楊 劍 張 昊 郭 亮 張軍鋒 金 莉

(長慶油田分公司第一采油廠 陜西延安)

套管檢測技術(shù)在安塞油田的發(fā)展及應(yīng)用

楊 劍 張 昊 郭 亮 張軍鋒 金 莉

(長慶油田分公司第一采油廠 陜西延安)

隨著生產(chǎn)時間的延長,套管受外力、化學(xué)腐蝕的作用引起變形、損壞,套損井的數(shù)量逐年增加,成為制約安塞油田高效開發(fā)的因素之一。判斷生產(chǎn)井是否套損并確定套損位置成為治理套損井前提條件。文章介紹了安塞油田歷年所使用過的套管檢測技術(shù),找到了適合安塞油田的套管檢測技術(shù)。

套損檢測;工程測井;封隔器找漏

0 引 言

經(jīng)過一段時間的開發(fā),油水井套管均出現(xiàn)了不同程度破壞,不僅影響生產(chǎn)井的正常生產(chǎn),還影響了整個區(qū)塊的正常開發(fā)和穩(wěn)產(chǎn)。套管檢測技術(shù)可以確定套管損壞的部位、程度,有利于采取補(bǔ)救措施,延長套管的使用壽命、恢復(fù)油井的產(chǎn)能。

1 套管損壞概況

安塞油田目前已建油水井5 925口,自從1989年10月發(fā)現(xiàn)第一口套損井以來已出現(xiàn)套損井323口,分別占到油井的6.3%和水井3.2%。新增套損井井?dāng)?shù)呈逐年增長勢頭,2004年達(dá)到了42口,之后維持在30口左右。套破與井的生產(chǎn)時間呈正態(tài)分布,集中在生產(chǎn)8～13年的井,這一時間區(qū)域內(nèi)的井占到了總井?dāng)?shù)的41%。

2 套管檢測技術(shù)

安塞油田使用過的套管檢測技術(shù)主要分三大類,即工程測井、封隔器找漏和水質(zhì)化驗方法。

2.1 工程測井技術(shù)

2.1.1 井溫測井

井溫測井的原理是:當(dāng)套管存在破損漏失時,不管流體是從套管漏入地層,還是從地層漏入套管,其溫度場均會發(fā)生異常變化,因此可根據(jù)井溫曲線的異常變化情況,判斷套管破損的大致位置。1994年～1997年應(yīng)用井溫測井檢測油井7口,水井3口。該技術(shù)的缺點是不能精確測定套管破損位置,必須結(jié)合其它測井技術(shù)如噪聲、流量計等測井技術(shù)進(jìn)行綜合評價。1997年后單純的井溫測井技術(shù)在安塞油田被淘汰。

2.1.2 超聲波成像測井

超聲波成像測井是在早期的井下電視基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,利用在高速旋轉(zhuǎn)的掃描頭上安裝的換能器發(fā)射超聲波撞擊套管內(nèi)壁,通過記錄各個界面的反射波,并對其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,可得出水泥的聲阻抗、套管壁厚、套管內(nèi)徑等參數(shù),可以獲得直觀的、高分辨率的水泥評價和套管腐蝕圖像。

1995年～2002年測試油井9口,水井3口。它的優(yōu)點是分辨率高,360度平面展開圖可以準(zhǔn)確展示套管腐蝕的位置、形狀、腐蝕面積的大小。缺點是受井眼狀況影響較大,要求測試前洗井、清蠟且井內(nèi)流體不能含氣,因為氣泡對超聲波傳播的散射作用會造成接收不到回波導(dǎo)致測試失敗,不適用于安塞油田,最終被其他先進(jìn)的檢測技術(shù)取代。

2.1.3 井溫+十八臂井徑+磁測組合測井

這是目前在工程測井中使用最多的測井方法。十八臂機(jī)械井徑儀的18個探測臂與套管內(nèi)壁接觸,將套管內(nèi)徑的變化轉(zhuǎn)換為儀器探測臂的徑向位移,再轉(zhuǎn)換為推桿的垂直位移,最終轉(zhuǎn)換成電信號得到井徑數(shù)據(jù)。磁井徑傳感器中的高頻工作線圈產(chǎn)生高頻交變磁通,在套管中產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致高頻交變磁通能量損耗,高頻線圈的電感量發(fā)生變化,從而使高頻諧振回路頻率(輸出振幅)發(fā)生變化,根據(jù)高頻趨膚效應(yīng),此時電壓輸出振幅是線圈與套管內(nèi)表面距離的函數(shù),這樣電壓幅度變化即反映套管內(nèi)徑的變化。而交變磁通在套管中產(chǎn)生的渦流會導(dǎo)致磁化滯后效應(yīng),使二次磁場與原磁場間產(chǎn)生相位差。因此,用接收線圈感應(yīng)的電流與發(fā)射線圈的電流的相位差,可測量套管的剩余壁厚。

到2008年底,此方法共測試93口井套管技術(shù)狀況(油井83口,水井10口),檢測出套管穿孔或裂縫67口井,16口井出現(xiàn)不同程度的腐蝕但未穿孔,有2口套管未發(fā)現(xiàn)腐蝕情況。

2.1.4 MIT+MTT組合測井[1]

二是由缺乏技巧、不順暢義等外顯出來的狀態(tài)、水平，發(fā)展成為對事物所處狀態(tài)的判斷和評價。如《尚書》：“作偽，心勞日拙?！笨装矅鴤鳎骸盀閭?，飾巧百端，于心勞苦，而事日拙不可為。”[1](P488)由此，“拙”具有“困窮、艱難”義。

MIT測量原理與十八臂井徑基本一致,只是增加了測量臂數(shù),測量結(jié)果較十八臂更為精確。MTT可測12條磁壁厚曲線及井斜、相對方位曲線,利用WIVA繪圖技術(shù),可繪制套管的三維成像圖,直觀反映套管腐蝕、變形和穿孔的程度。2007年開始應(yīng)用,目前檢測油井1口,水井7口。

測試了王10-29套管情況,共檢測套管85根,測量井段36.0 m～984.6 m。檢測發(fā)現(xiàn)第54根套管在513.9 m處穿孔,腐蝕7.96 mm。之后利用封隔器找漏技術(shù)進(jìn)行驗證,發(fā)現(xiàn)在513.38 m～514.36 m處不能穩(wěn)壓,說明此處套管破損,檢測結(jié)果十分吻合,如圖1所示。

2.1.5 電磁探傷測井[2]

電磁探傷儀的物理基礎(chǔ)是法拉第電磁感應(yīng)定律。給發(fā)射線圈供一電流,接收線圈產(chǎn)生隨時間變化的感應(yīng)電動勢ε。

圖1 王10-29 MIT+MTT測井解釋結(jié)果

ε=-dΦ/dt dΦ=dS·B

式中:Φ為磁通量;S為線圈截面積;B為磁場強(qiáng)度。

當(dāng)鋼管(油套管)厚度變化或存在缺陷時,感生電流回路被切斷,致使磁通量Φ變化,最終導(dǎo)致感應(yīng)電動勢ε將發(fā)生變化,通過分析和計算,在單、雙管柱結(jié)構(gòu)下,可判斷管柱的裂縫和孔洞,得到管柱的壁厚。

圖2 電磁探傷解釋結(jié)果和十八臂井徑測井解釋結(jié)果

2.2 封隔器找漏

在懷疑套管損壞井段的上、下層各下入一個封隔器,之后在套管內(nèi)注水打壓到15 MPa,若壓力在5 min中后沒有下降,說明套管正常;若壓降明顯,則此段套管損壞。這種套管檢測方法準(zhǔn)確度較高,但在施工時工序較繁鎖。

至2008年底使用封隔器找漏42口(油井36口,水井6口),其中14口油井利用封隔器找漏后準(zhǔn)確定位了套損段,采取了套管化學(xué)堵漏措施,恢復(fù)了油井產(chǎn)能。

2.3 流體物性化驗

安塞油田生產(chǎn)主力油層是長 6,流體特性是SO42-,礦化度較高,水型是CaCl2,如果洛河層或者延安組套損,則流體化驗時會出現(xiàn)SO42-,且礦化度明顯下降,水型轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2SO4,含水明顯上升,根據(jù)這些指標(biāo)即可判斷出是否套損。

水質(zhì)化驗是安塞油田判斷套損使用最多的監(jiān)測方法,在目前323口套損井中,檢測出油井155口、水井32口,占到了所有使用的套管技術(shù)檢測的57%、64%。它的優(yōu)點是費(fèi)用低、檢測時間短,缺點是不能準(zhǔn)確判斷套損位置。

3 結(jié)論及建議

(1)MIT+MTT組合測井和封隔器找漏檢測精度較高,對于套管堵漏等需精確測得套損層位的措施,使用任何一種均可;

(2)對于只需確定套損而不需確定套損位置的措施,采用流體物性化驗即可。

[1] 李玉寧,李 強(qiáng),安秀榮,等.MIT+MTT組合套損檢查技術(shù)在長慶油田的應(yīng)用[J].測井技術(shù),2006,30(5)

[2] 謝榮華,劉繼生,張月秋,等.檢查套管損壞的電磁探傷測井方法及應(yīng)用測井技術(shù)[J].測井技術(shù),2003,27(3)

Yang Jian,Zhang Hao,Guo Liang,Zhang Junfeng and Jin Li.Development and application of casing damage detection technology in Ansai oilfield.PI,2010,24(3):59～60

With the extension of production time,and casings are distorted and damaged due to many factors such as external forces、chemical corrosion,the casing damaged wells have increased year by year which has been one of key factors that restricts Ansai oilfield′s high-efficient development.Therefore,it has become a prerequisite for controlling well casing damage to judge whether producing wells are damaged and to determine the location of casing damage.This paper introduces the casing inspection technologies that once used in Ansai oilfield and evaluates the casing detection methods that fits for Ansai oilfield.

casing damage detection;engineering logging;packer leak finding

P631.8+11

B

1004-9134(2010)03-0059-02

楊 劍,女,助理工程師,2005年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)石油工程專業(yè),現(xiàn)在長慶油田分公司第一采油廠從事井下作業(yè)技術(shù)研究和管理工作。郵編:716000

2009-09-15 編輯:劉雅銘)

·方法研究·