1 生產測井環境及要求

南海海域某井的井底溫度180℃, 日產氣量90×104m3, 生產套管7", 生產測井工作深度3969m。該井生產流體中二氧化碳含量較高, 為7.869%～11.725%, 硫化氫蕞高含量為30ppm。測井要求如下: (1) 在正常生產工作制度下進行產出剖面生產測井, 測試內容包括自然伽瑪、磁定位、流量、密度、溫度、壓力、持水率;測出各層系流量、流體成分、壓力、溫度等參數, 評價地層產出特性; (2) 產出剖面測試完成后, 要求盡可能在上提過程中測試流壓梯度, 流壓梯度測試由深至淺進行; (3) 測出各層系流量、流體成分、壓力、溫度等參數, 評價地層產出特性; (4) 生產測井期間同時按每半小時記錄一次井口壓力、井口溫度、油嘴尺寸和油氣水產量等有關測試數據。現場數據錄取。

 

測井工具串組合:1-3/8"馬籠頭+1-3/8"變扣+2-1/8"加重桿×3+2-1/16"GR/CCL+1-11/16"光學探針+2-1/16"密度計+1-11/16"流量計, 總長52.4ft, 總重量430lbf。控制工具串下放速度在40m/min以內, 確認井內流壓穩定合格后, 分別以36m/min、27m/min、18m/min、9m/min的速度在測試井段進行四上四下測試, 同時錄取數據。

 

2 渦輪流量計轉子脫落問題分析

測井儀底部渦輪流量計轉子在四上四下測井任務中轉速過快, 地面直讀顯示該轉子的蕞高轉速達到260rps, 超過了轉子的安全工作轉速上限200rps, 同時需長時間滯留在產層位置進行流壓測試操作, 因此直接原因為轉子在高溫高流速的極限工作環境下發生脫落, 影響了測井數據的錄取, 如圖1所示。

間接原因為:該氣井產量較高井內氣體流速高, 導致轉子速度過快, 且高溫環境容易造成轉子發熱, 轉子連接處發燙容易松動脫扣。

 

3 現場應用處理措施

(1) 調節井內天然氣流速, 控制渦輪流量計轉子轉速。在非測試井段, 通過調小生產流程氣嘴 (現場調節氣嘴開度為50%) 控制井內天然氣流速, 達到減慢轉子轉速, 盡可能地縮短轉子高速運轉的時間;

 

(2) 使用小尺寸轉子, 減小轉子轉速。在轉速滿足生產測井要求的原則下將3-1/2”使用2-1/2”轉子, 從而減小轉子轉速;

 

(3) 在轉子與測井儀連接螺紋處涂上絲扣膠水, 再上緊轉子, 加固轉子與測井儀的連接;

 

(4) 減少工具入井時間, 保持對轉子轉速的監控, 發現異常立即采取措施。在保證測試得到的流壓穩定, 即流壓波動差值不超過2個psi的前提下, 盡量減少流壓測量時間, 由30min流壓點測時間減少至10min, 10min流壓點測時間減少至2min。

 

實踐證明現場應用采取的措施有效解決了渦輪流量計轉子脫落的問題。

 

4 結語

高溫高產氣井生產測井作業中涉及到的渦輪流量計等儀器轉子部件, 容易因產量及溫度過高導致轉子脫落, 影響了井下的正常作業。為此需要注意: (1) 在作業前有必要做好充分考慮, 滿足數據采集要求的情況下盡量調節氣井的生產工作制度來限制氣體的高流速影響; (2) 采用小尺寸的轉子, 降低轉子帶來的離心力負作用; (3) 減少工具的入井時間, 降低儀器轉子在高溫環境下的不利影響; (4) 考慮備用測井儀器, 減少多次海上動員儀器的成本; (5) 在設計階段優化渦輪流量計的設計, 參考制定超出流量計上限時的自動處理措施。