(大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

0 引 言

小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀[1,2]是井下超聲電視技術(shù)的新一代設(shè)備，應(yīng)用了超聲成像技術(shù)，在成像質(zhì)量和應(yīng)用范圍等方面都有較大的改善，在套損檢測(cè)中，能準(zhǔn)確判斷套管腐蝕、穿孔、破裂、錯(cuò)斷、變形、絲扣脫落等情況，所反映的套損類型及程度清晰、明顯、直觀，在特殊井取證和報(bào)廢井的決策中起到了重要作用，對(duì)于研究套損機(jī)理有重要意義。儀器可提供井壁的時(shí)間圖、幅度圖、橫截面圖、縱剖面圖、立體圖等多種解釋結(jié)果。

1 工作原理及特點(diǎn)

利用超聲波在介質(zhì)中的傳播和反射特性，由井下儀器的超聲換能器(由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在井眼內(nèi)旋轉(zhuǎn)掃描)發(fā)射和接收脈沖式超聲波[3]。對(duì)套管內(nèi)壁或井壁的回波幅度和時(shí)間信息進(jìn)行處理。對(duì)破損部位使用不同角度、不同形式的各種圖形加以描繪，其中包括立體圖、縱、橫截面圖、時(shí)間圖、幅度圖、和井徑曲線等。儀器的探頭部分包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)的換能器，其頻率可通過更換換能器改變。旋轉(zhuǎn)方向不影響測(cè)量，選擇不同工作頻率可適應(yīng)不同井液的需要和最優(yōu)化的信噪比，維持分辨率的穩(wěn)定[4]。

該儀器具有旋轉(zhuǎn)探頭覆蓋方位100% 、不同發(fā)射頻率能適應(yīng)不同井液和精度的需要、不同方位的井截面圖清晰直觀、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示測(cè)量的三維圖像清楚易懂等特點(diǎn)，儀器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀結(jié)構(gòu)示意圖

2 儀器技術(shù)指標(biāo)

儀器外徑：Φ46 mm;

耐溫：150 ℃;

耐壓：60 MPa;

分辯能力：2 mm(對(duì)縱縫的分辯能力);

8 mm(對(duì)孔洞的分辨能力);

2 mm(聲波井徑相對(duì)分辯能力);

測(cè)速：60 m/h。

3 應(yīng)用效果

應(yīng)用小直徑井壁超聲成像測(cè)井技術(shù)與井徑測(cè)井技術(shù)相比，可以準(zhǔn)確直觀判斷套管腐蝕、穿孔、破裂、錯(cuò)斷、變形、絲扣脫落等情況。

3.1 可直觀反映套損程度及類型

井徑儀器對(duì)于確定井眼套損及深度比較準(zhǔn)確，但對(duì)于套損類型只能根據(jù)解釋人員的判斷來確定，圖2為四十臂井徑[5]測(cè)試結(jié)果，不能判斷出套損的類型。小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀可直觀反映套損程度及類型，圖3為小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀資料的測(cè)試結(jié)果，可以準(zhǔn)確直觀判斷套管類型為套管擴(kuò)徑。

圖2 四十臂井徑測(cè)試成果圖

3.2 孔眼的檢測(cè)

對(duì)于孔眼的檢測(cè)，用四十臂儀器檢孔眼，不直觀，而且對(duì)套管損傷小的井檢測(cè)不到孔眼，而小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀有較高的檢測(cè)精度。檢測(cè)的孔眼形狀、數(shù)量準(zhǔn)確，圖4為北1-50-E62井成果圖回波的幅度展開圖，可以看出射孔孔眼大小不一致。兩排孔眼不在一條直徑上，孔距不均。

圖3 小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀成果圖

圖4 北1-50-E62井成果圖回波的幅度展開圖

3.3 管錯(cuò)斷變形檢測(cè)

薩爾圖油田一些老井及套損區(qū)內(nèi)的井，套損極其嚴(yán)重，其中對(duì)少數(shù)難以修復(fù)的井要執(zhí)行報(bào)廢，而報(bào)廢前需要進(jìn)行測(cè)井取證，小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀為報(bào)廢井提供了可靠的依據(jù)，如圖5所示，該井段兩處出現(xiàn)錯(cuò)斷，但情形不同，一處套管大面積破裂損壞，另一處套管破裂、錯(cuò)斷。

圖5 Z281-SP028井測(cè)試成果圖

3.4 配合大修井的測(cè)試

小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀在配合油水井修井也能發(fā)揮顯著作用。圖6所示為套管補(bǔ)前、補(bǔ)后測(cè)試成果，圖中顯示了套管月牙形狀的接頭，與在地面看到的形狀一致。小直徑井壁超聲成像測(cè)井儀提供的圖像資料直觀、形象，修井根據(jù)這一圖像資料可制定具有針對(duì)性的修補(bǔ)方案并可檢查修補(bǔ)的效果。

圖6 北1-4-斜E33井套管補(bǔ)前、補(bǔ)后測(cè)試成果圖

4 結(jié) 論

綜合分析可以得出如下結(jié)論：

1)小直徑井壁超聲成像測(cè)井技術(shù)提供精確的客觀的井眼探察及清晰、明顯、直觀反映的套損類型及程度，為關(guān)鍵性決策提供基礎(chǔ)資料。

2)儀器外徑小，可以適應(yīng)不同套損井測(cè)量。

3)不同發(fā)射頻率適應(yīng)不同泥漿特性的井眼測(cè)量，同時(shí)可以提供逼真的井壁直觀三維圖像，高精度的解釋系統(tǒng)。

4)由于小直徑井壁超聲成像測(cè)井技術(shù)測(cè)速60 m/h，測(cè)試井相比于井徑測(cè)井施工效率低。因此，為了提高施工效率應(yīng)結(jié)合井徑測(cè)井，對(duì)于井徑測(cè)試結(jié)果套損程度及類型判斷不清的井段，再用小直徑井壁超聲成像測(cè)井技術(shù)進(jìn)行測(cè)井效率更高。

總之，小直徑井壁超聲成像測(cè)井技術(shù)為檢測(cè)井下套管的完好性及修復(fù)提供了更為可靠直觀的資料，滿足了采油廠及時(shí)監(jiān)測(cè)套管狀況的要求，也為油井作業(yè)、大修提供全面、準(zhǔn)確的套管全貌。