钢丝试井过程中软卡问题的处理和简单思考

引言

钢丝试井是通过缠绕在试井绞车上的试井钢丝连接压力计或加重杆下入井中进行流静压、压力恢复、压力降落、测液面、探砂面、通井等测试内容, 主要特点是仪器起下速度快、施工操作简单1。随着油田开发的深入, 开发手段越来越丰富, 但稠油井及修井压井液的多样化, 为测试增加了难度。通过分析井下仪器串的受力情况, 技术人员采取措施, 成功解决了问题。

一、港*井测试中仪器软卡及处理

1. 港*简况

港*井是采油一厂港东油田一口采油井, 完钻井深2655.0m。2011年4月1日进行修井施工, 补开88#层后, 进行一级两段转注。

2. 测试过程简述

2011年4月6日上午10时, 测试人员到达现场进行静压测试。根据施工设计, 仪器下入深度为1594.25m, 技术人员采用2.0m防喷管, 凯山压力计两支串联接0.5 m加重杆进行测试。施工交底过程中仪器下放至120m进液面, 其后仪器下放速度稍慢, 至上午10时30分, 仪器下至1494.25m停点。停点结束后, 松绞车刹车继续下放仪器, 仪器不动, 尝试上提仪器停反梯, 绞车液压油箱卸压, 试井车熄火, 手摇上提仪器困难, 摇2-3圈张力上升至3200N。将井口盘根垫子拧松后, 情况无改观, 确定为油稠 (井下液体粘度大) 导致仪器软卡。

3. 问题的分析和处理

(1) 问题简析

下井仪器串在井下的受力分析

其中, G表示重力, F1表示钢丝拉力, F2表示液体的浮力, F3表示液体对仪器运动的阻力。

根据分析可知, 仪器在上述三种状态下的受力不同的就是F3, 井下液体对仪器运动的阻力, 也就是粘滞阻力。在港*井测试中, 由于井下液体粘度大, 粘滞阻力过大, 出现了仪器起不动的现象。

(2) 处理思路

降低井下液体粘度2

通过注入柴油, 降低井下液体粘度, 使得仪器串所受粘滞阻力降低, 从而起出仪器。这种方法的问题是仪器深度1494.25m, 井下为空井筒, 套管内径为139mm (按套管均为油层套管, 取起最小规格内径计算) , 则从仪器到井口的体积为约22.66m3, 即为所需柴油体积, 目前柴油价格为7.26元/升, 投入太大。

缓慢手摇

通过继续尝试手摇, 发现摇2-3圈张力上升至3200N, 停止摇绞车, 约5-10秒张力即可将至500-600N。于是制定方案为慢速手摇上提仪器, 为防止绳帽被拉抽导致仪器落井, 张力上升至2100N就停止手摇, 待张力降到最低后继续手摇, 要求手摇速度尽可能缓慢、匀速, 并持续观察张力变化情况。

(3) 问题处理过程

4月6日下午2时30分开始手摇绞车上提仪器, 至晚上11时30分, 仪器提至980米。观察到张力上升速度减缓, 尝试用绞车缓慢上提仪器, 仪器可以缓慢上提, 张力2000N左右摆动, 上提速度1-2m/min, 随着仪器深度减小, 上提速度缓慢升高, 但为超过5m/min。仪器出液面后, 张力减小, 至7日凌晨6时, 仪器串安全起出井口。仪器上包有比较粘稠的油,

4. 对粘滞阻力的计算和思考

(1) 粘滞阻力的定义

气体和液体统称为流体, 任何流体在流动的时候都存在粘滞性, 只是不同流体的粘滞性大小不同而已。越粘稠的液体, 越不容易发生流动, 这是不同流体分子结构上的差异造成的。在流体缓慢流过静止的物体或者物体在流体中运动时, 流体内各部分流动的速度不同, 存在粘滞阻力。

(2) 仪器所受粘滞阻力的计算

对于井下仪器串, 在井下所受粘滞阻力的大小主要取决于井下液体的性质、温度和压力。根据仪器回放得到仪器测试最大深度处的压力为11.75MPa,

式中, t表示井下温度, ℃;

h表示井下深度, m。

粘度与温度的关系式:=34

式中, μ表示粘度, MPa.S;

t表示井下温度, ℃;

h表示井下深度, m。

则粘滞阻力为:

(3) 绞车提升力的分配

测试用压力计直径36mm, 长度0.48m, 压力计重量1.8Kg。加重杆直径36mm, 长度0.5m, 加重杆重量5 Kg。钢丝直径为2.5mm, 根据钢丝铭牌信息计算可得1494m钢丝重量为57.77 Kg。

由P=ρgh可求得井下液体密度为ρ=857Kg/m3, 则仪器串所受浮力为F=ρg V=69.07N。

如果仪器上提速度为1m/s (=60m/min) , 则粘滞阻力f=7089.5N。

这个值接近钢丝的拉断力 (实测钢丝拉断力为8000N) 。由此可以得知, 在当时的情况下, 使用绞车动力上提仪器, 则绞车需要的提升力会超过钢丝的拉断力。当手摇绞车上提仪器时, 由于上提速度降低了, 则使得仪器串及钢丝所受的粘滞阻力降低了, 从而可以起出仪器, 解决问题。

摘要：钢丝试井是一种重要的常规试井方法, 具有施工周期短、工作效率高的特点。如何保证静压测试过程中, 下井仪器的安全和施工效率, 克服软卡, 是今后工作中需要重视的问题。本文主要讨论了港*井静压测试施工过程中遇到的问题和解决方法, 为今后类似问题的解决提供参考和借鉴。

关键词：钢丝试井,静压测试,软卡

参考文献

[1] 《试井手册》编写组.试井手册 (上册) .北京:石油工业出版社[M], 1991:245-258.

[2] 林传礼等.采油测试工.北京石油工业出版社[M], 1997:108-110.