套管微小漏失綜合測(cè)漏方法及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

楊永杰, 牛步能, 傅強(qiáng), 王偉, 王利寧, 周科

(中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司, 陜西 西安 710077)

0 引 言

快速準(zhǔn)確地找到套管漏失點(diǎn)成為油田高效生產(chǎn)的迫切需求。前人在測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)套管漏失點(diǎn)的檢測(cè)已經(jīng)進(jìn)行了較多嘗試。山永蘭等[1]、萬(wàn)曉玲等[2]利用多臂井徑成像測(cè)井對(duì)套管進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)多臂井徑成像測(cè)井對(duì)井下套管變形、彎曲及斷裂等有較好效果。曹峰真等[3]利用井下封隔器在文南油田進(jìn)行套管找漏,認(rèn)為封隔器在中淺部找漏可以較好應(yīng)用。王朝輝等[4]、陳殿芳等[5]分別測(cè)得靜壓、加壓及泄壓條件下溫度曲線,分析了產(chǎn)液層、進(jìn)液層及不進(jìn)液層在3種情況下的井溫曲線特征,利用實(shí)際井下溫度曲線進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)井溫異?？梢暂^好地反映套管漏失點(diǎn)位置。孫夫珍等[6]、舒義剛等[7]、劉地淵等[8]通過流量計(jì)在套管中找漏,認(rèn)為井下流量在套管漏失點(diǎn)上下存在變化,定點(diǎn)測(cè)量時(shí)漏失點(diǎn)以上流量較大,漏點(diǎn)一下流量減少。扶詠梅[9]采用多參數(shù)測(cè)試儀在江漢油田進(jìn)行套管找漏,通過溫度剖面曲線粗略分析井溫異常,在可疑點(diǎn)上下進(jìn)行流量測(cè)試,可以較為準(zhǔn)確地找出每個(gè)漏點(diǎn)。通過對(duì)比以上測(cè)漏方法發(fā)現(xiàn)有3點(diǎn)不足:①較少研究微小漏失情況下的測(cè)漏方法,現(xiàn)有方法大多對(duì)于較小的漏失或套管接箍密封不好造成的壓力漏失不能較好反映;②已有測(cè)漏方法比較繁瑣,利用多點(diǎn)逐步縮小范圍的方法不僅需要大量時(shí)間,降低了找漏時(shí)效,而且不易準(zhǔn)確找到漏點(diǎn);③較多通過一種儀器或者一種方法進(jìn)行研究,未利用多參數(shù)進(jìn)行互補(bǔ),綜合測(cè)漏。

研究在已有方法的基礎(chǔ)上,提出了綜合利用自然伽馬、磁定位、溫度計(jì)及流量計(jì)4種測(cè)量?jī)x器,輔助以多臂井徑及磁測(cè)井儀器,在分析不同壓力狀態(tài)、不同測(cè)量方式下漏失點(diǎn)處流量及微差井溫變化基礎(chǔ)上,按漏失量不同分別提出了不同漏失量下的綜合測(cè)漏思路,在實(shí)際測(cè)井中取得了初步的成效。

1 漏失點(diǎn)處流量及微差井溫變化特征分析

1.1 定點(diǎn)測(cè)量漏失點(diǎn)上下流量及微差井溫變化特征

流量及微差井溫在漏失點(diǎn)上下加壓下測(cè)量會(huì)有不同的變化特征。在漏失點(diǎn)以上,流量計(jì)會(huì)在壓裂車以穩(wěn)定流量注水加壓情況下測(cè)量到井內(nèi)流體的流動(dòng),隨著打壓壓力的增加而增大、打壓壓力減小而降低(見圖1)。由于地層巖石骨架隔熱較好,因此相同深度上地層流體的溫度要比同等深度下井內(nèi)流體溫度高;由于井內(nèi)流體流入地層,因此漏失點(diǎn)以上井內(nèi)局部溫度較低,一般情況會(huì)低于地溫梯度的延伸線,但離漏失點(diǎn)較遠(yuǎn)處微差井溫主要反映了地溫梯度的大小;漏失點(diǎn)以下無(wú)流體活動(dòng)或者流體活動(dòng)較弱,打壓過程中檢測(cè)不到流體活動(dòng),因此在壓裂車注水加壓下流量曲線基本為0。溫度方面,漏失點(diǎn)以下由于流體長(zhǎng)期不活動(dòng),與地層熱交換時(shí)間比較久,因此漏失點(diǎn)以下局部溫度將會(huì)等于或者稍微大于地溫梯度的延伸,離漏失點(diǎn)較遠(yuǎn)處微差井溫大小大體與距離漏失點(diǎn)以上較遠(yuǎn)的測(cè)量點(diǎn)微差井溫?cái)?shù)值一致,均反映了地溫梯度的大小(見圖1)。

圖1 漏失點(diǎn)上下流量及微差井溫曲線

1.2 過漏失點(diǎn)連續(xù)測(cè)量方式下流量及微差井溫變化特征

通過連續(xù)測(cè)量流量及微差井溫變化可以確定可疑漏失點(diǎn)位置。當(dāng)漏失量較大時(shí)連續(xù)測(cè)量可以在井口自然壓力狀態(tài)下進(jìn)行;漏失量較小時(shí),則必須具備壓裂車協(xié)同測(cè)量,壓裂車打壓至目標(biāo)壓力后,在壓裂車穩(wěn)壓條件下,連續(xù)向上及向下記錄流量及微差井溫曲線。

(1) 穩(wěn)壓下向下測(cè)量流量及微差井溫。當(dāng)漏失點(diǎn)處地層流體壓力小于井筒內(nèi)流體壓力,此時(shí)井筒內(nèi)流體向地層流動(dòng),儀器向下測(cè)量,由于漏失點(diǎn)較小儀器測(cè)量速度較快,因此流量測(cè)量為正值。在漏失點(diǎn)以上時(shí),流量計(jì)移動(dòng)方向與水流方向相同,因此流量計(jì)所測(cè)流量較小;在漏失點(diǎn)以下時(shí),流量計(jì)所測(cè)流量增大,因此過漏失點(diǎn)流量有增大趨勢(shì),往往存在流量拐點(diǎn),拐點(diǎn)位置即是漏失點(diǎn)位置。井溫測(cè)量時(shí),在漏失點(diǎn)處由于井筒內(nèi)流體流進(jìn)地層,井溫曲線將在漏失點(diǎn)位置出現(xiàn)溫度降低的異常,在微差井溫曲線中漏失點(diǎn)以上為波谷,而在緊挨著漏失點(diǎn)以下溫度急劇增加,在微差井溫曲線中表現(xiàn)為波峰[見圖2(a)]。由于注水加壓過大、地層壓力較大時(shí),停止加壓后穩(wěn)壓條件下地層向外“吐水”,向下測(cè)量流量時(shí)候,過漏點(diǎn)流量向減小方向偏轉(zhuǎn),井溫測(cè)井曲線將在井漏失點(diǎn)位置出現(xiàn)溫度升高異常,在微差井溫曲線中表現(xiàn)為波峰,而在緊挨著漏失點(diǎn)以下溫度急劇降低,在微差井溫曲線中表現(xiàn)為波谷[見圖2(b)],且漏失量越大,井溫變化越大。

(2) 穩(wěn)壓下向上測(cè)量流量及微差井溫。漏失點(diǎn)處為進(jìn)液時(shí),儀器移動(dòng)方向與流體流動(dòng)方向相反,流量為負(fù)值。在漏失點(diǎn)以下,流量計(jì)所測(cè)流量反映了流量計(jì)移動(dòng)快慢,過漏失點(diǎn)以后,流量計(jì)所測(cè)流量為靜水中正常上提流量與漏失流量之和,因此在向上測(cè)量過程中流量計(jì)在過漏失點(diǎn)前后有向負(fù)值方向擺動(dòng)趨勢(shì),而當(dāng)漏失點(diǎn)為出液時(shí),過漏失點(diǎn)以后流量曲線向正方向偏轉(zhuǎn)。微差井溫曲線表現(xiàn)與向下測(cè)量過程相同特征,進(jìn)液時(shí),漏失點(diǎn)以下為波峰,漏失點(diǎn)以上為波谷[圖2(a)];出液時(shí),漏失點(diǎn)以下為波谷,漏失點(diǎn)以上為波峰[圖2(b)]。

圖2 上下連續(xù)過漏失點(diǎn)流量及微差井溫曲線

2 綜合測(cè)漏方法

2.1 較大漏失情況下的綜合找漏方法

(1) 壓裂車以穩(wěn)定的流量向井內(nèi)注水打壓,定點(diǎn)測(cè)量井內(nèi)流量變化,以500 m為步長(zhǎng),測(cè)量流量曲線,對(duì)比上下點(diǎn)所測(cè)流量。若上下點(diǎn)測(cè)點(diǎn)所測(cè)量的流量存在突變,則可以判斷上下點(diǎn)測(cè)點(diǎn)之間存在漏失點(diǎn),且下點(diǎn)測(cè)點(diǎn)流量仍有流體流量的話,應(yīng)繼續(xù)

向下測(cè)量下部漏點(diǎn),若下測(cè)量點(diǎn)流量指示無(wú)流體活動(dòng),則下點(diǎn)測(cè)點(diǎn)以下無(wú)漏點(diǎn)存在。

(2) 對(duì)于存在漏點(diǎn)的可疑井段,在壓裂車穩(wěn)壓情況下測(cè)量微差井溫及流量變化。過漏點(diǎn)時(shí),流量會(huì)有明顯增大或減小趨勢(shì),微差井溫方面則會(huì)表現(xiàn)出明顯的波峰、波谷特征。

(3) 利用多臂井徑、磁測(cè)井儀器串測(cè)量漏失井段,可以準(zhǔn)確判斷漏失點(diǎn)處套管破損原因及接箍脫扣類型,為油田生產(chǎn)單位下一步采取措施提供依據(jù)。

2.2 較小漏失情況下的綜合找漏方法

(1) 全井段監(jiān)測(cè)微差井溫曲線,當(dāng)微差井溫有變化時(shí)可能存在漏點(diǎn),微差井溫在漏點(diǎn)上下通常會(huì)有波峰、波谷的組合特征,但微差井溫的變化存在多種原因,井內(nèi)與地層液體交換只是其中一種。由于套管外流體流動(dòng)或者套管內(nèi)徑變化以及異常地質(zhì)體的存在均會(huì)產(chǎn)生異常的微差井溫,因此通過全井段檢測(cè)出的異常井溫點(diǎn)還需要驗(yàn)證。

(2) 在初步懷疑的異常井溫點(diǎn)上下定點(diǎn)測(cè)量流量變化,壓裂車以穩(wěn)定的流量向井內(nèi)注水加壓,在異常點(diǎn)上下,分別測(cè)量流量在加壓過程中的變化,漏失點(diǎn)以上壓裂車注水加壓會(huì)產(chǎn)生井內(nèi)流體流動(dòng);漏失點(diǎn)以下,即便壓力加到最大,也無(wú)流體流動(dòng)。

(3) 壓裂車以穩(wěn)定的流量向井內(nèi)注水加壓,分別在不同速度下測(cè)量過漏失點(diǎn)的流量變化曲線,通過將不同速度下流量曲線交會(huì),去除儀器速度對(duì)所測(cè)流量的影響,綜合分析漏失點(diǎn)上下流量的變化。

2.文化的發(fā)展必須緊緊圍繞和服務(wù)時(shí)代主題。文化的發(fā)展必須緊緊圍繞和服務(wù)時(shí)代主題，才能充分發(fā)揮其引領(lǐng)社會(huì)發(fā)展方向的重要作用。團(tuán)結(jié)全民族的力量戰(zhàn)勝日本侵略者，實(shí)現(xiàn)民族獨(dú)立是抗日戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期的時(shí)代主題，當(dāng)時(shí)的文化動(dòng)員工作即是圍繞和服務(wù)于這一時(shí)代主題開展的。

(4) 分別在壓裂車持續(xù)注水加壓、泄壓及井內(nèi)自然泄壓條件下,測(cè)量井內(nèi)漏點(diǎn)處流量及微差井溫曲線。在壓裂車持續(xù)加壓情況下,漏失點(diǎn)處井內(nèi)流體流向地層,漏失點(diǎn)上流量較大,而漏失點(diǎn)下無(wú)流量,微差井溫曲線在漏失點(diǎn)上為波谷,漏失點(diǎn)下為波峰;泄壓情況下,地層流體壓力大于井內(nèi)壓力,因此地層流體流向井內(nèi),在漏失點(diǎn)以上同樣存在流量變化,而漏失點(diǎn)以下無(wú)流量變化,微差井溫在漏失點(diǎn)以上為波峰,漏失點(diǎn)以下為波谷;井內(nèi)自然泄壓情況下根據(jù)地層壓力的大小以及所處的深度有可能井內(nèi)流體流入地層,但也存在地層流體流向井內(nèi)的可能,因此在漏失點(diǎn)以上存在流量變化,而漏失點(diǎn)以下無(wú)流量變化,微差井溫也同樣存在異常。

微小漏點(diǎn)的檢測(cè)較為困難,通常情況下要綜合分析加壓、穩(wěn)壓及泄壓等情況下流量及微差井溫的變化特征,通過多種方法互相驗(yàn)證,才能準(zhǔn)確判斷漏點(diǎn)位置,提高漏失點(diǎn)檢測(cè)效率。

3 實(shí)際應(yīng)用

(1) A井人工井底3 894 m,在井口進(jìn)行試壓,壓力至8 MPa后停止加壓,10 s壓力降低2 MPa。通過現(xiàn)場(chǎng)壓力分析認(rèn)為該井漏失屬于較大漏失,可以通過壓裂車井口以穩(wěn)定流量注水加壓,以一定的步長(zhǎng)定點(diǎn)測(cè)量流量變化,找出漏點(diǎn)深度段,再持續(xù)測(cè)量流量及溫度曲線,尋找流量及微差井溫異常變化點(diǎn)。

壓裂車以200 L/min流量穩(wěn)定注水加壓,該次加壓最大壓力為8 MPa,分別進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量,發(fā)現(xiàn)在2 000 m處流量基本為0,即使加壓到最大壓力,流量也基本保持不變。而1 800 m處流量計(jì)在加壓到8 MPa時(shí)流量有顯著增加,壓裂車停止注水壓后流量立即降低。分析認(rèn)為,該井在1 800～2 000 m井段間存在漏點(diǎn)。隨后,采用壓裂車不泄壓,井內(nèi)漏點(diǎn)自然泄壓,在可疑井段向下測(cè)量流量和微差井溫,發(fā)現(xiàn)在1 830 m處流量和微差井溫突變,流量由-4.5變至1,而微差井溫也在對(duì)應(yīng)位置突變?yōu)椴ǚ?。綜合判斷后認(rèn)為該井漏點(diǎn)深度為1 830 m(見圖3)。

圖3 A井流量及微差井溫綜合分析圖

(2) B井人工井底3 978 m,井口加壓至25 MPa,井口10 min壓力降低2 MPa?，F(xiàn)場(chǎng)分析認(rèn)為該井漏失點(diǎn)較小,流量計(jì)對(duì)漏失點(diǎn)流量的反應(yīng)不靈敏,依靠定點(diǎn)打壓測(cè)量流量變化確定異常井段尋找漏失點(diǎn)并非最佳的找漏思路。通過壓裂車將井口壓力穩(wěn)至25 MPa,持續(xù)向下測(cè)量流量及微差井溫變化異常點(diǎn),在2 500.0～3 000.0 m井段監(jiān)測(cè)曲線2 667.00 m處發(fā)現(xiàn)井溫異常變化。對(duì)2 600.00～2 700.00 m井段重點(diǎn)監(jiān)測(cè),往井筒持續(xù)打壓到25 MPa,分別以測(cè)速900 m/h向上、450 m/h向下、300 m/h向上深度/m監(jiān)測(cè)流量及溫差井溫曲線變化,發(fā)現(xiàn)在2 667.0 m處均發(fā)現(xiàn)井溫有明顯變化,確定漏點(diǎn)位置(見圖4),通過交會(huì)不同速度下流量曲線確定該異常點(diǎn)漏失流量。

(3) C井人工井底2 743 m,井口加壓至30 MPa后停止加壓,30 min后井口壓力降低9 MPa。通過現(xiàn)場(chǎng)壓力分析認(rèn)為該井漏失屬于較小漏失,僅通過流量計(jì)進(jìn)行漏點(diǎn)判斷可能效果較差。采用壓裂車以200 L/min流量穩(wěn)定注水加壓,加壓最大壓力為25 MPa,井內(nèi)漏點(diǎn)自然泄壓,向下監(jiān)測(cè)流量和微差井溫變化,發(fā)現(xiàn)在2 164 m處微差井溫存在波峰加波谷的異常,但該處流量未發(fā)生明顯變化。為驗(yàn)證該微差井溫異常點(diǎn),壓裂車持續(xù)加壓至25 MPa,分別在2 300 m及2 100 m處進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量,發(fā)現(xiàn)在2 300 m處流量基本為0,即使加壓到最大壓力,流量也基本保持不變;而2 100 m處流量計(jì)在壓力開始增加時(shí)就有變化,當(dāng)壓力加載到4 MPa時(shí),該點(diǎn)處流量變化已經(jīng)基本穩(wěn)定,加壓到25 MPa后,停止注水加壓,流量曲線立即降低(見圖5)。根據(jù)磁定位曲線可以明顯看出該處漏點(diǎn)對(duì)應(yīng)于套管接箍處,綜合分析后認(rèn)為該處漏點(diǎn)可能是由于套管接箍密封不嚴(yán)造成。

圖4 不同測(cè)速下B井漏失點(diǎn)處井微差井溫變化圖

圖5 C井流量及微差井溫綜合分析圖

4 結(jié) 論

(1) 漏失量較大情況下的找漏以一定步長(zhǎng)定點(diǎn)打壓測(cè)量流量曲線。通過流量曲線在上下測(cè)量點(diǎn)之間驟變或下測(cè)量點(diǎn)流量基本為0時(shí),斷定上下測(cè)量點(diǎn)之間有漏點(diǎn)存在,隨后穩(wěn)壓條件下連續(xù)測(cè)量流量及微差井溫曲線,分析流量及微差井溫的異常變化,確定漏點(diǎn)位置。通過定點(diǎn)尋找可疑漏點(diǎn)深度段的方法提高了較大漏失時(shí)找漏的時(shí)效。

(2) 漏失量較小時(shí),通過穩(wěn)壓條件下持續(xù)監(jiān)測(cè)流量和微差井溫異常變化點(diǎn)。漏失點(diǎn)處流體流入地層時(shí),微差井溫在漏失點(diǎn)上下為波谷-波峰特征,當(dāng)流體流出地層時(shí),微差井溫在漏失點(diǎn)上下為波峰-波谷特征,隨后通過可疑漏失點(diǎn)上下打壓,通過流量變化來驗(yàn)證漏失點(diǎn),提高較小漏失點(diǎn)檢測(cè)準(zhǔn)確率。

(3) 油套管漏失點(diǎn)處井內(nèi)流體與地層流體的交換造成了漏失點(diǎn)上下流量及微差井溫的變化。微差井溫異常拐點(diǎn)可以精確確定漏失點(diǎn)位置,但并非所有溫差井溫的變化均可以解釋為油套管漏失,漏失點(diǎn)的確定需要綜合上下測(cè)量點(diǎn)流量變化及不同流速時(shí)流量的測(cè)量曲線綜合判斷。

(4) 根據(jù)不同漏失量提出了不同的漏失點(diǎn)檢測(cè)方法,并將該方法運(yùn)用于實(shí)際找漏中,較好地解決了油套管微小漏失的測(cè)漏難題,大大提高了找漏的時(shí)效,為油田生產(chǎn)單位下一步補(bǔ)漏提供及時(shí)可靠的依據(jù)。

參考文獻(xiàn):

[1] 山永蘭, 李峰, 郭體軍, 等. 32臂井徑成像測(cè)井在孤島油田套管檢測(cè)中的應(yīng)用 [J]. 石油天然氣學(xué)報(bào): 江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 27(3): 487-489.

[2] 萬(wàn)曉玲, 戴恩漢, 楊會(huì)朋, 等. XH-5十六臂井徑測(cè)井技術(shù)在中原油田的應(yīng)用 [J]. 斷塊油氣田, 2008, 15(5): 127-128.

[3] 曹峰真, 曹峰鳳, 唐智慧, 等. Z331封隔器在文南油田找漏中的應(yīng)用 [J]. 內(nèi)蒙古石油化工, 2012, 12: 16-19.

[4] 王朝輝, 趙元良, 張向東. 探井井下流體溫度異常在工程找漏上的應(yīng)用 [J]. 測(cè)井技術(shù), 2007, 31(4): 390-393.

[5] 陳殿芳, 王紹峰, 張光旭, 等. 微差井溫測(cè)井在臨盤油田油水井套管找漏中的應(yīng)用 [J]. 石油天然氣學(xué)報(bào), 2005, 27(5): 810-812.

[6] 孫夫珍, 李修文, 蔣俊鋒. 井下流量計(jì)驗(yàn)漏工藝 [J]. 石油儀器, 2004, 16(4): 15-17.

[7] 舒義剛, 肖輝昌, 羅春紅, 等. 流量法在套管找漏中的應(yīng)用 [J]. 石油儀器, 2006, 20(1): 51-55.

[8] 劉地淵, 李振提, 王瑋, 等. 流量計(jì)找漏技術(shù)在濮城油田的應(yīng)用 [J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 29(3): 81-86.

[9] 扶詠梅. 多參數(shù)測(cè)試儀在套管井找漏中的應(yīng)用 [J]. 采油通訊, 2007, 43(4): 115-118.

[10] 吳錫令. 石油開發(fā)測(cè)井原理 [M]. 北京: 高等教育出版社, 2004.