層間管外竄槽檢測技術(shù)分析與應(yīng)用

初克建 史紅兵 吳海亭 李長江

(勝利油田分公司河口采油廠 山東 東營 257200)

0 引 言

河口采油廠老油田區(qū)塊經(jīng)過幾十年的開發(fā)，受地層應(yīng)力等因素影響，油水井固井質(zhì)量逐漸變差，套管發(fā)生彎曲、變形、破裂等，管外竄槽現(xiàn)象日益突出，嚴重影響了油水井的正常生產(chǎn)。因此，充分利用現(xiàn)有的測井技術(shù)，如聲波變密度測井等技術(shù)進行管外竄槽檢測分析［1］，找出固井質(zhì)量差發(fā)生層間竄槽的影響因素并進行治理，對油田持續(xù)開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 影響因素分析［2］

管外竄槽是指各層段沿油井套管與水泥環(huán)或水泥環(huán)與井壁之間的竄通。固井質(zhì)量的好壞對避免或者減少管外竄槽有著至關(guān)重要的作用。好的固井質(zhì)量，為油水井的射孔、壓裂、酸化措施及正常生產(chǎn)提供了充足的層間液封能力，使油水井的分層開采或配注得到保證。而差的固井質(zhì)量易發(fā)生層間管外竄通，不能提供充足的層間液封能力，影響到油水井的正常生產(chǎn)。經(jīng)過開展大量工程測井項目，如聲波變密度、井溫、硼中子、同位素找竄漏等測井發(fā)現(xiàn)，管外竄槽的影響因素復(fù)雜多樣，主要原因如下:

1)水泥膠結(jié)不好造成固井質(zhì)量差引起管外竄槽。

2)射孔等施工措施震動引起水泥環(huán)破裂，形成竄槽。

3)開采過程中管理措施不當引起竄槽。如水井洗井時放壓過快，或采油參數(shù)不合理，引起地層出砂和坍塌，造成竄槽。

4)分層高壓作業(yè)引起竄槽。如酸化、分層壓裂，在高壓施工時易將管外地層憋竄，特別是夾層較薄時，憋竄的可能性更大。

5)套管腐蝕、錯斷造成竄槽。

2 不同管外竄槽檢測技術(shù)分析與應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展和進步，管外竄槽檢測技術(shù)日趨完善。目前，常用的管外竄槽檢測技術(shù)主要有聲波變密度找竄、同位素載體找竄、封隔器找竄、硼中子找竄、四十臂井徑、井溫找竄等多種方法。重點對幾種找竄技術(shù)進行介紹，并對應(yīng)用效果分析評價［3］。

2.1 聲波變密度測井判斷管外竄槽

聲波變密度測井主要測取油水井第一界面和第二界面的水泥膠結(jié)狀況，從而判斷層間是否存在管外竄槽現(xiàn)象。對于油層埋藏深，膠結(jié)致密，滲透率低，自然產(chǎn)能小的油井，往往需要采取壓裂、酸化等增產(chǎn)增注措施，但壓裂作業(yè)往往會把水泥環(huán)一起壓壞，酸化作業(yè)會把膠結(jié)中等且有封堵能力的水泥環(huán)破壞造成上下竄通。圖1 為陳17 -斜57 井聲波變密度找竄解釋成果圖。

圖1 陳17 -斜57 井聲波變密度找竄解釋成果圖

圖中可以看出:陳17 -斜57 井段內(nèi)聲幅曲線數(shù)值較低，第一界面膠結(jié)良好;而變密度測井資料則顯示該井段內(nèi)油層與上下水層之間第二界面固井質(zhì)量差，存在管外竄通。測試前的生產(chǎn)情況也證實了該判斷的正確性，7 號油層射開后求產(chǎn)液量，產(chǎn)液量3. 5 t/d，100%含水。

2.2 同位素載體找竄

同位素載體找竄就是向地層擠入含有放射性元素的工作液，測取擠液前后伽馬曲線，通過對擠液前后伽馬曲線比較，來判斷地層的竄槽情況。放射性同位素具有較強的放射性，當它進入地層中，會導(dǎo)致自然伽馬曲線數(shù)值明顯增大。當存在管外竄槽時，同位素會隨高壓水流進入竄槽井段，通過測量的異常自然伽馬曲線就可以判斷管外竄通。圖2 為埕7 -8 井吸水剖面找竄解釋成果圖。

圖2 埕7 -8 井吸水剖面找竄解釋成果圖

由圖中可以看出:在非射孔層段同位素曲線出現(xiàn)明顯異常，說明該井段存在管外竄槽。

2.3 封隔器找竄

封隔器找竄就是作業(yè)時下入單級或雙級封隔器注水管柱至目的井段，然后正擠注清水，在地面測量套壓變化或套管溢流量的變化，判斷竄槽情況。若套壓變化或套管溢流量變化超過定值，即該井段竄槽。封隔器法找竄由于管柱自重承壓、絲扣誤差都會影響封隔器卡點深度發(fā)生變化，因此，封隔器找竄對層間夾層的厚度有一定要求。

2.4 注硼中子壽命測井判斷管外竄通

注硼中子壽命測井就是借助硼溶于水不溶于油和高俘獲截面值的特性，在高壓作用下，竄槽段有明顯的數(shù)值異常顯示。根據(jù)這一特性，在施工時利用泵車將一定濃度的硼酸液擠入目的層段，查找非射孔層段有無明顯的數(shù)值異常顯示，判斷層間是否竄通。

埕南13 -2 油井，共射開5 個油層生產(chǎn)，射開厚度26.2 m，測試前平均產(chǎn)油量0.1 t/d，含水99.3%，間開井。為了查找原因，該井實施硼中子壽命測井尋找潛力層。硼中子測井解釋結(jié)果顯示:3#、4#、5#層之間發(fā)生層間竄槽;6#、7#層之間也發(fā)生層間竄通。圖3 為埕南13-2 井硼中子找竄解釋成果圖。

根據(jù)解釋結(jié)果對3#、4#、5#、6#、7#層采取擠灰封堵，封堵后重新補孔6#層生產(chǎn)，增油效果顯著。日產(chǎn)油量由措施前0.1 t/d 增加到9.2 t/d，含水由原來的99.3%下降到0%。目前，日產(chǎn)油量6.2 t/d，含水為86.2%，措施后累計產(chǎn)油量15 000 余噸。

圖3 埕南13 -2 井硼中子找竄解釋成果圖

3 結(jié)論與認識

1)井溫找漏和封隔器找漏是檢查套管漏失比較簡單有效的方法，但竄槽段只能定性分析。

2)聲波變密度測井可以依據(jù)水泥膠結(jié)狀況，直接分析判斷管外竄槽確切位置。

3)注硼中子壽命測井施工繁瑣，施工壓力對結(jié)論影響大，但層間判斷竄槽準確，措施效果佳。

4)不同找竄測井方法組合應(yīng)用對于準確判斷竄槽狀況，提高開發(fā)質(zhì)量效果極佳。

［1］周秋霞，陳 英，黃秀芬，等.井下技術(shù)狀況監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2011，31(9):99 ～100.

［2］史曉梅. 固井質(zhì)量變化的影響因素分析［J］. 石油儀器，2008，22(3):47 -49.

［3］張興國，高興原，馮 明，等.固井質(zhì)量影響因素分析［J］.鉆采工藝，2002，25(2):10 -12.