注入井套管找漏測(cè)井方法適用性分析

王曉華 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司,黑龍江大慶163114)

注入井套管找漏測(cè)井方法適用性分析

王曉華 (中石油大慶油田有限責(zé)任公司測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司,黑龍江大慶163114)

注入井套管完好是注入井正常生產(chǎn)運(yùn)行的必要條件,隨著油田開發(fā)的逐步深入,注入井套管出現(xiàn)漏點(diǎn)已成為一個(gè)比較突出的問題,直接影響了油田的正常開發(fā)效果,因此及時(shí)、準(zhǔn)確地找到漏失點(diǎn)至關(guān)重要。通過分析幾種測(cè)井找漏方法的工藝原理和實(shí)用性,總結(jié)了幾種工藝組合找漏的方法,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用效果分析,為漏失情況的處理方案提供準(zhǔn)確的信息。

注入井;套管;找漏;測(cè)井方法

油田開發(fā)過程中,注入井套管受多種因素 (油套管材質(zhì)、地層溫度、壓力差、酸化侵蝕以及地應(yīng)力、作業(yè)過程中的機(jī)械力作用、射孔、壓裂改造等)的影響,長(zhǎng)期使用的套管容易出現(xiàn)穿孔漏失現(xiàn)象。套管出現(xiàn)穿孔后,如何找出穿孔位置,是對(duì)注入井采取下一步補(bǔ)救措施的前提。目前,常用的套管找漏測(cè)井工藝有同位素示蹤測(cè)井、流量計(jì)測(cè)井、井溫測(cè)井、噪聲測(cè)井、脈沖中子氧活化測(cè)井、多臂井徑測(cè)井及電磁探傷測(cè)井等技術(shù)[1～6],每種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)。為此,筆者利用幾種方法進(jìn)行組合測(cè)井,揚(yáng)長(zhǎng)避短,互相補(bǔ)充,能夠快速、準(zhǔn)確地取得井下現(xiàn)場(chǎng)資料,為下一步采取有效的整修措施提供重要依據(jù)。

1 不同找漏方法工藝原理及適用性

由于測(cè)量方法、使用的儀器外徑等不同,每種找漏方法具有不同的施工工藝,適合于不同的管柱測(cè)試,具體情況見表1。

表1 在不同管柱中注入井找漏方法適用性統(tǒng)計(jì)表

1)同位素示蹤測(cè)井方法 該方法是用探測(cè)器連續(xù)測(cè)量示蹤劑的走向,以確定水的流向。排除影響因素,即可鑒別套管漏失的情況。同位素找漏測(cè)井對(duì)于日注量大,井筒干凈的井效果較好;對(duì)于日注量小,井筒沾污嚴(yán)重的井很難確定是同位素沾污還是漏失;對(duì)于未固井井段以及表層套管漏失的井,也無(wú)法采用該工藝判斷。

2)流量計(jì)測(cè)井方法 該方法是在注水量恒定的前提下對(duì)射孔段頂部至井口井段進(jìn)行連續(xù)或定點(diǎn)測(cè)量,排除儀器和管柱內(nèi)徑變化因素,流量變化較大處即為漏失點(diǎn)。該工藝不受測(cè)量井段長(zhǎng)短的限制,是一種快速、準(zhǔn)確、低成本的找漏方法。但是流量計(jì)測(cè)井方法是接觸式測(cè)量,無(wú)法在油管中測(cè)量套管的漏失。

3)井溫測(cè)井方法 井內(nèi)流體溫度與地溫梯度不同,必然引起地溫梯度的變化,在井溫曲線上就會(huì)出現(xiàn)異常,從而判斷注入井套管漏失井段。井溫測(cè)井法找漏只能將漏點(diǎn)確定在較大的區(qū)間內(nèi),漏點(diǎn)位置誤差較大;當(dāng)漏點(diǎn)的漏失量小時(shí),井溫測(cè)井曲線無(wú)法反映出來(lái)。該方法只能作為參考,不能給下步措施提供明確的數(shù)據(jù)資料。

4)噪聲測(cè)井方法 由于井內(nèi)流體的流動(dòng)要產(chǎn)生噪聲,流體在產(chǎn)出口、泄漏口、竄槽或縮徑處,噪聲測(cè)井曲線將出現(xiàn)不同頻率的峰值。分析噪聲的頻率和幅度,就可以鑒別井底流體泄漏和管外水泥竄槽等問題。點(diǎn)測(cè)噪聲時(shí)選點(diǎn)需要根據(jù)溫度異常部位或借鑒其他參考資料,且憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇,因此該方法有一定的局限性。

5)脈沖中子氧活化測(cè)井方法 該方法采用點(diǎn)測(cè)不集流的測(cè)量方式,不僅可以測(cè)量地層的吸液剖面,還可檢驗(yàn)井下管柱工作狀況,尋找套管變形或漏失點(diǎn),以及套管外的水流方向。該方法找漏較有優(yōu)勢(shì),但是氧活化儀器工作時(shí)輻射強(qiáng)度大,在井口附近不適合使用,流量不在儀器測(cè)量范圍,測(cè)量結(jié)果將受影響。

6)多臂井徑成像測(cè)井方法 多臂井徑成像測(cè)井儀是一種接觸式測(cè)量?jī)x器,通過井徑測(cè)井可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)套管直徑擴(kuò)大或縮小情況,從而找出套管穿孔點(diǎn)。由于各測(cè)量臂之間存在夾角,在測(cè)量臂接觸不到的地方會(huì)漏測(cè),就說明不了任何問題。

7)電磁探傷測(cè)井方法 該方法通過分析和計(jì)算管柱的壁厚,判斷管柱的裂縫、孔洞及工具位置等。該方法能在油管內(nèi)檢測(cè)油套管的壁厚變化 (腐蝕)及破損情況,節(jié)省檢測(cè)套損時(shí)起下油管的時(shí)間和作業(yè)費(fèi)用,也能在單套管井中對(duì)套管腐蝕、破裂、變形等損壞情況進(jìn)行精確的分析,為損壞井的維修提供參考依據(jù)。由于儀器精度,不在測(cè)量范圍內(nèi)的小孔反映不出來(lái)。

2 注入井套管找漏測(cè)井方法優(yōu)化方案

2.1 在油管中對(duì)套管找漏

1)注入狀態(tài)下在油管中對(duì)套管找漏 ①流量計(jì)和脈沖中子氧活化組合測(cè)井。先用流量計(jì)測(cè)井判斷油管漏失,如果油管不漏失,在第一級(jí)封隔器 (配注井)或喇叭口 (喇叭口在射孔層上部的籠統(tǒng)井)以上測(cè)量中子氧活化,采用 “找中法”尋找套管漏失段;如果油管漏失,在漏失點(diǎn)上、下測(cè)量氧活化,尋找套管漏失段。②同位素五參數(shù)組合測(cè)井 (磁性定位+井溫+壓力+油管內(nèi)流量+同位素示蹤)。該方法的同位素示蹤、油管內(nèi)流量和井溫資料可以相互印證,某些情況下能夠滿足找漏需求。③噪聲、井溫組合測(cè)井。對(duì)于噪聲、井溫組合測(cè)井,需要在井溫異常處作噪聲采樣,對(duì)井溫測(cè)井的要求更嚴(yán)格。在分析井筒內(nèi)的溫度異常時(shí),需要與地溫梯度曲線作比較,井溫曲線的測(cè)試應(yīng)盡可能測(cè)動(dòng)、靜態(tài)井溫,便于對(duì)比分析異常。如果只測(cè)靜溫,應(yīng)測(cè)到人工井底,使地溫梯度得以恢復(fù),便于異常井段的分析。

2)非注入狀態(tài)下在油管中對(duì)套管找漏 在該狀態(tài)下找漏,只有電磁探傷測(cè)井滿足要求。

2.2 套管找漏

1)在注入狀態(tài)下對(duì)套管找漏 該狀態(tài)下對(duì)套管找漏,首選流量計(jì)測(cè)井方法,如果判斷竄槽,加測(cè)脈沖中子氧活化測(cè)井或者噪聲、井溫測(cè)井;同位素五參數(shù)組合測(cè)井同樣能夠解決該問題。

2)在非注入狀態(tài)下對(duì)套管找漏 電磁探傷測(cè)井只能定性判斷管柱的損壞情況,而多臂井徑成像測(cè)井測(cè)量精度高、范圍廣、測(cè)試結(jié)果直觀,二者組合測(cè)井,相輔相成,能夠取得更好的效果。

3 應(yīng)用實(shí)例分析

3.1 同位素五參數(shù)組合測(cè)井找漏

A井為一口喇叭口位于射孔層以上的籠統(tǒng)注入井,開采層位為PⅠ2(1)～PⅠ2(3),日注量120m3。該井利用同位素五參數(shù)組合測(cè)井儀進(jìn)行同位素吸水剖面全井找漏測(cè)試,井口至喇叭口流量穩(wěn)定,管柱無(wú)異常。共釋放二罐同位素進(jìn)行測(cè)試,卻發(fā)現(xiàn)只有PⅠ2(3)存在很少的吸水顯示(見圖1),從測(cè)井結(jié)果可看出,該井在986～994.5m井段占有大片同位素,并且流量和井溫在994.2m附近有變化,判斷該井吸水存在異常,套管有漏點(diǎn)。

圖1 A井同位素五參數(shù)組合測(cè)井成果圖

3.2 流量與脈沖中子氧活化組合測(cè)井找漏

A井同位素測(cè)井結(jié)果表明,在994.2m附近套管存在漏點(diǎn),為給用戶提供有價(jià)值的資料,用脈沖中子氧活化進(jìn)行找漏。從氧活化測(cè)井結(jié)果(圖2)中可以看出,在994.2m出水量為118.3m3/d,在996.2m出水量為0m3/d,說明該井在994.2～996.2m井段存在漏點(diǎn)。

該井存在漏點(diǎn)信息反饋給用戶后,用戶對(duì)該井進(jìn)行作業(yè),在作業(yè)時(shí)進(jìn)行了多臂井徑測(cè)井,測(cè)井結(jié)果(圖3)表明,在990～995m井段套管有破損。作業(yè)后該井恢復(fù)生產(chǎn),進(jìn)行同位素測(cè)井,反映吸水正常。

圖2 A井氧活化測(cè)井成果圖

圖3 A井四十臂井徑測(cè)井成果圖

3.3 電磁探傷與多臂井徑組合測(cè)井找漏

B井為一口注水井,用戶懷疑套管在950m左右存在破漏,進(jìn)行電磁探傷測(cè)井。從測(cè)井曲線圖(圖4)上可以發(fā)現(xiàn),971m附近E5～E9曲線上出現(xiàn)明顯負(fù)異常,表明該處套管壁厚變薄,分析套管有損壞。該井后來(lái)進(jìn)行作業(yè)施工,并且進(jìn)行了多臂井徑測(cè)井,測(cè)井解釋曲線如圖5所示,可以看到,套管在972m左右有破漏。通過2種資料對(duì)比分析,驗(yàn)證了該井套管確實(shí)存在漏點(diǎn)。

圖4 B井電磁探傷測(cè)井曲線原圖

圖5 B井十六臂井徑測(cè)井成果圖

4 結(jié)語(yǔ)

每一種測(cè)井找漏方法都存在優(yōu)缺點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用中,只使用一種測(cè)井方法往往效果并不理想,或者根本無(wú)法達(dá)到測(cè)試目的。筆者對(duì)各種測(cè)井找漏方法進(jìn)行了優(yōu)化組合,并進(jìn)行實(shí)例分析,實(shí)踐證明優(yōu)化組合方法相互補(bǔ)充、相互驗(yàn)證,行之有效。測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜,認(rèn)真分析現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況,應(yīng)用準(zhǔn)確合理的測(cè)井方法,可以準(zhǔn)確、高效地達(dá)到測(cè)試目的。

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[編輯] 龔丹

P631.84

A

1000-9752(2014)12-0113-04

2014-08-19

王曉華(1973-),男,1995年江漢石油學(xué)院畢業(yè),碩士,高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事油田生產(chǎn)井測(cè)試工作。