禁止使用游动滑车和与测井相关的设备，在测井人员的指挥下开关井口双闸板防喷器。在仪器进入井内后，禁止关闭环形防喷器和双闸挥下开关井口双闸板防喷器。在仪器进入井内后，禁止关闭环形防喷器和双闸板防喷器。足测井冲洗电缆和下井仪器用水。测井施工中，井队应停止一切有板防喷器。足测井冲洗电缆和下井仪器用水。测井施工中，井队应停止一切有碍本次施工的作业。碍本次施工的作业。（）测井施工作业时，井队要将钻台清
19、洗干净，并提供测井用电和充足井场（）测井施工作业时，井队要将钻台清洗干净，并提供测井用电和充足井场照明。照明。第27页/共40页欠平衡测井施工作业欠平衡测井施工作业召开三方协调会，并根据井队和甲方提供的井下情况基本数据对测井召开三方协调会，并根据井队和甲方提供的井下情况基本数据对测井施工设计进行最后核实和修订。施工设计进行最后核实和修订。（）防喷系统试压压力应高于现有井口压力以上，稳压（）防喷系统试压压力应高于现有井口压力以上，稳压，确认系统密封可打开钻井井口防喷装置，实施测井。，确认系统密封可打开钻井井口防喷装置，实施测井。（）在打开井口仪器下井前，必须保证井筒内压力与防喷控制系统的压（）在
20、打开井口仪器下井前，必须保证井筒内压力与防喷控制系统的压力平衡。防止井内与防喷系统内压差过大，井内流体突然上涌，造成仪器力平衡。防止井内与防喷系统内压差过大，井内流体突然上涌，造成仪器损害和安全事故。要求在井口试压完成后，通过井口压力表确认井筒内流损害和安全事故。要求在井口试压完成后，通过井口压力表确认井筒内流体压力，用高压泵控制防喷系统内的压力到高于井筒压力，再打体压力，用高压泵控制防喷系统内的压力到高于井筒压力，再打开双闸板防喷器，调节高压泵输出压力，使其于井筒压力平衡。开双闸板防喷器，调节高压泵输出压力，使其于井筒压力平衡。（）任何时间仪器上提、下放速度不得超过，并注意观（）任何时间仪器
21、上提、下放速度不得超过，并注意观察电缆控制头的动密封情况，如有泄漏，必须降低速度，达到完全密封。察电缆控制头的动密封情况，如有泄漏，必须降低速度，达到完全密封。（）上提电缆时，将自然伽马刻度器放置井口（紧贴封井器），当上提（）上提电缆时，将自然伽马刻度器放置井口（紧贴封井器），当上提电缆时观察到自然伽马计数时，绞车停车，计算伽马探头到仪器底部长度，电缆时观察到自然伽马计数时，绞车停车，计算伽马探头到仪器底部长度，上提电缆，确认仪器全部进入防喷管内，方可关闭双闸板防喷器，防止切上提电缆，确认仪器全部进入防喷管内，方可关闭双闸板防喷器，防止切断仪器造成仪器落井。断仪器造成仪器落井。（）双闸板关闭后
22、，高压泵停止工作，通过旁通短节，释放防喷系统中（）双闸板关闭后，高压泵停止工作，通过旁通短节，释放防喷系统中压力，待压力计指示为零时，方可拆卸仪器，结束测井。压力，待压力计指示为零时，方可拆卸仪器，结束测井。第28页/共40页 从从从从2002200220022002年邛西年邛西年邛西年邛西3 3 3 3井实行欠平衡测井以来，连续在潼南井实行欠平衡测井以来，连续在潼南井实行欠平衡测井以来，连续在潼南井实行欠平衡测井以来，连续在潼南1 1 1 1、邛西、邛西、邛西、邛西4 4 4 4、公、公、公、公54545454、天池、天池、天池、天池2 2 2 2、潼南、潼南、潼南、潼南2 2 2 2、白浅
23、、白浅、白浅、白浅105105105105、公、公、公、公54545454、白浅、白浅、白浅、白浅106106106106、公、公、公、公59595959、邛西、邛西、邛西、邛西10101010、邛西、邛西、邛西、邛西6 6 6 6、白马、白马、白马、白马9 9 9 9、莲深、莲深、莲深、莲深2 2 2 2、潼南、潼南、潼南、潼南6 6 6 6等等等等32323232井次进行了全程的带压测井次进行了全程的带压测井次进行了全程的带压测井次进行了全程的带压测井。均顺利完成测井作业。井。均顺利完成测井作业。井。均顺利完成测井作业。井。均顺利完成测井作业。试试试试验验验验了了了了自自自自然然然然伽伽伽
24、伽玛玛玛玛、双双双双侧侧侧侧向向向向、补补补补偿偿偿偿中中中中子子子子、岩岩岩岩性性性性密密密密度度度度、补补补补偿偿偿偿密密密密度度度度、长长长长源源源源距距距距声声声声波波波波、全全全全波波波波列列列列声声声声波波波波、补补补补偿偿偿偿声声声声波波波波、井井井井斜斜斜斜方方方方位位位位、自自自自然然然然伽伽伽伽玛玛玛玛能能能能谱谱谱谱、井井井井斜斜斜斜方方方方位位位位、自自自自然然然然电电电电位位位位、电电电电阻阻阻阻率率率率成成成成像像像像、旋旋旋旋转转转转式式式式井井井井壁壁壁壁取取取取心心心心（潼潼潼潼南南南南1 1 1 1井井井井）等测井项目，取得了合格测井资料。等测井项目，取得了
25、合格测井资料。等测井项目，取得了合格测井资料。等测井项目，取得了合格测井资料。欠平衡测井情况欠平衡测井情况第29页/共40页欠平衡测井实例分析欠平衡测井实例分析欠平衡测井实例分析欠平衡测井实例分析 现将邛西现将邛西3 3井、潼南井、潼南1 1井测井施工作业及采集资料情况简要介绍如下：井测井施工作业及采集资料情况简要介绍如下：1 1）:测井基本条件及测井项目测井基本条件及测井项目测井基本条件及测井项目测井基本条件及测井项目邛西邛西3 3井井井深井深:3580m:3580m，套管程序套管程序:178mm3477m:178mm3477m，钻头尺寸，钻头尺寸:152mm3580m:152mm3580m
26、，泥浆比重泥浆比重:1.2g/cm:1.2g/cm2 2，粘度，粘度:46S:46S，井口回压：井口回压：3 35Mpa5Mpa。测井项目测井项目:自然伽玛、双侧向、补偿声波、补偿中子、补偿密度。自然伽玛、双侧向、补偿声波、补偿中子、补偿密度。测量井段：测量井段：3477m3580m3477m3580m。第30页/共40页潼南潼南1 1 1 1井井井深：井深：2260m2260m2260m2260m；套管程序：套管程序：9 5/8 2003.5 9 5/8 2003.5 9 5/8 2003.5 9 5/8 2003.5 米，钻头尺寸：米，钻头尺寸：8 1/2 2260 8 1/2 2260
27、8 1/2 2260 8 1/2 2260 米；米；泥浆密度：泥浆密度：1.26g/cm3 1.26g/cm3 1.26g/cm3 1.26g/cm3，粘度，粘度67s67s67s67s；井口回压：井口回压：5 5 5 57Mpa7Mpa7Mpa7Mpa。测井项目：深浅双侧向，自然伽玛能谱，补偿中子，补偿密度，全波测井项目：深浅双侧向，自然伽玛能谱，补偿中子，补偿密度，全波列声波，井径、旋转式井壁取芯。列声波，井径、旋转式井壁取芯。测量井段：测量井段：2003.5m2003.5m2003.5m2003.5m2260m2260m2260m2260m。第31页/共40页深浅双侧向：深浅双侧向：由由
28、于于深深侧侧向向回回路路的的改改变变，邛邛西西3 3井井在在致致密密层层段段出出现现明明显显的的负负差差异异；而而改改进进后后的的潼潼南南1 1井井双双侧向测井资料基本正常。侧向测井资料基本正常。潼南1井测井曲线图邛西3井测井曲线图深浅双侧向效果深浅双侧向效果深浅双侧向效果深浅双侧向效果第32页/共40页补偿声波：邛西邛西3 3井井在气层段出现明显在气层段出现明显的的“跳波跳波”现象，而现象，而潼南潼南1 1井井声声波测井资料变化正常，跳波得到波测井资料变化正常，跳波得到了较好的控制。了较好的控制。补偿中子及补偿密度：补偿中子及补偿密度：与常规测井条件没有明显的与常规测井条件没有明显的异常变化
29、。异常变化。潼南1井测井曲线图邛西3井测井曲线图补偿声波效果补偿声波效果补偿声波效果补偿声波效果第33页/共40页井温异常第34页/共40页第35页/共40页储层参数计算储层参数计算 补偿密度：可以用于储层参数计算。天然气介质处理结果原油介质处理结果第36页/共40页 带压测井实现了全过程钻井完井欠平衡作业，达到了保护油气层的目的。带压测井实现了全过程钻井完井欠平衡作业，达到了保护油气层的目的。四川测井公司研制了作业的工具，探索了工艺技术，试验了各种测井方法，积四川测井公司研制了作业的工具，探索了工艺技术，试验了各种测井方法，积累了作业经验。累了作业经验。但仍有许多问题需要深入研究，例如：但仍有许多问题需要深入研究，例如：欠平衡测井仪器遇卡事故处理欠平衡测井仪器遇卡事故处理 测量条件的限制：井条件限制，井口压力因素，井筒介质等测量条件的限制：井条件限制，井口压力因素，井筒介质等 气体介质条件下的测井系列优化和解释技术气体介质条件下的测井系列优化和解释技术 欠平衡水平井、连续管或挠性管测井欠平衡水平井、连续管或挠性管测井五、总五、总结结第37页/共40页思考题1、简述欠平衡测井基本原理？欠平衡测井基本原理？2 2、欠平衡测井施工作业注意事项？欠平衡测井施工作业注意事项？第38页/共40页第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页