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泵出式测井系统研究

摘 要：本文介绍了泵出式测井系统的系统组成，并简要介绍了泵出式测井工艺的上井操作流程，详细介绍了现有的泵出式测井采用的释放器释放方式，针对不同的释放方式在实际使用中遇到的问题进行了分析，并给出解决方案。
关键词：泵出式测井 系统组成 测井流程 释放方式
前言
随着石油勘探开发水平的提高，各种各样的复杂井不断出现，例如超深井、大斜度井、水平井等，这些复杂井的出现给裸眼井电缆测井带来了很大的困难。为了应对复杂井的测井环境，降低测井作业成本，控制测井安全风险，提高复杂井的测井时效与测井资料采集率，石油工程技术人员研究了一种新型的测井技术——泵出式测井技术。
泵出式测井与常规测井的最大区别，就是不用电缆，没有“线”把仪器送到目的层位。这种技术是将测井仪器放入钻杆内，无需电缆，利用下钻方式把仪器传输到目的地层后，采用泵出的方式将仪器从钻杆中泵出，仪器直接进入地层泥浆中。测井仪器通过自身所携带的电池短节供电，工作时将推靠类仪器的推靠臂打开贴近井壁，进行数据采集，并将采集到的数据存储在仪器自带的存储芯片中。待测井结束后，仪器起至地面将测井数据从存储器中读取并与深度进行匹配后使用。泵出式测井技术主要用于复杂井眼条件下的安全高效测井数据采集和储层评价。
1 泵出式测井系统简介
1.1泵出式测井系统的组成部分
泵出式测井系统由地面传感器、传感器接收盒、地面系统面板、地面计算机、井下仪器、释放配套工具组成（如图1所示）
地面系统面板的主要功能有：与测井仪器的供电和通讯功能、测井仪器的数据采集功能、地面传感器的数据采集功能、与地面计算机的通讯功能。
泵出式测井仪器其基本类型与常规裸眼井相同，主要包含自然伽马（含遥测、存储）、补偿中子、岩性密度、双侧向、四臂井径、三参数（井温、泥浆电阻率及张力）、连续测斜等测井仪器。
释放配套工具主要由上悬挂系统、保护套和下悬挂系统构成。仪器在下放过程中悬挂在上悬挂系统和保护套里。当仪器随着钻杆到达井底满足释放条件后，通过释放器释放仪器，测井仪器在泵压的作用下，从钻杆水眼中释放到裸眼井中。此时，通过泵压发送脉冲指令，让仪器开始工作进行数据采集和存储操作，并开始上提钻具测井。
1.2泵出式测井系统的工作流程
在测井施工时，泵出式测井与常规的裸眼井测井有很大的不同。因此，不能按照常规测井方式进行测井。泵出式测井技术的具体测井工作流程由以下几个步骤组成：
1）测井人员与井队人员进行技术沟通，制定详细的测井方案；
2）工作人员将泥浆压力传感器安装到泥浆立管上，将深度传感器安装到钻机的滚筒上，并进行标定，将钩载压力传感器安装到井队的钩载压力传感器接口上；
3）测井人员打开地面系统各面板电源，运行测井软件，检查深度、钩载压力和泥浆压力显示是否正常；
4）在钻井操作人员的配合下，利用钻杆提帽和起吊设备，将已组装好上悬挂系统、保护套、下悬挂系统和测井仪器下放井底后，上提30-40米；
5）采用泵出式释放方式释放测井仪器，仪器供电工作，以测井速度（不超过6米/分钟）上提钻具，开始测井；
6）测井完成后，上提钻杆，取出仪器，将测井数据从存储器中读出，测井完成。
2 泵出式测井系统的释放方式
泵出式测井系统的释放方式主要有三种，分别是电子式、机械式和电缆式。
2.1测井仪器的电子式释放方式
电子式释放器（见图2）主要由双压力传感器、机械结构和电子线路部分组成，释放时需在30min内打6-8组高压低压交替变化的泥浆压力信号。当悬挂器内的泥浆压力传感器接收到泵压差2MPa连续有效的泥浆压力信号后，形成一电控脉冲，悬挂器中的电机开始工作，把悬挂的挂爪收入到悬挂器内，使测井仪器能够在泵压或重力推动下，从钻杆水眼中释放到裸眼井中，释放器再打开整串仪器的供电电源，并按设定的采样间隔给整串仪器发出数据采集指令，启动各个仪器的数据采集和存储操作。
2.2测井仪器的机械式释放方式
机械释放方式是测井仪器随钻具下至井底后，将投球在井口投入钻具内，利用投球所受重力和泥浆泵推力使投球抵达机械上悬挂器，堵塞循环通道，形成瞬间高压，剪断悬挂器上的剪切销，使仪器冲出保护套并悬挂于下悬挂
2.3测井仪器的电缆式释放方式
悬挂器和钻杆连接在一起，先期投放到井底，然后测井仪器通过电缆释放器连接电缆并随之在钻杆内部输送到一定位置后，再開启泵压，通过泵压将仪器推送到悬挂器处。释放器的释放装置采用直流电机控制，上端直接跟测井电缆相连，配合仪器串上端的上吊挂，完成仪器串的挂接与释放（见
图4）。
3 泵出式测井释放方式存在的问题及解决方案
泵压式测井系统在采用电子式释放器释放仪器时，由于泥浆黏度大，会出现多次释放失败的情况。地面开泵加压到10MPa时，由于泥浆压力缓冲大，到井底仪器感应探头处压力增加值远未达到10MPa ，低压信号未能被释放器压力传感器捕获，导致仪器释放失败，为保证电子式释放方式的成功率，现场要反复验证测井仪器是否释放，确保仪器释放成功，验证方法是，若仪器释放成功，开泵缓慢上提钻具进行仪器泵出操作，提出钻具约仪器总长度时，泵压会明显下降，井口槽处泥浆流量明显增大。
泵压式测井系统在采用投球式机械释放方式释放仪器时，由于投球受重力加速度影响，在下放过程中速度越来越快，因此等投球到达井底的上悬挂位置时对于释放器的冲击力特别大。这种过大的冲击力会对仪器产生一定的损害。因此，投放过程中适当地增加缓冲力，既能起到释放的作用，又能不对仪器产生大的冲击力。
4结论
1）泵出式测井技术在复杂井测井采集方面具有较常规电缆测井更高的测井施工成功率可以显著提高测井时效，在水平井、大斜度井和各种复杂井况条件下可以替代电缆
测井。
2）在实际的应用过程中，通过比较不同的释放方式，我们发现采用机械式释放方式能够保证泵出释放的可靠性。
参考文献：
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[2] 李良生. SL6000LWF钻杆输送无电缆存储式测井系统.山东胜利伟业石油工程技术服务有限公司课件2013.10
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[4] 张乙文. 泵出存储式仪器释放方式的应用及探讨.中国石油化工标准与质量

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