油田廢棄井泄漏搶險探測應(yīng)用實例*

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(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術(shù)檢測中心，山東 東營 257000； 2.中石化石油工程設(shè)計有限公司，山東 東營 257000； 3.山東萊克工程設(shè)計有限公司，山東 東營 257000)

目前勝利油田有尚未永久封堵的各類廢棄井7 000余口，其中2 000余口廢棄井由于城市改擴(kuò)建或基礎(chǔ)資料不完善無法確定井口位置，這些井口位置不明的廢棄井廣泛分布于整個油區(qū)，部分井口處于城建規(guī)劃區(qū)，個別甚至位于工廠或居民小區(qū)。由于油田開采工藝不斷變化，油田底層能量發(fā)生明顯改變，部分老舊廢棄井又恢復(fù)了地層壓力與產(chǎn)油能力，成為油區(qū)內(nèi)的安全隱患，一旦發(fā)生泄漏，極有可能造成可燃油氣介質(zhì)泄漏甚至噴發(fā)，污染周邊環(huán)境，造成生命和財產(chǎn)損失。為給油田廢棄井隱患治理及廢棄井泄漏事故的快速搶險提供技術(shù)支持，勝利油田技術(shù)檢測中心總結(jié)多年來開展油田埋地鋼質(zhì)管道非開挖外檢測的實踐經(jīng)驗[1]，積極開展廢棄井井口探測研究與應(yīng)用，綜合利用金屬探測、雷達(dá)波探測、質(zhì)子磁力儀探測、瞬變電磁檢測及磁應(yīng)力檢測等多種檢測技術(shù)，形成了一套較為成熟、有效的廢棄井井口精確探測定位方法，2017年完成勝利油田廢棄井井口探測1 236口，部分廢棄井井口經(jīng)開挖驗證，檢出定位準(zhǔn)確率達(dá)91.5%。2017年5月，勝利油田某單位職工室內(nèi)活動中心發(fā)生了廢棄井泄漏，活動中心南側(cè)墻角處有少量原油滲漏，且處于人員活動密集場所及事故后果嚴(yán)重區(qū)，勝利油田技術(shù)檢測中心綜合利用多種檢測技術(shù)，1 h內(nèi)完成了泄漏搶險檢測，為油田安全生產(chǎn)排除了重大隱患。

1 探測技術(shù)篩選與探測流程確定

1.1 探測技術(shù)篩選

由于油田老舊廢棄井套管仍埋于地下，結(jié)構(gòu)上廢棄井套管主要會對周圍環(huán)境產(chǎn)生電磁信號，形式上類似于豎直的管道，因此基于一系列電、磁原理,埋地鋼質(zhì)管道非開挖外檢測技術(shù)原理應(yīng)適用于廢棄井套管的探測，多種電、磁檢測技術(shù)試驗后，最終確定以下幾種技術(shù)適用于廢棄井井口的探測定位，見表1。

1.2 制定標(biāo)準(zhǔn)化探測流程

在篩選適用的探測技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)廢棄井口、套管的金屬頻率特性及結(jié)構(gòu)特性等，形成了廢棄井組合探測技術(shù)，并制定了標(biāo)準(zhǔn)化探測流程，見圖1。該流程主要包括4個步驟：一是通過金屬探測、雷達(dá)波探測等技術(shù)初步探測可疑位置(識別井口的金屬頻率特性)；二是通過高精度質(zhì)子磁力儀等剔除非目標(biāo)干擾信號(識別井口的幾何特性)，縮小探測范圍；三是通過瞬變電磁法[2]，對井口特征信號進(jìn)行主動源模式特征信號識別(識別井口金屬質(zhì)量特征信號)；四是通過磁應(yīng)力檢測[3]技術(shù)對井口特征信號進(jìn)行被動源模式特征信號識別(識別應(yīng)力特征信號)，最終精確定位井口位置。

表1 廢棄井探測定位技術(shù)

圖1 廢棄井井口探測流程

2 檢測結(jié)果與開挖驗證

由于職工活動中心內(nèi)部金屬管道和金屬構(gòu)件較多，干擾大，影響檢測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，極大地增加了廢棄井井口探測難度。應(yīng)用廢棄井組合探測技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化探測流程，對檢測數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，1 h內(nèi)確定井口位置，實現(xiàn)強(qiáng)干擾區(qū)域內(nèi)廢棄井準(zhǔn)確定位。磁應(yīng)力檢測精確定位圖譜見圖2，其中橫軸代表距離，縱軸代表磁場值，箭頭所示位置為廢棄井套管產(chǎn)生的漏磁場導(dǎo)致附近的大地磁場產(chǎn)生扭曲變形，從而形成了較強(qiáng)異常信號。

圖2 磁應(yīng)力檢測圖譜

精確定位的廢棄井井口位置見圖3。經(jīng)開挖驗證，泄漏廢棄井井口位置與定位位置完全吻合，開挖后的廢棄井井口見圖4，在井口加裝壓力表后，測得井口壓力達(dá)9 MPa，存在較大安全隱患。

圖3 廢棄井井口位置精確定位示意

圖4 廢棄井井口開挖驗證

3 結(jié) 語

目前，國內(nèi)各油田均存在部分廢棄井井口位置不確定的問題，油田泄漏廢棄井井口組合探測技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化探測流程的探索和成功運用，為永久封堵廢棄井，消除油區(qū)安全隱患，降低安全環(huán)保風(fēng)險提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。該檢測方法可以最大限度地降低由于廢棄井泄漏而引起的經(jīng)濟(jì)損失、能源浪費和環(huán)境污染，具有顯著的經(jīng)濟(jì)及社會效益。