影響多臂井徑測(cè)井準(zhǔn)確性的因素與對(duì)策分析

張麗麗

摘 要：隨著油田開(kāi)發(fā)的逐步深入，油水井均不同程度出現(xiàn)了套管損壞現(xiàn)象。套管損壞的原因很多，如油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中射孔對(duì)套管的影響，地層水或者注入水對(duì)套管的腐蝕，完井采油及酸化、壓裂對(duì)套管的影響等。多臂井徑測(cè)井能夠及時(shí)檢測(cè)套管的狀況，為油井作業(yè)、大修提供全面的套管狀態(tài)信息。多臂井徑儀作為較成熟的儀器，廣泛應(yīng)用于套管狀況監(jiān)測(cè)中。由于井況越來(lái)越復(fù)雜，在測(cè)井過(guò)程中出現(xiàn)了一些影響因素，在一定程度上限制了儀器應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：多臂井徑：砂卡：井斜影響：分辨率;深度校正

在油田套管狀況監(jiān)測(cè)中，多臂井徑測(cè)井是套損監(jiān)測(cè)的重要手段。在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油水井套管損壞逐年增加，且井況越來(lái)越復(fù)雜，給監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)了一定困難。本文針對(duì)多臂井徑測(cè)井中砂卡、井斜影響、分辨率、深度校正等影響因素加以分析，得出一些解決辦法，旨在提升資料錄取品質(zhì)，使該項(xiàng)技術(shù)能更好地應(yīng)用于油田動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)中。

1.測(cè)井原理

多臂井徑儀是通過(guò)多個(gè)獨(dú)立測(cè)量臂來(lái)實(shí)現(xiàn)檢查油管、套管的形變、彎曲、斷裂、孔眼、內(nèi)壁腐蝕等情況。該儀器通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)測(cè)量臂、扶正臂的打開(kāi)與收攏，儀器在井筒中處于居中情況下進(jìn)行測(cè)量。儀器的測(cè)量臂由彈簧支撐，每支測(cè)臂都對(duì)應(yīng)一支無(wú)觸點(diǎn)位移傳感器，每個(gè)測(cè)臂的位移變化直接反映到相應(yīng)的傳感器上。井下信號(hào)經(jīng)編碼處理，通過(guò)電纜將這些位移量處理、編碼、傳送到地面，經(jīng)軟件解碼后得到套管內(nèi)徑的展開(kāi)成像，圓周剖面成像，柱面立體成像解釋圖，清晰反應(yīng)井下套管的受損情況。

2.影響因素及解決方案

2.1井內(nèi)出砂影響

油井出砂是比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，由于多臂井徑儀器測(cè)量系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探測(cè)臂、推桿以及扶正器等機(jī)械部分多為敞開(kāi)式設(shè)計(jì)，且部件之間空隙較小。儀器下井過(guò)程中，細(xì)砂極易侵入機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件內(nèi)部，包括彈簧組件、內(nèi)測(cè)桿、尾槽與測(cè)量臂縫隙間，阻礙儀器機(jī)械部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而影響儀器探測(cè)臂的正常打開(kāi)和收回。在測(cè)井過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致部分臂甚至全部測(cè)量臂無(wú)法張開(kāi)，影響錄取資料準(zhǔn)確性甚至對(duì)儀器造成損害。

解決方案：根據(jù)多年的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了一些工藝改進(jìn)。即儀器在地面完成現(xiàn)場(chǎng)刻度后，在測(cè)量臂機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)注入硅脂，然后收臂，使測(cè)量系統(tǒng)中機(jī)械部件間充滿(mǎn)硅脂，避免井內(nèi)砂或者雜物進(jìn)入機(jī)械測(cè)量系統(tǒng)，確保測(cè)量臂能完全張開(kāi)，伸縮自由。在xx井多臂井徑測(cè)試中，第一支儀器下井后，張臂時(shí)發(fā)現(xiàn)有9支臂沒(méi)張開(kāi)，收臂時(shí)不能完全收攏，判斷為砂卡;第二支儀器采取注硅脂工藝，臂能全部張開(kāi)，該井順利完成測(cè)試。到目前為止，該工藝已成功測(cè)試36井次。此外，在施工前應(yīng)詳細(xì)了解井況信息，如果出砂嚴(yán)重，條件允許的情況下，建議作業(yè)隊(duì)洗井。

2.2井筒斜度影響

大斜度井多臂井徑測(cè)試最大的難題就是儀器在井內(nèi)無(wú)法居中，出現(xiàn)“偏心”現(xiàn)象而影響測(cè)試資料的質(zhì)量。在斜井中，儀器受自身重力作用的影響，在井內(nèi)不能完全居中，測(cè)量出來(lái)的最大井徑、最小井徑、平均井徑曲線(xiàn)在沒(méi)有變形的井段內(nèi)不重合，且差異較明顯，當(dāng)井斜大于30度的深井中問(wèn)題尤為突出。測(cè)井資料顯示井筒截面為橢圓，曲線(xiàn)較難反應(yīng)套管內(nèi)徑變化的真實(shí)情況。

解決方案：在儀器兩端加裝強(qiáng)度可調(diào)的彈片式扶正器，根據(jù)井斜狀況調(diào)節(jié)好，與儀器自身的扶正臂組成兩套扶正系統(tǒng)，在斜井中有效克服重力影響，保證儀器居中。某井最大井斜角為54.47度。采用該項(xiàng)測(cè)試工藝，克服井斜大的影響，成功取得合格資料。利用該工藝共完成4井次超過(guò)30度井的多臂井徑測(cè)試任務(wù)，效果明顯。

2.3采樣率影響

在射孔狀況檢查及找漏失位置狀況上，采樣率有著極大影響。常規(guī)套變測(cè)試中，一般采用的采樣率64點(diǎn)/m，測(cè)速為600m/h。但是在射孔狀況檢測(cè)上，此設(shè)置下將會(huì)漏測(cè)射孔數(shù)量。分析原因，在64點(diǎn)/m采樣率的情況下，縱向分辨率為15.6mm，而目大部分井為89彈的孔洞，，孔徑在7-12mm左右，由于銹蝕或結(jié)垢導(dǎo)致孔徑變得更小，難以測(cè)全。

解決方案：在儀器臂徑向間距離是固定值，機(jī)械結(jié)構(gòu)不變的情況下，縱向分辨率和采樣率正比，要想測(cè)全射孔數(shù)量，必須提高儀器的縱向分辨率。256點(diǎn)/m的采樣率能夠滿(mǎn)足要求，增加至測(cè)井軟件中。另一方面，增加采樣率后必須降低測(cè)井速度，儀器每幀數(shù)據(jù)周期為45ms，如果采用256點(diǎn)/m的采樣率，經(jīng)過(guò)計(jì)算，測(cè)井速度小于300m/h為佳。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，在射孔檢測(cè)上，資料品質(zhì)得到大幅提升。如果條件允許，刮削、洗井后測(cè)試效果更好。

2.4深度校正影響

在現(xiàn)場(chǎng)多臂井徑測(cè)井中，一般采用短套來(lái)校深，而在測(cè)試井段沒(méi)有短套時(shí)，大多采用延長(zhǎng)測(cè)試井段（包含短套），由于測(cè)量井段增加，加大測(cè)量臂的磨損。如果套變位置比較淺，則根據(jù)電纜拉伸值大致估算深度，導(dǎo)致套變實(shí)際位置不準(zhǔn)確。

解決方案：多臂井徑儀掛接伽馬儀，采用自然伽馬曲線(xiàn)進(jìn)行校深，實(shí)現(xiàn)多臂井徑和自然伽馬組合測(cè)井，能夠準(zhǔn)確判定套損位置。這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易，此外，部分儀器廠家已經(jīng)設(shè)計(jì)出與多臂井徑配套的伽馬儀，實(shí)現(xiàn)伽馬與井陘曲線(xiàn)同時(shí)測(cè)量。

2.5遇阻影響

在多臂井徑測(cè)井中，由于套損、破裂的影響，儀器遇阻是經(jīng)常發(fā)生的事情。國(guó)內(nèi)油田應(yīng)用最多的是外徑73mm的四十臂，提前遇阻導(dǎo)致測(cè)不全或測(cè)不到變形位置，通常只能測(cè)試遇阻位置之上井段。

解決方案：測(cè)前采用大于儀器外徑的通井規(guī)進(jìn)行通井，在國(guó)內(nèi)油田，作業(yè)隊(duì)為提高施工效率，通常采用油管+筆尖進(jìn)行通井沖砂工序，由于油管外徑73mm，油管節(jié)箍外徑89mm，對(duì)于四十臂儀器（？73mm）可以滿(mǎn)足要求。但是還存在一種現(xiàn)象，由于通井管柱重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于井下儀器重量，即使通井管柱能夠下過(guò)的位置，儀器依然會(huì)遇阻。在這種情況下，遇阻位置下井段，采用小直徑儀器補(bǔ)充測(cè)量。例如，某井懷疑30-600m有套變，測(cè)試井段油管通過(guò)未見(jiàn)異常，四十臂測(cè)試在300m遇阻，更換二十四臂（？50mm）順利下至600m，完成600-250m井段測(cè)試，在考慮到測(cè)試精度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)兩種儀器優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

需要特別注意的是在遇阻位置時(shí)，儀器在井筒內(nèi)處于輕微傾斜狀態(tài)，打開(kāi)測(cè)試臂上提儀器時(shí)，儀器要自行轉(zhuǎn)為垂直狀態(tài)，此時(shí)探測(cè)臂與套管壁會(huì)有一個(gè)相對(duì)作用力，加之電纜扭力致儀器一定程度旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致探測(cè)臂受損。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)盡量不在遇阻位置就打開(kāi)探測(cè)臂進(jìn)行上提測(cè)量，而是留1-2米的“口袋”作為緩沖區(qū)，先上提電纜，使儀器在井內(nèi)處于豎直狀態(tài)，然后再打開(kāi)探測(cè)臂上提儀器測(cè)井，確保儀器安全。

3.結(jié)論及建議

（1）多臂井徑儀器機(jī)械部件相對(duì)較多，定期進(jìn)行清洗、維護(hù)、保養(yǎng)至關(guān)重要。

（2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中存在的問(wèn)題要及時(shí)分析原因，提出對(duì)儀器及施工工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的具體方法，不斷改進(jìn)施工工藝，使其滿(mǎn)足測(cè)井要求。

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