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影響多臂井徑測井準(zhǔn)確性的因素與對策分析

2021-03-08 15:24張麗麗
科學(xué)與財(cái)富 2021年2期
關(guān)鍵詞:分辨率

張麗麗

摘 要:隨著油田開發(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,如油田開發(fā)過程中射孔對套管的影響,地層水或者注入水對套管的腐蝕,完井采油及酸化、壓裂對套管的影響等。多臂井徑測井能夠及時(shí)檢測套管的狀況,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)測中。由于井況越來越復(fù)雜,在測井過程中出現(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)測中,多臂井徑測井是套損監(jiān)測的重要手段。在油田開發(fā)過程中,油水井套管損壞逐年增加,且井況越來越復(fù)雜,給監(jiān)測工作帶來了一定困難。本文針對多臂井徑測井中砂卡、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)開發(fā)中。

1.測井原理

多臂井徑儀是通過多個(gè)獨(dú)立測量臂來實(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。該儀器通過電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)測量臂、扶正臂的打開與收攏,儀器在井筒中處于居中情況下進(jìn)行測量。儀器的測量臂由彈簧支撐,每支測臂都對應(yīng)一支無觸點(diǎn)位移傳感器,每個(gè)測臂的位移變化直接反映到相應(yīng)的傳感器上。井下信號經(jīng)編碼處理,通過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的現(xiàn)象,由于多臂井徑儀器測量系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn),探測臂、推桿以及扶正器等機(jī)械部分多為敞開式設(shè)計(jì),且部件之間空隙較小。儀器下井過程中,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)測桿、尾槽與測量臂縫隙間,阻礙儀器機(jī)械部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn),從而影響儀器探測臂的正常打開和收回。在測井過程中,會(huì)導(dǎo)致部分臂甚至全部測量臂無法張開,影響錄取資料準(zhǔn)確性甚至對儀器造成損害。

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)場刻度后,在測量臂機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)注入硅脂,然后收臂,使測量系統(tǒng)中機(jī)械部件間充滿硅脂,避免井內(nèi)砂或者雜物進(jìn)入機(jī)械測量系統(tǒng),確保測量臂能完全張開,伸縮自由。在xx井多臂井徑測試中,第一支儀器下井后,張臂時(shí)發(fā)現(xiàn)有9支臂沒張開,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,該井順利完成測試。到目前為止,該工藝已成功測試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試最大的難題就是儀器在井內(nèi)無法居中,出現(xiàn)“偏心”現(xiàn)象而影響測試資料的質(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,測量出來的最大井徑、最小井徑、平均井徑曲線在沒有變形的井段內(nèi)不重合,且差異較明顯,當(dāng)井斜大于30度的深井中問題尤為突出。測井資料顯示井筒截面為橢圓,曲線較難反應(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30度井的多臂井徑測試任務(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)套變測試中,一般采用的采樣率64點(diǎn)/m,測速為600m/h。但是在射孔狀況檢測上,此設(shè)置下將會(huì)漏測射孔數(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的采樣率能夠滿足要求,增加至測井軟件中。另一方面,增加采樣率后必須降低測井速度,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)過計(jì)算,測井速度小于300m/h為佳。經(jīng)過現(xiàn)場測試,在射孔檢測上,資料品質(zhì)得到大幅提升。如果條件允許,刮削、洗井后測試效果更好。

2.4深度校正影響

在現(xiàn)場多臂井徑測井中,一般采用短套來校深,而在測試井段沒有短套時(shí),大多采用延長測試井段(包含短套),由于測量井段增加,加大測量臂的磨損。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,采用自然伽馬曲線進(jìn)行校深,實(shí)現(xiàn)多臂井徑和自然伽馬組合測井,能夠準(zhǔn)確判定套損位置。這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來比較容易,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)伽馬與井陘曲線同時(shí)測量。

2.5遇阻影響

在多臂井徑測井中,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)致測不全或測不到變形位置,通常只能測試遇阻位置之上井段。

解決方案:測前采用大于儀器外徑的通井規(guī)進(jìn)行通井,在國內(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,對于四十臂儀器(?73mm)可以滿足要求。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)充測量。例如,某井懷疑30-600m有套變,測試井段油管通過未見異常,四十臂測試在300m遇阻,更換二十四臂(?50mm)順利下至600m,完成600-250m井段測試,在考慮到測試精度的同時(shí),實(shí)現(xiàn)兩種儀器優(yōu)勢互補(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),打開測試臂上提儀器時(shí),儀器要自行轉(zhuǎn)為垂直狀態(tài),此時(shí)探測臂與套管壁會(huì)有一個(gè)相對作用力,加之電纜扭力致儀器一定程度旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致探測臂受損。因此,現(xiàn)場施工時(shí)盡量不在遇阻位置就打開探測臂進(jìn)行上提測量,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),然后再打開探測臂上提儀器測井,確保儀器安全。

3.結(jié)論及建議

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

(2)對現(xiàn)場測試中存在的問題要及時(shí)分析原因,提出對儀器及施工工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的具體方法,不斷改進(jìn)施工工藝,使其滿足測井要求。

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