石油圈
随着石油钻探活动向着近海盆地延伸，行业对更加先进的井下工具的需求也日益凸显。因此，一种新型随钻测井工具应运而生，并在环境恶劣的泰国湾通过了测试。该测井工具可以在410℉高温下提供实时井下数据。
来自 | World oil
编译 | 吕凡胜
随着钻探活动向着更深、更热的地层和更加偏远的近海盆地延伸，现有的井下钻具和录井工具已经远远不能满足操作要求。泰国湾地区许多井底温度甚至高达392℉。井深每增加100英尺，温度会增加3.2℃，而许多高压油气井的垂直深度达到了11000英尺。通常来说，这种深井的初始生产效率很高，但是随着井下压力的降低，生产效率也会迅速下降。
为应对现有的严峻挑战，2014年雪佛龙（泰国）和威德福协同合作，力图开发一种能够在410℉高温环境中提供井下实时数据监测的稳定随钻测井工具。经过9个月的研究和测试，他们成功研发出了理想的第一代耐高温井下工具HeatWave Extreme（HEX）。
图1.经过通力合作，雪佛龙（泰国）和威德福成功开发出一种能够在410℉高温环境中提供井下实时数据监测的稳定随钻测井工具
在第一次油田实地应用中，HEX耐高温井下工具有效减少了为应对井下高温而进行的设备多次起下作业，提高了工作效率。另外，该设备的应用减少了井下实时监测数据缺乏和井下事故问题，降低了可能由此而引发的损失，保证了目标钻井深度的实现。2015年，应用该设备成功钻井30口，总作业时长超过1413小时，其中532小时作业环境超过347℉。整个钻井过程中非生产时间（NPT）低于1%。
实现三组合技术应用
随着该技术的成功应用，雪弗龙公司和威德福公司将注意力转向进一步开发该技术的潜力，力图实现三组合技术的应用。第二代HEX技术能够在392℉高温下提供常规三组合随钻测井工具测井数据。
图2.第二代HEX技术完整包含了第一代技术，同时增加了电阻率和地层密度测量技术；威德福公司为每个随钻测井工具设计了新的电子和传感器模块
为确保该设备现场操作性能，威德福公司开发了一套全面的设备性能维护方案，这包括追踪特定时间该设备所处的环境温度以及振动水平，并据此对传感器各部件制定维护计划。
该HEX三组合随钻测井设备的电阻元件由耐高温高压的多频电阻率测井（MFR）工具提供。基于于现有的耐高温He-3探测管，中子孔隙度测井方式应运而生。通过与HEX地层密度测井方式相结合，该测井方式在泰国湾地区探测气藏方面的应用价值更加凸显。
地层密度测井作为HEX服务的补充部分，目前被认为是最可靠的孔隙度测量方式。除地层密度测井（RHOB）方式之外，HEX密度传感器还可借助两个检测器来提供密度校正（DRHO）和提供井眼卡尺来测量井筒的形状和尺寸。
深远影响
自2016年下半年投入使用以来，三组合随钻测井技术在优化钻井作业方面产生了深远的影响。在雪弗龙公司在泰国湾的钻井项目中，通常需要在钻井速度和钻井方向控制方面谋求平衡；而且每钻进一个阶段都要更换钻头，钻达目标深度通常需要更换三个钻头。泥浆马达一般用于钻井初始阶段和中间阶段，生产阶段通常要安装旋转可调变径稳定器（AGS）。
雪弗龙公司大量依赖于数据分析来提高钻井效率，这一特点在超高温地层钻井中体现得尤为明显，因为这其中涉及钻头选择、AGS设计以及稳定器使用等诸多问题，关系到“三个钻头钻一口油井”的目标能否达成。通过将威德福StableLine AGS（额定工作温度428℉）与第二代三组合随钻测井技术相结合，可以实现单节连续钻进9000英尺，超过雪弗龙公司标准钻井协议1000英尺。
AGS与HEX组合通常可以实现单钻头钻进目标深度，且节约了钻井时间。该三组合技术同时还避免了使用大量缆线带来的问题。这不仅节约了操作时间，同时减少了处理放射性物质作业，同时降低了缆线井下卡顿的风险。
截止本文发布，该技术已经应用于45口油井作业当中，平均井下作业温度达369℉，累计作业深度达296000英尺。在3500小时的作业过程当中，有1/3的时间（1100小时）作业温度超过347℉。作业最高循环温度390℉，最高静态温度396℉，该工具在两种情况下均正常运作。
该技术的成功应用，为泰国雪弗龙公司创造两项纪录。在PAWQ-29号钻井项目中，该公司用时7.42天，钻至目标深度17559英尺，创造了该地区钻井深度纪录。另外，该公司在单钻头钻井深度方面也创造了纪录，该钻具在静态温度420℉、循环温度390℉的高温环境下，成功钻至8952英尺。
价值得到体现
在过去的两年时间里，HEX技术被证明能够在泰国湾恶劣的环境中提供卓越的井下实时钻井数据。与三组合技术的协同使用，更加提高了该技术数据传输的可靠性，同时降低钻井时间。该技术的成功应用，降低了雪弗龙公司在高温高压环境下作业的操作风险和经济风险。
威德福公司目前正在积极探索三组合随钻测井技术在超高温环境下的应用，无论是在新开发的还是已经相对成熟的高温油田，该技术的应用都将有望节约数百万美元成本。在新开发油田中，该技术的优越性体现在，可以在常规水平上进一步钻进，而无需频繁更换耐高温高压得井下工具，这样一来就能创造可观的潜在收益。
该技术的应用价值远不止在降低泰国湾地区钻井成本和节约时间。将该技术应用于世界各地其他钻井项目中的计划正在酝酿。可以预见，该技术必将在开发全球石油潜力方面作出巨大贡献。
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