小直徑渦流檢測儀在工程測井中的應(yīng)用

張友明 趙鳳娟 王小榮

(大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

小直徑渦流檢測儀在工程測井中的應(yīng)用

張友明 趙鳳娟 王小榮

(大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江大慶)

小直徑渦流檢測儀因其獨特的測量方法、優(yōu)異的性能,已成為評介井下管柱自然狀況的重要技術(shù)設(shè)備。文章介紹了儀器的測量原理和技術(shù)指標(biāo),通過應(yīng)用實例,描述了其在油田工程測井方面的應(yīng)用情況,證明了小直徑渦流檢測儀是一種精度高、性能可靠、使用簡單方便、應(yīng)用效果好的新型工程測井儀器。

工程測井;低頻脈沖渦流;套管、油管狀況檢測;套損

0 引 言

小直徑渦流檢測儀[1]是大慶油田2003年研制的一種新型工程測井儀,它采用電磁渦流檢測技術(shù)對油管和套管進行無損檢測,不受井內(nèi)介質(zhì)、死油、水泥塊及其他非金屬套管附著物的影響,克服了聲波、機械井徑等檢測方法在這方面的不足,它可準(zhǔn)確地指示出井下管柱腐蝕、變形、壁厚減薄等缺損狀況。該儀器外徑小,具有較強的電磁穿透能力,可在油管中同時完成針對油管和套管質(zhì)量狀況的無損檢測,避免了不必要的起下油管的作業(yè),節(jié)約了測試成本;特別是對于易于套損的注入井,可以在其正常生產(chǎn)狀態(tài)下,對管柱狀況進行在線普查,既方便了用戶,又提高了資料的準(zhǔn)確性。

1 儀器簡介

1.1 結(jié)構(gòu)及原理

小直徑渦流檢測儀[1]由儀器頭、電路與探頭部分、井溫探頭、上下扶正器5部分組成,結(jié)構(gòu)緊湊。儀器應(yīng)用了低頻脈沖渦流無損檢測原理[2],它通過傳感器激勵線圈產(chǎn)生低頻電流激勵,在周圍的管柱(油管和套管)中激發(fā)出渦電流,該渦流信號的流動和分布狀況,如強度、方向等,受金屬管柱本身的電磁性能及形態(tài)等因素影響,即該渦流信號包含了金屬管柱的狀況信息;其次,金屬管柱壁中流動的渦流也會激發(fā)一個二次磁場,并在傳感器檢測線圈中感應(yīng)出電壓信號,通過對電壓信號綜合分析、計算,便可得管柱位置、結(jié)構(gòu)等相關(guān)信息。為了獲取更多信息,儀器包含了多達三組檢測傳感器[1],它們相互補充,詳細(xì)、全面地反映了管柱自然狀況。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)

外徑:42 mm;

耐壓:60 MPa;

耐溫:125℃;裂縫最小探測能力:縱縫50 mm,橫縫1/4管柱周長,寬度1.5 mm;

管壁厚度變化分辨率:單層管柱0.5 mm,雙層管柱1.5 mm;

使用長度小于5 500 m的單芯電纜,輸出曼徹斯特編碼信號。

2 應(yīng)用分析

小直徑渦流檢測儀已在大慶及其它油田現(xiàn)場應(yīng)用800多井次。在對雙層管柱的配注井普查、檢測中,及時發(fā)現(xiàn)了諸如套管變形、錯斷、大段彎曲、破漏等套損;同時,還對配注管柱的腐蝕、裂縫、斷裂、變形進行了在線檢測,對配注工具位置給予了準(zhǔn)確定位。為注入井的安全生產(chǎn)提供了可靠保障,為區(qū)塊套損評價提供了豐富的信息;單套管井的應(yīng)用中,對套管的變形、錯斷、局部彎曲及裂縫破損、腐蝕、壁厚變薄、套管接箍絲扣連接狀態(tài)等作出了精確的檢測、定位,為廠家進一步作業(yè)提供了可靠的依據(jù)。

2.1 套損普查方面的應(yīng)用

由于斷層的影響,大慶油田杏十三區(qū)、十一區(qū)和九區(qū)塊套損井較多,主要發(fā)生在嫩二段附近,損壞類型以因嫩二段底化石層水浸后滑移[3]造成的嚴(yán)重變形、錯斷、大段彎曲為主。為了查清清該區(qū)及相鄰區(qū)塊的套損情況,對該區(qū)部分油水井進行了套損普查。小直徑渦流檢測儀主要是在不停注情況下對注入井進行套損檢測。

圖1 杏9-XX套管變形、破裂

圖1、圖2所示的是2口典型井的測井曲線。杏9-XX在914 m處,A探頭曲線有明顯負(fù)異常[1],表明該處套管存在裂縫;同樣,925 m～929 m井段A探頭曲線負(fù)向扭曲且出現(xiàn)尖峰,顯示套管變形并存在裂縫,與廠家分析結(jié)果一致。杏13-XX井,在995.9 m～997.6 m處A探頭曲線出現(xiàn)扭曲且劇烈負(fù)向變化,顯示為套管變形且發(fā)生破漏。上述二井套損處均位于嫩二段附近,為了避免水浸范圍的擴大,廠家關(guān)停了2井注水,并制定了套損修復(fù)方案。

圖2 杏13-XX套管變形、破裂

2.2 檢測套管腐蝕缺失

富9X井為江蘇油田的一口生產(chǎn)井,該井套損嚴(yán)重,已不能正常生產(chǎn)。廠家設(shè)計利用該井頂部的一部分套管打側(cè)鉆井,欲通過管柱檢測尋找合適的側(cè)鉆位置。通過小直徑套損檢測儀對全井進行了檢測,發(fā)現(xiàn)該井2 100 m以下,探頭B曲線、C曲線同時出現(xiàn)較大毛刺,顯示套管腐蝕嚴(yán)重,如圖3所示,并且在2 188 m～2 192 m段壁厚曲線TEMP顯示壁厚接近零,解釋為套管缺失;廠家結(jié)合提供的測井資料,在制定了下步措施時,放棄了該腐蝕井段。

圖3 檢測套管腐蝕缺失

2.3 判斷套管連接狀況

L4X井是遼河油田的一口產(chǎn)氣井,L4X井檢測曲線如圖4所示。該井自投產(chǎn)以來,套損不斷,主要是穿孔、破漏,曾進行過補貼作業(yè)。以前的井徑及超聲測井顯示,該井變形不嚴(yán)重,內(nèi)表面多處存在不太嚴(yán)重的腐蝕。通過小直徑渦流檢測儀測井曲線及綜合解釋結(jié)果發(fā)現(xiàn),該井自2 000 m以上存在較為嚴(yán)重的腐蝕,結(jié)合井徑及超聲測井資料,判定主要是管外腐蝕;同時,在多個套管接箍處,B探頭部分曲線有明顯反向異常顯示,說明套管絲扣聯(lián)接不是很好,特別是在1 095 m處,B探頭的4條曲線及C探頭的5條曲線同時出現(xiàn)負(fù)向異常,井溫曲線T也出現(xiàn)明顯負(fù)異常,分析認(rèn)為此處套管脫扣。上述結(jié)果得到廠家認(rèn)可,為他們采取下一步措施提供了依據(jù)。

2.4 對配套設(shè)施的檢測

小直徑渦流檢測儀一次下井,不僅能對油水井套管狀況作出評價,同時還能對油管等其它的配套管柱及設(shè)施進行檢測和定位,如發(fā)現(xiàn)油管損傷,復(fù)查井下工具的準(zhǔn)確深度等等,可為油水井正常生產(chǎn)、維修、作業(yè)提供很多有用信息。圖5提供了配注管柱封隔器和配水器的井下位置,圖6顯示是檢測到的油管裂縫,圖7曲線表明,該井段油管配注管柱存在多處彎曲并貼靠套管,作業(yè)起油管時阻力可能較大;根據(jù)圖8提供的信息,結(jié)合管柱施工記錄,可以判定,配注管柱在1 144 m處斷裂,斷裂下部落入井底。

圖4 L4X井檢測曲線

圖5 杏8-XX:工具位置

圖6 葡8X-XX:油管裂縫

3 結(jié) 論

小直徑渦流檢測儀采用先進的低頻脈沖渦流檢技術(shù),可在油管中對油管和套管形態(tài)、位置及腐蝕、變形、壁厚減薄等缺損進行準(zhǔn)確檢測、定位與描述?，F(xiàn)場應(yīng)用證明儀器具有測量精度高、工作可靠、使用方便、成本低、應(yīng)用范圍廣泛的特點,可為油田套損檢測、區(qū)塊監(jiān)測與普查提供有力的技術(shù)支持。

圖7 喇8-XX:油管彎曲

圖8 南4-XX:管柱斷裂

[1] 張友明,劉青昕,陳茂龍,等.小直徑渦流檢測儀[J].石油儀器,2004,15(5)

[2] 游鳳荷,蔣韜,孫硯飛.脈沖渦流磁場特征分析[J].儀表技術(shù)與傳感器.2003,39(5)

[3] 石 娜.斷層因壓差作用滑移機理及引發(fā)套損分析[J].油氣田地面工程,2010,32(05)

Application of Slim eddy current pipe inspection tool in Engineering Logging.

Zhang Youming,Zhao Fengjuan and Wang Xiaorong.

Slim eddy current pipe inspection tool is a very important technology for it′s special inspection method and superior property.The paper introduces briefly the measuring principle and technologic parameters of the tool,and describes in detail the applications of Engineering logging in oil fields.The application proves that the tool is highly precise,reliable,convenient and practical new equipment for Engineering logging.

Engineering logging;low frequency pulsed eddy current;pipe inspection;casing damage

P631.8+1

B

1004-9134(2011)04-0041-03

張友明,男,1970年生,高級工程師,1992年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院勘探系礦場地球物理專業(yè)?，F(xiàn)在大慶油田測試技術(shù)服務(wù)分公司監(jiān)測技術(shù)研發(fā)中心從事測井儀器研制工作。郵編:163453

2011-02-16編輯高紅霞)

PI,2011,25(4):41～43

·方法研究·