目前，国内外主要有湿接头式和保护篮筐式两种类型的钻杆输送电缆测井技术。其中湿接头法主要由湿接头、旁通短节等组成，具有代表性的有西方阿特拉斯公司的PCL法、斯伦贝谢公司的复杂条件测井系统TLCS以及哈里伯顿公司的仪器推进系统TOOLPUSHER。保护篮筐法主要由仪器保护套和旁通短节等组成，具有代表性的是胜利油田测井公司研制的SPC-1型保护篮筐式钻杆输送电缆测井技术。经过钻杆输送测井技术的不断发展和完善，湿接头式钻杆输送测井技术在定向井中被普遍使用，该技术几乎可以使用常规电缆测井中的所有仪器。本文主要介绍湿接头式钻杆输送电缆测井技术中的PCL法并对某井应用实践过程遇到的若干问题加以探讨^[1]。

1   PCL测井技术介绍

湿接头式钻杆传送测井系统(PCL)就是用于定向井或者在恶劣的井眼条件下，用其输送测井仪器完成测井任务。PCL作业复杂，为保证作业的安全和顺利进行，现场施工人员需完全熟悉整个PCL施工流程，与钻井队人员密切配合，确保施工过程中配合默契。

1.1 工作原理

仪器串由过渡短节连接到钻杆底部，用钻杆把仪器输送到测量井段顶部，然后，电缆通过泵下接头与井下快速接头在泥浆中完成对接连结到仪器串上，因此这种连接通称湿连接，这两部分通称湿接头。电缆由旁通短节侧孔进入钻杆内腔，旁通短节以上的电缆在钻杆外面，旁通短节以下的电缆在钻杆里面，旁通短节不能离开套管。湿连结完成后，对仪器供电检查，固定电缆夹，仪器串由钻杆一次一柱输送过整个测量井段，然后，上提测井^[2](图 1)。

1.2 主要工具的组成

湿接头水平井测井(PCL)工具主要是由旁通短节和湿接头组成。其中湿接头又包括泵下枪总成(母头端)、过渡短节以及井下快速接头(公头端)，另外还包括一整套完整的辅助工具，共同来完成定向井测井施工^[3]。

1.3 其它辅助工具

包括井下张力短节、旋转短节、偏心环节、调整短节、柔性短节、井口张力显示器、导向胶锥、加强保护套等。

1.4 施工基本流程

(1) 安装天地滑轮；(2)测井仪器与PCL工具的组装和下井；(3)特殊鱼雷头的制作；(4)旁门连接；(5)实施湿连接；(6)电缆导轨和导向滑轮的安装；(7)测井；(8)卸导向滑轮及湿连接解脱^[4]。

1.5 优势与不足 1.5.1 优势

(1) 与常规电缆测井相比，具有较高的测井时效；(2)可以极大地降低常规电缆测井中经常出现的工程事故；(3)能解决定向井、水平井、套管开窗井以及复杂井中的一些测井问题；(4)克服测井资料的泥浆侵入影响，可以测到原始地层测井资料；(5)可以一次性连接几乎所有的常规仪器，一趟下井即可取全所有的常规测井资料^[5]。

1.5.2 不足

(1) 钻杆运行过程中可轻易弄弯或压坏仪器；(2)电缆与钻杆未能同步运行，从而导致深度记录失准；(3)仍然采用传统的电缆给仪器供电并把地层信息返回到地面系统；(4)与常规电缆测井相比，钻杆不能轻易转动仪器串，从而导致带有极板的仪器不能很好地贴合井壁；(5)由于钻杆是沿下井壁推送仪器，因此仪器在井下不易居中；(6)当出现紧急情况，如井喷时，井队需要循环泥浆，在起出电缆的过程中可能会导致井队不能及时处理事故^[6]。

2   PCL测井技术的应用实例问题探讨——以涠西区块某井为例

2016年11月，涠洲岛附近海域某定向井，该井在钻进至A深度始造斜，至B深度稳斜，稳斜度在50度左右。由于该井设计要求进行核磁测井和RCX地层测压，常规电缆测井风险极大，因此要求采用PCL测井技术进行测井。但在这种大斜度井的条件下采用钻杆输送(PCL)测核磁共振和RCX地层测压在中国区也尚属首次，基本没有这方面的经验。

2.1 该井PCL测井基本情况

根据设计要求，该井三开井段用PCL进行常规项目测井，作业顺利。四开井段，首先用PCL进行常规项目测井，作业顺利，紧接着用PCL进行特殊项目测井，在进行核磁共振测井作业时，出现工作电流突然增大等问题，经反复尝试后仍未解决，最终取消核磁测井项目，之后用PCL进行RCX地层压力测试，中途出现工作电流增大绝缘降低等问题，经讨论改用常规电缆的方式继续进行地层压力测试并完成测井。

2.2 该井测井过程中的问题描述 2.2.1 核磁共振测井过程及问题描述

核磁共振测井前检查了所用的公枪和母枪的通断绝缘情况，各项技术指标均达到测井要求，并在井口成功模拟井下对枪试验，同时对核磁仪器供电检查，仪器状态完好后下钻。后仪器在井下对枪成功，检查好电缆缆芯的通断绝缘后，开始给仪器供电，正常通电几分钟后仪器工作电流突然增大(正常状态为510AC，0.19A，现场每次供电到400 AC左右，电流就跳至0.5 A，明显偏大)，反复试验后仍然没有变化，决定起钻检查公枪，发现公枪的1#芯极与上部10#芯极之间的绝缘套外有明显的烧焦痕迹，另外4#芯极与上下3#芯极、5#芯极之间的绝缘套外也有对称的烧焦痕迹，没有1#芯极与10#芯极之间明显(图 2、图 3)。之后更换公枪，在井口依次检查后再次下钻，对枪后仍出现与之前相同的情况，随后共陆续对枪4次(其中更换一次枪体公头、二次枪体母头)，仍未能解决此问题，根据现场条件决定起钻并通井，转入用PCL进行RCX地层测压作业。

2.2.2 RCX地层压力测试过程及问题描述

RCX仪器下井前在仪器串上安装飞轮(图 4)，保证仪器在定向井中的居中扶正及防止仪器在井下遇阻遇卡，井下对枪成功后，工作电压、电流正常(470 AC，0.17 A)，通信建立。开泵后，马达电压、电流正常(510 AC，2.6 A)。待仪器性能稳定后，开始下钻由浅到深依次进行RCX地层测压作业(图 5)。当仪器下测到2 465 m最深测压点后，准备上提补测失封点，在2 055 m点测压时，发现工作电流突然变大，起出枪体母头，进行检测保养。继续下井，第二次对接成功后，电流仍偏大，发现枪体公头绝缘不高，决定起钻。

经过各方沟通，决定采用常规电缆测井的方式完成RCX地层测压作业。考虑到电缆测井的风险性，为防止电缆在裸眼段中粘卡，决定在出套管后相对安全的深度处补测之前的失封测压点，最终之前的测压失封点不再失封。

2.3 该井PCL测井作业存在问题的原因探讨 2.3.1 造成核磁共振仪器电流突然增大原因的探讨

(1) 核磁仪器在下钻过程中，由于核磁仪器本身具有强磁性，又一直紧贴着套管壁下行，致使对枪位置处聚集了很多套管内壁中高富含的导电物质(如铁屑、铁锈等)，还有井内其它的一些导电微粒。这些聚集在核磁共振仪器磁体外壳的导电物质在强磁的作用下被磁化，成为一个个小磁体。下钻过程中，吸附在核磁共振仪器上的小磁体容易脱落，通过枪体公头的水眼进入钻杆内(图 6)。在下放过程中，环孔泥浆通过公头水眼进入钻杆，保持压力平衡，钻杆内泥浆和湿公头周围聚集了很多这样的小磁体，从而导致电流突然增大烧坏公头。

公头内部有一根铁质支撑杆，外部按顺序排列1#到7#缆芯电极环，二端是接10#芯电缆外皮，电极环之间用绝缘环隔离(图 7)。在下钻过程中，这些脱落的小磁体容易吸附到湿接头公头杆子上，产生一层“导电膜”。在对枪过程中，靠泥浆循环冲洗，冲洗不掉。母头上的胶皮可能也没有完全刮干净湿接头公头上的这些小磁体微粒，导致各个电极环之间的绝缘明显降低。

也可以从湿接头公头上烧焦的痕迹探讨，Eclips 5700系统是1#和4#缆芯供电，1#电极环离10#芯最近，所以它们之间电流最大，烧焦程度也最明显。而4#电极环需要两边分流到3#和5#电极环，经过井下通讯短节仪器转到7#电极环，它和10#芯最近。这样4#电极环与两边的3#和5#电极环之间的电流是1#电极环与10#芯之间的一半，因此烧焦程度较轻。

(2) 湿接头公头内部有一根铁质支撑杆，在核磁共振仪器下井过程中，铁质支撑杆本身可能被磁化，表面吸附一层上述的导电微粒而引起绝缘降低。

(3) 电极环之间的隔离绝缘环，在下井过程中，由于湿接头公头一直裸露在泥浆里，可能造成绝缘环的绝缘降低，引起上述现象。

2.3.2 用钻杆输送RCX测压作业电流突然增大以及失封原因的探讨

(1) 现场初步分析，在高电压、高电流状态下连续工作十多个小时后，枪体湿接头绝缘降低，导致电流增大。

(2) 在大斜度井中，仪器串在井筒里是“躺在”井壁上，推靠臂与探针很难控制在井筒直径上，对RCX仪器座封影响很大，导致许多点失封。

(3) RCX仪器串和飞轮组合，在该井四开井段，比较合适“侧卧”。一般这样的大斜度井，井筒不可能是圆柱体，是椭圆柱体。仪器串在井筒里的轨迹很难满足我们测井要求的姿态，理想的姿态是在高边底边方向上。

(4) 考虑到钻杆输送的风险性，这次RCX仪器串上没有加偏心器。偏心器主要作用是调整井下仪器串在井筒里的姿态，尽可能保持仪器串姿态在高边底边方向上。当然加了偏心器，遇阻、遇卡的风险更大。

(5) 采用电缆测井时，RCX仪器串增加了偏心器后效果明显，前面钻杆输送的几个失封点都不再失封，都是有效点。

2.4 施工时效分析

首先钻杆输送的测井时间是一般的常规电缆测井的2~3倍，其次该井四开作业不顺利，也是这次施工时效不高的主要原因(表 1)。

(1) 在核磁共振测井过程中一共对枪4次，其中起钻1次，更换枪体公头，更换枪体母头2次，整个过程消耗了不少的时间。

(2) RCX测压作业过程中，因为许多失封点，每个失封点都要在附近上下位置尝试多次。测压效率很低。

(3) RCX测压连续工作十多个小时后，湿接头绝缘降低，电流增大，无法正常工作，更换母枪，拆装旁通等也浪费不少时间。

(4) 绞车功能欠缺，上提过程中很难保证电缆的恒张力运行，需要手动操作，容易造成深度误差，因此只能采取下测校深，每次校深都要做两次以减小深度误差。

(5) 现场没有远程深度/张力面板和视频语音通话系统，测井拖撬和钻台通信完全靠对讲机，每次钻杆移动到测压深度时，绞车操作员通过对讲机告知司钻停车，多次造成过早或过迟停车，这样也极大的影响测井时效。

2.5 PCL施工中的建议和改进

(1) 采用PCL的方式进行核磁、RCX地层压力测试等特殊项目测井时，由于仪器在工作时使用的高电流和高电压会对湿接头产生冲击，这极易击穿烧毁湿接头，建议采用如下(图 8)湿接头的布线方式。

(2) PCL湿接头公头内部的铁质支撑杆不太适合用来进行核磁共振测井，建议用其它材料做支撑杆。

(3) 湿接头长时间在高电压、高电流状态下，容易造成绝缘降低，在工艺上需要改进。

(4) 大斜度井用PCL测RCX，为了座封好，建议装飞轮并带偏心器。

(5) 测井绞车动力系统应具有稳定的上提或下放恒张力运行控制系统，以防止钻杆与电缆运行状态不同步，从而导致深度记录不准等问题的发生。

(6) 根据该井的测井施工探讨，大斜度井可能并适合进行一些特殊测井项目，尤其是对于包括核磁共振测井、RCX地层测试供在内的许多需要高电压、高电流以及对绝缘要求极高的特殊项目，而现有的PCL施工工艺又很难达到要求，所以建议在做地质设计和测井设计时应更多地考虑工程上的困难。

(7) 目前许多测井公司在中国区都很少有大斜度PCL测特殊项目的施工经历，所以当有这种难得的施工经历时，应该认真地总结，积累宝贵的经验。

(8) 建议在斜井中使用“飞轮”及导向胶锥等辅助工具，这对仪器在井下工作有较大的帮助。

3 结束语

PCL测井技术是一种针对复杂井以及疑难井的一种大斜度井的施工方式，相对于常规测井施工来说，PCL测井更复杂，更容易出现问题，施工过程中需要考虑的因素也更多，在保证自身人员配合默契的基础上，还要保证绞车与井队间的配合默契，本文结合实例，探讨后认为对于现有的湿接头工艺来说，还无法稳定地完成供高电压、高电流以及对于绝缘要求很高的特殊项目以及高端仪器测井，建议对钻杆输送测井用的湿接头工艺进行进一步完善和提高，使其变得更加成熟稳定，并选择配套性能最优的钻杆输送测井工具来进行测井作业。