CO2注入井井下漏點位置判斷研究及應(yīng)用

袁繼省

（中國石油吉林油田分公司油氣工程研究院 吉林松源 138000）

前言

從調(diào)研來看，CO2驅(qū)實施后注氣井會不可避免的出現(xiàn)環(huán)空帶壓問題，環(huán)空帶壓的原因主要有鼓脹效應(yīng)和油管泄漏兩方面，判斷是否是由于CO2從油管滲漏造成的環(huán)空帶壓至關(guān)重要，避免因CO2高壓和腐蝕造成套漏引起CO2從套外溢出的安全隱患。

目前常規(guī)的井下油管漏點檢測方法主要有超聲、渦流和漏磁三種[1][2]。三者測試作業(yè)都需下入測試工具或起出井下油管柱，作業(yè)復(fù)雜且成本較高，同時還存在CO2腐蝕下入測試工具的風(fēng)險，因此，需要一種經(jīng)濟可行且簡易快捷的井下油管漏點位置判斷方法。

1 簡易油管漏點位置判斷方法設(shè)計

CO2驅(qū)注氣井井筒結(jié)構(gòu)如圖1所示，為了判斷油管漏點位置，設(shè)計了一種油管漏點位置判斷方法：在油管注入示蹤劑溶液，從套管進行返排（圖1），對返出液中示蹤劑進行檢測，示蹤劑明顯返出時，記錄返出液體的體積，此刻返出液體積與油套環(huán)空截面積之比即為漏點所在深度。

圖1 漏點檢測原理示意圖

2 示蹤劑的篩選與標定

通過室內(nèi)實驗和現(xiàn)場取樣，對顏色示蹤劑和光度示蹤劑這兩大類示蹤劑進行了篩選，由于注入井筒會夾雜有深色雜質(zhì)，造成返出液顏色偏深，與顏色示蹤劑顏色相近，不利于判斷識別，因此重點對多種光度示蹤劑進行了實驗評價。發(fā)現(xiàn)光度示蹤劑JL-1擴散性能較好，在配制液中有很好的溶解性能（圖2），與注入水按一定比例混合后在235nm處有明顯吸收峰，便于檢測（圖3）。

圖2 示蹤劑擴散能力評價

圖3 示蹤劑紫外光譜圖

同時，通過室內(nèi)試驗還表明現(xiàn)場水中含有的無機離子及細菌對光度示蹤劑JL-1濃度檢測的影響很小，因此選用光度型示蹤劑JL-1作為標定示蹤劑，檢測溶液的返出情況，判斷漏點位置。

在向油管管注入示蹤劑溶液之前先要對溶液進行標定，建立光度與濃濃度的線性關(guān)系曲線

光度型示示蹤劑JL-1在235nm處的明顯吸收峰的強度與溶液中的示蹤劑劑濃度顯示出良好的線性關(guān)系，符合朗伯-比爾定律，在一定定濃度范圍內(nèi)，吸光度與濃度成正比，其標準曲線公式如下：

圖4 示蹤劑特征峰強度與濃度之間的線性關(guān)系

3 漏點位置判斷技術(shù)做法

（1）確保環(huán)空充滿不含示蹤劑成分的液體，如不滿則需對環(huán)空補加不含示蹤劑成分的液體。

（2）向油管注入標定后的示蹤劑溶液，確保注滿油管，打開套管閥門開始返排。

（3）返出液每返出0.01m3進行一次濃度檢測，記錄每次濃度檢測時已返出液的累計體積，示蹤劑明顯返出時對應(yīng)的返出液體積即為漏點以上油套環(huán)空體積V。

（4）漏點以上油套環(huán)空體積V與油套環(huán)空截面積S之比及為漏點所在深度H。

計算對應(yīng)的深度即為油管漏點位置，若計算得到的漏點深度在封隔器所在位置之上則說明油管存在漏點，若計算所得深度在封隔器位置或封隔器位置之下，則說明該井封隔器解封，漏點在封隔器處。

4 礦場試驗驗證

簡易油管漏點位置判斷方法在黑59區(qū)塊A井進行了應(yīng)用。該井油壓9.6MPa,套壓9MPa,分析該井井下油管存在漏點，為了驗證該井油管是否存在漏點及漏點位置，利用示蹤劑濃度檢測方法進行了漏點位置判斷。

由于該井測試前發(fā)現(xiàn)環(huán)空返液，說明該井環(huán)空內(nèi)充滿液體，對返出液中進行檢測不含示蹤劑成分，因此無需對環(huán)空補液。

確認環(huán)空充滿液體后，用泵車向油管注入濃度為5000mg/L的示蹤劑溶液，確保油管內(nèi)充滿示蹤劑溶液，然后打開套管閥門放液。隨著環(huán)空液體的返出，檢測到示蹤劑濃度從0突然升高至1147.4 ppm ，此時已累計返出液體2.5m3，因此，確定漏點以上環(huán)空體積V為2.5m3。（圖5），通過漏點以上環(huán)空體積V與油套環(huán)空截面積S之比算出漏點所在深度在井下216m處。

圖5 返出液示蹤劑濃度變化圖

因此，判定該井井下存在漏點，確定編制重新完井方案對該井進行重新完井，并提出起管作業(yè)需小心謹慎不可強拔避免油管斷脫的建議。在重新完井作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)該井井下213米處油管在作業(yè)前已經(jīng)發(fā)生斷脫。

起管作業(yè)發(fā)現(xiàn)的漏點位置213米與示蹤劑檢測判定的漏點位置216米基本吻合，證明示蹤劑檢測判定方法可以有效判斷CO2驅(qū)注氣井井下油管漏點位置。

5 結(jié)論及認識

（1）利用示蹤劑檢測的方法可以有效判斷CO2驅(qū)注氣井井下油管漏點位置。

（2）示蹤劑檢測油管漏點位置判斷方法可以為油管滲漏井后續(xù)處理作業(yè)提供有效論據(jù)支撐。

（3）光度示蹤劑JL-1具有較好的擴散性能，且易檢測，因此可選用光度示蹤劑JL-1檢測溶液的返出情況。

（4）利用示蹤劑檢測的方法判斷CO2驅(qū)注氣井油管漏點位置不僅操作簡易且經(jīng)濟可行，同時還可以推廣應(yīng)用到多種井別的漏點檢測中，具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］權(quán)高軍.漏磁檢測技術(shù)在油管修復(fù)中的應(yīng)用［N］.無損探傷,2004.12.

［2］劉巖，李同風(fēng)，石善方，趙煒.井下油管滲漏探測技術(shù)［J］.國外油田工程.2005.09.

［3］朱鐳等. 咪唑啉緩蝕劑的研究與應(yīng)用進展［J］, 材料保護,2003.12.