1 生产测井环境及要求

南海海域某井的井底温度180℃, 日产气量90×104m3, 生产套管7", 生产测井工作深度3969m。该井生产流体中二氧化碳含量较高, 为7.869%～11.725%, 硫化氢蕞高含量为30ppm。测井要求如下: (1) 在正常生产工作制度下进行产出剖面生产测井, 测试内容包括自然伽玛、磁定位、流量、密度、温度、压力、持水率;测出各层系流量、流体成分、压力、温度等参数, 评价地层产出特性; (2) 产出剖面测试完成后, 要求尽可能在上提过程中测试流压梯度, 流压梯度测试由深至浅进行; (3) 测出各层系流量、流体成分、压力、温度等参数, 评价地层产出特性; (4) 生产测井期间同时按每半小时记录一次井口压力、井口温度、油嘴尺寸和油气水产量等有关测试数据。现场数据录取。

 

测井工具串组合:1-3/8"马笼头+1-3/8"变扣+2-1/8"加重杆×3+2-1/16"GR/CCL+1-11/16"光学探针+2-1/16"密度计+1-11/16"流量计, 总长52.4ft, 总重量430lbf。控制工具串下放速度在40m/min以内, 确认井内流压稳定合格后, 分别以36m/min、27m/min、18m/min、9m/min的速度在测试井段进行四上四下测试, 同时录取数据。

 

2 涡轮流量计转子脱落问题分析

测井仪底部涡轮流量计转子在四上四下测井任务中转速过快, 地面直读显示该转子的蕞高转速达到260rps, 超过了转子的安全工作转速上限200rps, 同时需长时间滞留在产层位置进行流压测试操作, 因此直接原因为转子在高温高流速的极限工作环境下发生脱落, 影响了测井数据的录取, 如图1所示。

间接原因为:该气井产量较高井内气体流速高, 导致转子速度过快, 且高温环境容易造成转子发热, 转子连接处发烫容易松动脱扣。

 

3 现场应用处理措施

(1) 调节井内天然气流速, 控制涡轮流量计转子转速。在非测试井段, 通过调小生产流程气嘴 (现场调节气嘴开度为50%) 控制井内天然气流速, 达到减慢转子转速, 尽可能地缩短转子高速运转的时间;

 

(2) 使用小尺寸转子, 减小转子转速。在转速满足生产测井要求的原则下将3-1/2”使用2-1/2”转子, 从而减小转子转速;

 

(3) 在转子与测井仪连接螺纹处涂上丝扣胶水, 再上紧转子, 加固转子与测井仪的连接;

 

(4) 减少工具入井时间, 保持对转子转速的监控, 发现异常立即采取措施。在保证测试得到的流压稳定, 即流压波动差值不超过2个psi的前提下, 尽量减少流压测量时间, 由30min流压点测时间减少至10min, 10min流压点测时间减少至2min。

 

实践证明现场应用采取的措施有效解决了涡轮流量计转子脱落的问题。

 

4 结语

高温高产气井生产测井作业中涉及到的涡轮流量计等仪器转子部件, 容易因产量及温度过高导致转子脱落, 影响了井下的正常作业。为此需要注意: (1) 在作业前有必要做好充分考虑, 满足数据采集要求的情况下尽量调节气井的生产工作制度来限制气体的高流速影响; (2) 采用小尺寸的转子, 降低转子带来的离心力负作用; (3) 减少工具的入井时间, 降低仪器转子在高温环境下的不利影响; (4) 考虑备用测井仪器, 减少多次海上动员仪器的成本; (5) 在设计阶段优化涡轮流量计的设计, 参考制定超出流量计上限时的自动处理措施。