PIT 在射孔質(zhì)量檢查中的應(yīng)用

何 珊 葉高鵬 郭道連 閔 楠

(1.大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000;2.中國石油集團(tuán)測井有限公司青海事業(yè)部 青海 海西州 810000)

0 引 言

射孔作為油水井開發(fā)的臨門一腳的技術(shù)對油田開發(fā)起著至關(guān)重要的作用。過去由于射孔及深度控制技術(shù)水平的限制，造成了油田的一些井中射孔深度誤差較大，同時(shí)由于彈型、藥量、工藝等原因使射孔完善程度不夠理想，這樣就影響了油氣田的開發(fā)水平。過去常用的是井徑測井檢查射孔質(zhì)量，具有一定的局限性，并且隨著采用了有槍身射孔保護(hù)套管，有效地控制了射孔對套管產(chǎn)生的擴(kuò)徑變化，但是也給井徑測井檢查射孔質(zhì)量增加了困難。分析現(xiàn)場測井資料，我們發(fā)現(xiàn)管子分析儀(PAT)可以在一定程度上解決這個(gè)問題，而引進(jìn)的套管檢測儀(PIT)能夠更全面地檢查和評價(jià)射孔質(zhì)量。

1 套管檢測儀的測井原理

PIT(Pipe Inspection Tool［1］，套管檢測儀)是一種磁法測井儀器，其前身技術(shù)產(chǎn)品是斯倫貝謝公司的管子分析儀PAT(Pipe Analysis Tool)［2］，PAT 上下兩個(gè)極靴建立起永久磁場，采用上下兩個(gè)極板組，每塊極板中都有兩個(gè)線圈，即漏磁通測量線圈和渦流量測量線圈，如圖1 所示，漏磁通量線圈測量套管漏磁通量變化，評價(jià)套管總壁厚的金屬損失情況，渦流線圈測量套管內(nèi)表面的金屬損失情況，組合起來可以分析測量到的金屬損失是發(fā)生在內(nèi)表面還是外表面。與PAT 不同的是PIT 采用一個(gè)極板組，在一個(gè)深度點(diǎn)上PAT 只記錄一對漏磁通和渦流數(shù)據(jù)，而PIT 陣列化極板則記錄多組數(shù)據(jù)，如圖2 所示，能顯示沿井壁圓周方向上套管腐蝕和穿孔的細(xì)節(jié)。PIT儀器分3 種規(guī)格，以適應(yīng)不同的套管直徑。適應(yīng)5 1/2 in(140 mm)(1 in=25.4 mm)套管的儀器有8 個(gè)極板，可分辨5 mm 孔眼，耐溫175℃，耐壓104 MPa，長4.7 m，重160 kg，最小通徑110 mm，推薦測速1 100 m/h。

圖1 PAT 儀器結(jié)構(gòu)

圖2 PIT 極板陣列

漏磁通量測量:一個(gè)電磁鐵產(chǎn)生一個(gè)磁場，它與套管耦合，在套管缺陷的附近產(chǎn)生磁力線的畸變［3］，在缺陷的上部和下部產(chǎn)生一個(gè)垂直于套管壁的磁通量，這樣在漏通線圈中產(chǎn)生一個(gè)與正常磁通隨深度變化率有關(guān)的感應(yīng)電流，該電流的大小反映了套管缺陷的程度，對節(jié)箍及射孔孔眼尤其敏感，漏磁通量越大，反映射孔孔眼越大或越完善。

檢查射孔質(zhì)量就是利用這種測量，通過漏磁通量的大小定性解釋射孔完善程度。在檢查射孔質(zhì)量時(shí)要注意參考射孔類型與射孔孔徑的關(guān)系，見表1。

表1 射孔彈型與孔徑的對比情況表

2 測井實(shí)例分析

通過生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)PAT 測井中漏磁通量的幅度大小與射孔彈型有關(guān)，有時(shí)相同的彈型在一口井中也有所不同，由此分析認(rèn)為漏磁通量曲線可以反映射孔完善情況，包括孔徑和穿透深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，所測的的漏磁通幅度應(yīng)基本一致，如果出現(xiàn)某井段漏磁通幅度明顯偏低，則有可能是射孔完善程度不好的原因。根據(jù)這一判斷，我們進(jìn)行了6 口井的測井解釋，根據(jù)定性解釋結(jié)果我們提出了相應(yīng)的措施建議，采用措施后有5 口井見到了明顯效果。其中，根據(jù)資料解釋認(rèn)為射孔已經(jīng)完善，沒有補(bǔ)孔必要，建議壓裂解除近井地帶污染，經(jīng)過壓裂使原來不產(chǎn)油的死井見到了日產(chǎn)油7.8 m3/d 的效果，其它根據(jù)解釋結(jié)果建議補(bǔ)孔的5口井中均見到了明顯的效果，詳見表2。

表2 射孔質(zhì)量檢查效果對比表

3 檢測孔眼結(jié)果對比及資料分析

為了檢驗(yàn)PIT 檢查射孔質(zhì)量方面的技術(shù)狀況，在新射孔井用PIT、多臂井徑成像儀(MIT)、井周聲波掃描儀(CAST-V)和國產(chǎn)Φ46 mm 井壁超聲成像測井儀進(jìn)行射孔孔眼檢測對比試驗(yàn)。結(jié)果顯示，PIT 儀器與成像測井儀器一樣具有孔眼分辨能力，而且該儀器的測井成功率高，同時(shí)可檢測套管腐蝕情況，如圖3［4］所示。

圖3 射孔質(zhì)量檢查對比表

從測井解釋成果資料如圖3 所示上看，左側(cè)起第一軌是八個(gè)極板記錄的八條渦流曲線，從渦流曲線上看，射孔孔眼的排列為螺旋式排列、90 度四相位射孔;第二軌漏磁通曲線顯示的結(jié)果基本相同，只是幅度比渦流量曲線大些;第三軌是漏磁通量強(qiáng)化曲線，它是把八條漏磁通曲線疊加成一條曲線，使射孔孔眼數(shù)量可以清楚地顯示出來;第五軌是深度軌，顯示的是該井段的設(shè)計(jì)射孔數(shù)據(jù); 第六軌顯示的是未射穿孔眼情況。由此可以看出上、下兩個(gè)層都沒有未射穿的孔眼，而中間一個(gè)層顯示的未射穿孔眼是由于套管接箍影響而產(chǎn)生的假象，實(shí)際上沒有未射穿的孔眼;第七軌是渦流量強(qiáng)化曲線，反映出射孔孔眼孔徑超出10 mm 孔眼比較多。第九軌是漏磁通強(qiáng)化曲線，與第三軌完全相同，顯示射孔完善情況很好。

4 結(jié) 論

PIT 是繼PAT 儀器之后檢查射孔質(zhì)量的理想儀器，用該儀器檢查射孔質(zhì)量不僅能檢測出射孔孔眼數(shù)量、射孔段深度位置、還能檢查出孔眼的相位及其排列。在檢查射孔質(zhì)量分析射孔孔眼完善情況方面，要嚴(yán)格并全面參考其他資料，包括射孔彈型、射孔時(shí)間、套管情況、多井對比及本井自身縱向?qū)Ρ鹊?，不能簡單化和脫離定性解釋的原則。PIT 是用于檢測金屬套管腐蝕和穿孔的磁法儀器，因此在檢測射孔質(zhì)量的同時(shí)還可檢測套管的質(zhì)量，檢測有無誤射孔、腐蝕、穿孔及作業(yè)磨損等情況存在。

［1］Halliburton. Pipe Inspection Tool (PIT-A)Field Operations Manual. Manual No. 770.10684. 1996，8 (資料)

［2］喬賀堂.斯倫貝謝套管經(jīng)測井技術(shù)［J］.石油儀器，2011，22(4):31 -37.

［3］喬賀堂.生產(chǎn)測井原理及資料解釋［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1992:32 -35.

［4］趙雅峰.井周聲波掃描儀CAST -V 在大慶油田的應(yīng)用技術(shù)研究［J］.石油儀器，2005，24(5):44 -45.

［5］閻 石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)［M］.北京:高等教育出版社，1998:328 -331.