CN116971741A - 一种可回收式光纤测井装置及下井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可回收式光纤测井装置及下井方法，该装置包括测井作业车和泵送系统；所述测井作业车上设置绞车，所述测井作业车用于控制泵送系统将绞车上盘绕的光电复合缆泵送至油气井，所述光电复合缆包括线缆本体和设置在线缆自由端的井下工具串；井下工具串包括依次连接的电缆头、旋转接头、加重杆和泵送环；泵送环用于跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进。解决井下工具串遇阻遇卡的问题。
Description
技术领域
本发明涉及分布式光纤测井技术领域，尤其涉及一种可回收式光纤测井装置及下井方法。
背景技术
利用分布式光纤对油气井压裂的过程进行实时监测，可以得到地应力、地层形变、裂缝发育、套管形变，以及压裂效果等储层改造的重要信息，这些信息对压裂过程的参数控制、模型优化以及方案调整至关重要。
光纤部署到井下的方式分为永置式和可回收式两种。永置方式下，光纤一旦部署到位，将成为生产管柱结构中的一部分，贯穿油气生产的整个生命周期；可回收式是对某一次或某一阶段的作业过程进行监测，作业前把光纤部署入井，作业后对光纤进行回收。
对于水平井来说，可回收式光纤的下入目前主要有爬行器牵引、连续油管输送两种方式。这两种方式技术上都比较成熟稳定，因而成为两种常用的井下工具及电缆输送作业方式。但是，在页岩气水平深井中，地质条件(裂缝发育、地层压力大)的复杂性，使得套管变形的情况相对更加严重，从而造成井下工具遇卡的情况频繁发生，为油气井的安全生产和经济效益带来巨大的风险和挑战。
数据表明，在套管外径为139.7mm的页岩气深井中，当套管在外界压力作用下发生形变以后，最大外径为73mm的工具串与最大外径为99mm的工具串遇卡的概率比为1:9。而在爬行器牵引和连续油管输送两种方式下，73mm的工具串牵引或输送的动力面临着井眼阻力的严峻挑战。
为解决上述问题，本发明提供了一种可回收式光纤测井装置及下井方法，解决因使用爬行器和连续油管等输送工具造成的井下工具串遇阻遇卡的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可回收式光纤测井装置及下井方法，该装置采用井下工具串中设置可溶性泵送环，跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进，并溶解，解决井下工具串遇阻遇卡的问题。
为了实现上述目的，本发明的一种可回收式光纤测井装置，包括测井作业车和泵送系统；所述测井作业车上设置绞车，所述测井作业车用于控制泵送系统将绞车上盘绕的光电复合缆泵送至油气井，所述光电复合缆包括线缆本体和设置在线缆自由端的井下工具串；
所述井下工具串包括依次连接的电缆头、旋转接头、加重杆和泵送环；所述电缆头用于对光电复合缆进行校深并监测井下工具串的受力；旋转接头用来释放泵送过程中井下工具串的旋转对复合缆产生的扭力；所述加重杆用于使井下工具串的重力克服井口处流体的压力，井下工具串顺利入井；所述泵送环用于跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进。
进一步优选的，所述电缆头处设有磁定位仪和张力计；所述磁定位仪用于测定光电复合缆的深度，所述张力计用于监测井下工具串的受力。
进一步优选的，所述泵送环包括芯轴和可溶环；所述芯轴一端设有内丝扣，所述内丝扣与加重杆固定连接；所述芯轴表面设有外丝扣，所述外丝扣用于安装可溶环。
进一步优选的，所述可溶环根据安装位置分为中间环和端部环；所述中间环和端部环的外表面均设有多道梯形沟槽，所述梯形槽用于引流形成推力。
进一步优选的，所述中间环设有多个，每个所述中间环的结构为端部具有斜台阶的中空圆柱体，中空处与芯轴连接；所述中空环沿着垂直中线分为左半环和右半环，所述左半环带有三角凹槽，右半环相应设有三角凸键，所述三角凹槽和三角凸键啮合在一起安装。
进一步优选的，所述端部环采用圆柱体与端部圆锥体一起成型结构。
进一步优选的，所述泵送环的可溶环采用可溶材料制成，由固体溶解为液体。
如图4所示，本发明还提供一种可回收光纤下井方法，用于使用上述任意一项所述的可回收式光纤测井装置，执行以下步骤：
S1、将下井工具串和光电复合缆连入防喷管中，并连接吊装装置；
S2、对防喷管进行压力测试，测试合格后下放井下工具串；
S3、泵送前利用井下工具串和井口深度进行校零，校零后开始泵送，根据井下张力和地面张力指示，随时调整泵送压力；
S4、当工具串带动复合缆抵达短套管以下时，停止泵送，上提测井，校深；
S5、重启泵送进程，按照校正过的复合缆深度将工具串泵送至预定位置；
S6、到达预定位置后停止泵送，泵送环溶化时间到达后，启动测井绞车，回收光电复合缆和泵送工具串。
进一步优选的，在S2中，对防喷管进行压力测试，还包括将防喷管与防掉器紧固连接，打压时防喷管内压力达到井口最大压力，试压30分钟，试压合格后，收紧复合缆，关闭防掉器。
本申请公开的可回收式光纤测井装置及下井方法，相比于现有技术至少具有以下优点：该装置采用井下工具串中设置可溶性泵送环，跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进，泵送环为可溶性材料制作而成，入井后在井眼流体中的作用下，约150个小时后即由固体溶解为液体，解决井下工具串遇阻遇卡的问题。
附图说明
图1为本发明可回收式光纤测井装置的结构示意图。
图2为本发明可回收式光纤的下井方法流程示意图。
图3为本发明实施例中泵送环的结构示意图。
图4为本发明提供的一种可回收光纤下井方法的流程示意图。
图中：
1、电缆头；2、旋转接头；3、加重杆；4、泵送环；401、中间环；402、芯轴；
403、端部环；404、梯形槽；411、左半环；421、右半环；431、三角凸键；
441、三角凹槽；
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本申请提供的一种可回收式光纤测井装置，包括测井作业车和泵送系统；所述测井作业车上设置绞车，所述测井作业车用于控制泵送系统将绞车上盘绕的光电复合缆泵送至油气井，所述光电复合缆包括线缆本体和设置在线缆自由端的井下工具串；
如图2-3所示，所述井下工具串包括依次连接的电缆头1、旋转接头2、加重杆3和泵送环4；所述电缆头1用于对光电复合缆进行校深并监测井下工具串的受力；旋转接头2用来释放泵送过程中井下工具串的旋转对复合缆产生的扭力；所述加重杆3用于使井下工具串的重力克服井口处流体的压力，井下工具串顺利入井；所述泵送环4用于跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进。
电缆头1处设有磁定位仪和张力计；所述磁定位仪用于测定光电复合缆的深度，所述张力计用于监测井下工具串的受力。
所述泵送环4包括芯轴402和可溶环；所述芯轴402一端设有内丝扣，所述内丝扣与加重杆3固定连接；所述芯轴402表面设有外丝扣，所述外丝扣用于安装可溶环。
所述可溶环根据安装位置分为中间环401和端部环403；所述中间环401和端部环403的外表面均设有多道梯形沟槽，所述梯形槽404用于引流形成推力。
所述中间环401设有多个，每个所述中间环401的结构为端部具有斜台阶的中空圆柱体，中空处与芯轴402连接；所述中空环沿着垂直中线分为左半环411和右半环421，所述左半环411带有三角凹槽441，右半环421相应设有三角凸键431，所述三角凹槽441和三角凸键431啮合在一起安装。
所述端部环403采用圆柱体与端部圆锥体一起成型结构。
所述泵送环4的可溶环采用可溶材料制成，由固体溶解为液体。
磁定位仪的作用是校深；张力计的作用是指示井下工具串的受力；旋转接头2的作用是释放泵送过程中工具串的旋转对复合缆产生的扭力；加重杆3的作用是使工具串的重量足以克服井口处井眼流体的压力作用，使工具串能够顺利入井；泵送环4的作用是跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，该压力促使工具串牵引光电复合缆向前行进。
泵送环4由芯轴402和环两部分构成，环由可溶解的材料制成，当它跟井下工具串带动光电复合缆到达预定位置之后，在井内流体的作用下，开始溶化，在预定时间内由固体变成液体，直到完全溶解在井眼流体中。
本发明还提供一种可回收光纤下井方法，用于使用上述任意一项所述的可回收式光纤测井装置，执行以下步骤：
S1、将下井工具串和光电复合缆连入防喷管中，并连接吊装装置；
S2、对防喷管进行压力测试，测试合格后下放井下工具串；
S3、泵送前利用井下工具串和井口深度进行校零，校零后开始泵送，根据井下张力和地面张力指示，随时调整泵送压力；
S4、当工具串带动复合缆抵达短套管以下时，停止泵送，上提测井，校深；
S5、重启泵送进程，按照校正过的复合缆深度将工具串泵送至预定位置；
S6、到达预定位置后停止泵送，泵送环溶化时间到达后，启动测井绞车，回收光电复合缆和泵送工具串。
进一步优选的，在S2中，对防喷管进行压力测试，还包括将防喷管与防掉器紧固连接，打压时防喷管内压力达到井口最大压力，试压30分钟，试压合格后，收紧复合缆，关闭防掉器。
在进行下井时，在地面，将下井工具串和光电复合缆连入防喷管。连接吊装装置，吊车吊起防喷管(绞车吊起复合缆及工具串，与防喷管保持同步，)与井口垂直。下放防喷管和防掉器连接、紧固。打压使防喷管内压力达到井口最大压力，防喷装置试压30分钟。试压合格后，收紧复合缆，关闭防掉器，液压泵泄压，下放工具串。慢慢打开测试闸门，启动注脂系统。完全打开防喷器和防掉器。井口深度对零。启动泵送系统，开始泵送进程。泵送过程中，根据井下张力和地面张力指示，随时调整泵送压力。当工具串带动复合缆抵达短套管以下时，停止泵送。上提测井，校深。重启泵送进程，按照校正过的复合缆深度将工具串泵送至预定位置。停止泵送，等待压裂监测过程开启。压裂监测过程结束，泵送环溶化时间到达后，启动测井绞车，回收光电复合缆和泵送工具串。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种可回收式光纤测井装置，其特征在于，包括测井作业车和泵送系统；所述测井作业车上设置绞车，所述测井作业车用于控制泵送系统将绞车上盘绕的光电复合缆泵送至油气井，所述光电复合缆包括线缆本体和设置在线缆自由端的井下工具串；
所述井下工具串包括依次连接的电缆头、旋转接头、加重杆和泵送环；所述电缆头用于对光电复合缆进行校深并监测井下工具串的受力；旋转接头用来释放泵送过程中井下工具串的旋转对复合缆产生的扭力；所述加重杆用于使井下工具串的重力克服井口处流体的压力，井下工具串顺利入井；所述泵送环用于跟套管、井口泵车管线形成一个流体流动空间，使得井口泵车泵入井中的流体在这个空间内形成向前推进的压力，促使井下工具串牵引光电复合缆向前行进。
2.根据权利要求1所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述电缆头处设有磁定位仪和张力计；所述磁定位仪用于测定光电复合缆的深度，所述张力计用于监测井下工具串的受力。
3.根据权利要求1所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述泵送环包括芯轴和可溶环；所述芯轴一端设有内丝扣，所述内丝扣与加重杆固定连接；所述芯轴表面设有外丝扣，所述外丝扣用于安装可溶环。
4.根据权利要求3所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述可溶环根据安装位置分为中间环和端部环；所述中间环和端部环的外表面均设有多道梯形沟槽，所述梯形槽用于引流形成推力。
5.根据权利要求4所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述中间环设有多个，每个所述中间环的结构为端部具有斜台阶的中空圆柱体，中空处与芯轴连接；所述中空环沿着垂直中线分为左半环和右半环，所述左半环带有三角凹槽，右半环相应设有三角凸键，所述三角凹槽和三角凸键啮合在一起安装。
6.根据权利要求4所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述端部环采用圆柱体与端部圆锥体一起成型结构。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的可回收式光纤测井装置，其特征在于，所述泵送环的可溶环采用可溶材料制成，由固体溶解为液体。
8.一种可回收光纤下井方法，其特征在于，用于使用上述权利要求1-6中任意一项所述的可回收式光纤测井装置，执行以下步骤：
S1、将下井工具串和光电复合缆连入防喷管中，并连接吊装装置；
S2、对防喷管进行压力测试，测试合格后下放井下工具串；
S3、泵送前利用井下工具串和井口深度进行校零，校零后开始泵送，根据井下张力和地面张力指示，随时调整泵送压力；
S4、当工具串带动复合缆抵达短套管以下时，停止泵送，上提测井，校深；
S5、重启泵送进程，按照校正过的复合缆深度将工具串泵送至预定位置；
S6、到达预定位置后停止泵送，泵送环溶化时间到达后，启动测井绞车，回收光电复合缆和泵送工具串。
9.根据权利要求8所述的可回收光纤下井方法，其特征在于，在S2中，对防喷管进行压力测试，还包括将防喷管与防掉器紧固连接，打压时防喷管内压力达到井口最大压力，试压30分钟，试压合格后，收紧复合缆，关闭防掉器。
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