MIT結(jié)合RBT測井資料在H油田套損評價(jià)方面的應(yīng)用

馬涌貴，朱 坤，胡友良

(長城鉆探工程服務(wù)有限公司 北京 100101)

0 引 言

近年來，隨著國際油價(jià)的下跌以及中東局勢的多變，中東各個(gè)油田為了盡可能的降低成本和投資風(fēng)險(xiǎn)從而加快了對有效油氣資源的回收。因此，需要對一些疑難井以及鉆井時(shí)遇到風(fēng)險(xiǎn)的井及時(shí)了解、掌握井下管柱情況，從而既保證這些油氣井的安全生產(chǎn)同時(shí)盡可能的提高油田產(chǎn)量，加快資本回收。Sondex公司的多臂井徑成像測井儀器MIT(Multi-Finger Imaging Tool)可以有效的評價(jià)套管井井下管柱內(nèi)壁的損傷、腐蝕以及結(jié)垢等情況，但是在缺少磁壁厚測井儀器MTT(Magnetic Thickness Tool)資料的情況下無法對套管變形進(jìn)行有效的評價(jià)[1]。本文主要分析了如何在缺少M(fèi)TT資料的情況下結(jié)合扇區(qū)水泥膠結(jié)測井RBT(Radial Bond Tool)資料對套管的變形尤其是應(yīng)力引起的變形進(jìn)行有效評價(jià)[2-4]。

1 MIT多臂井徑成像儀

1.1 MIT儀器以及測量原理

英國Sondex公司生產(chǎn)的MIT儀器有多種類型，根據(jù)儀器測量臂的數(shù)量以及測量范圍主要有24臂，40臂，60臂和80臂井徑的儀器，如圖1所示，測量時(shí)根據(jù)井下管柱井徑的大小可以選擇不同儀器來測量。儀器主要由電子線路、電動馬達(dá)、井徑測量探頭等組成。與其他同類型儀器相比，該儀器配備的測量臂為耐酸蝕的鈹銅合金，在測量臂的端部進(jìn)行了炭化鎢處理，從而增加其耐磨性，保證測量精度。儀器通過馬達(dá)供電開腿。在測量中，一旦管柱內(nèi)徑發(fā)生變化，測量臂通過鉸鏈將內(nèi)徑變化量傳遞到激勵(lì)臂上，激勵(lì)臂移動，切割外面的線圈，從而產(chǎn)生隨管柱內(nèi)徑變化的感生電動勢(測量時(shí)，儀器還配置有溫度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測感生電動勢受溫度的影響)。通過刻度，將測量到的感生電動勢轉(zhuǎn)化為測量半徑，從而實(shí)現(xiàn)井徑的測量，如圖2所示。同時(shí)儀器還記錄井斜及儀器高端的方位等曲線[5-7]。

MIT測得多條沿管柱內(nèi)壁均勻分布的半徑曲線FING01～FINGxx(xx代表井徑臂數(shù)),可直接反映井下管柱內(nèi)壁變化情況，故可用于井下管柱內(nèi)壁檢測和腐蝕判斷。將測得的不同的井徑值標(biāo)定為不同的顏色，創(chuàng)建3D成像圖，可以直觀的顯示出井下管柱的內(nèi)壁變化情況[8]。

圖1 MIT 儀器類型

圖2 MIT 儀器測井原理

1.2 MIT儀器技術(shù)指標(biāo)

儀器的主要技術(shù)指標(biāo)[5-6]見表1。

2 MIT資料處理解釋

Sondex公司針對MIT資料主要使用WIPER(Well Integrity Processing Evaluation & Report)和WIVA(Well Integrity Visual Analysis)，即資料處理分析和三維可視化軟件來進(jìn)行資料的處理分析和解釋[5]。

表1 儀器的主要技術(shù)指標(biāo)

WIPER軟件中，在數(shù)據(jù)處理時(shí)主要涉及到以下幾個(gè)方面：1)處理之前需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量檢查，選取合適的井段根據(jù)井下管柱實(shí)際信息結(jié)合截面圖(Cross-Section View)進(jìn)行質(zhì)量檢查。2)拾取接箍，可利用軟件自動拾取功能對井下管柱的接箍以及特殊管柱進(jìn)行識別，然后人工對自動拾取的接箍進(jìn)行檢查，刪除假接箍，添加漏掉的接箍和特殊管柱信息。3)數(shù)據(jù)分析，輸入管柱損傷級別、損傷類型、損傷模型計(jì)算方法以及井下管柱實(shí)際深度對應(yīng)的管柱信息(內(nèi)外徑，比重)。4)輸出成果報(bào)告，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，選擇合適的深度，可以得到每根管柱本體以及接箍的詳細(xì)分析結(jié)果以及直方統(tǒng)計(jì)圖和截面圖。

WIVA軟件主要將WIPER軟件分析處理分析的結(jié)果經(jīng)過三維可視化動態(tài)顯示出來，方便直觀了解井下管柱的損傷以及結(jié)構(gòu)?？梢远啻翱?，多角度以及不同的比例來動態(tài)的顯示，同時(shí)可以直觀顯示每個(gè)測量臂的數(shù)值以及在該截面的平均值，最大值以及最小值等。

WIPER和WIVA軟件可以對MIT資料進(jìn)行精確的分析評價(jià)，對井下管柱的損傷和結(jié)垢進(jìn)行精細(xì)的描述，但是當(dāng)缺少M(fèi)TT的資料時(shí)卻無法確認(rèn)該管柱究竟是變形還是結(jié)垢或者破損。MIT資料在處理分析時(shí)以輸入的管柱內(nèi)、外徑為基礎(chǔ)，默認(rèn)管柱的外徑?jīng)]有損傷變化，以實(shí)測資料的內(nèi)徑與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑的差值占壁厚百分比來判斷管柱的損傷情況。因此，在管柱向外變形嚴(yán)重的地方容易解釋為破損，向內(nèi)變形嚴(yán)重的地方容易解釋為結(jié)垢，錯(cuò)誤的結(jié)論會為后續(xù)作業(yè)帶來嚴(yán)重的后果。

3 MIT結(jié)合RBT資料在H油田應(yīng)用實(shí)例分析

中東地區(qū)H油田HF1XX-M1XX井與2017年6月開鉆，是該平臺的第一口定向井，該井在完成9.625 in(1 in=25.4 mm)技術(shù)套管固井后更換為8.5 in鉆頭，下鉆至1 719 m附近時(shí)遇阻，經(jīng)過多次嘗試后也未能通過，隨后更換為8.375 in鉆頭再次嘗試，同樣未能通過。為了查明該井井下鉆頭遇阻的原因以及套管固井質(zhì)量的詳細(xì)情況，該井使用小直徑的MIT套管損傷監(jiān)測儀和RBT水泥膠結(jié)質(zhì)量評價(jià)測井儀下探并通過遇阻點(diǎn)，取得了合格的測井資料。

該井套管外徑為9.625 in，等級為L-80，比重為47 lbm/ft，內(nèi)徑為8.681 in。如圖3所示為MIT資料實(shí)際測量井徑曲線對比圖，最外層藍(lán)色線為標(biāo)準(zhǔn)外徑，中間紅色線為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑，內(nèi)層黑色線為實(shí)際測量井徑，黑色短劃線為測量臂，藍(lán)色區(qū)域?yàn)樘坠軜?biāo)準(zhǔn)壁厚。從左圖可以看出在23.4 m處測量內(nèi)徑基本與套管標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑一致，說明儀器工作正常，資料質(zhì)量沒有問題。而右圖在1 720.1 m處井徑嚴(yán)重縮徑，最小半徑僅為1.658 in，表明在該處套管存在明顯異常情況。由于該井是新鉆井，新套管下入井中剛一周時(shí)間，不可能存在嚴(yán)重的套管結(jié)垢現(xiàn)象，而軟件給出的結(jié)論為嚴(yán)重結(jié)垢，明顯與實(shí)際不符合。

圖3 MIT測量井徑對比圖

通過對該井MIT資料整體分析發(fā)現(xiàn)，除了在1 717.4～1 721.7 m(圖4左圖紅色方框所示)處套管嚴(yán)重變形外，另外有8處(圖4以及圖5左圖紫色方框所示)也存在套管變形現(xiàn)象表現(xiàn)為橢圓井眼特征，從圖4以及圖5右圖三維井徑圖可以看出存在明顯的橢圓井眼。結(jié)合RBT資料(第5道為VDL數(shù)據(jù)，第6道為RBT八扇區(qū)數(shù)據(jù))發(fā)現(xiàn)，在套管變形的地方固井質(zhì)量都非常好，VDL上可以看到明顯的地層波而八扇區(qū)數(shù)據(jù)同樣表明該區(qū)域固井質(zhì)量良好(紅色到藍(lán)色表示固井質(zhì)量由好到差)。通過上述分析發(fā)現(xiàn)套管變形的地方固井質(zhì)量都特別好，因此認(rèn)為可能在該區(qū)域地應(yīng)力較強(qiáng)，較強(qiáng)的地應(yīng)力使得地層擠壓套管導(dǎo)致套管變形而在固井資料上也表現(xiàn)為固井質(zhì)量良好。另外，從該井所處的構(gòu)造部位來看，該井位于兩個(gè)構(gòu)造的鞍部，因此可以進(jìn)一步確認(rèn)該井的套管變形損傷主要是由于較強(qiáng)的地應(yīng)力變化引起的。套管外這段地層主要為高壓巖鹽、塑性泥巖和石膏，地層壓力系數(shù)高達(dá)1.8。該井在后續(xù)的作業(yè)過程中，由于井眼不穩(wěn)定出現(xiàn)了儀器遇卡并導(dǎo)致落井等工程事故，進(jìn)一步證實(shí)了上述結(jié)論。

圖4 MIT與RBT綜合分析圖以及三維井徑圖

圖5 MIT與RBT綜合分析圖以及三維井徑圖

4 結(jié) 論

MIT多臂井徑成像測井儀主要通過測量井下管柱內(nèi)壁井徑值來評價(jià)管柱的內(nèi)壁損傷、腐蝕以及結(jié)垢等現(xiàn)象。MIT儀器只能測量管柱的內(nèi)壁而無法探測管柱的外壁是否存在損傷，在資料處理分析時(shí)以輸入的管柱內(nèi)、外徑為基礎(chǔ)，默認(rèn)管柱的外徑?jīng)]有損傷變化，以實(shí)測資料的內(nèi)徑與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑的差值占壁厚百分比來判斷管柱的損傷情況。因此，在管柱向外變形嚴(yán)重的地方容易解釋為破損，向內(nèi)變形嚴(yán)重的地方容易解釋為結(jié)垢，錯(cuò)誤的結(jié)論會為后續(xù)作業(yè)帶來嚴(yán)重的后果。

本文在只有MIT資料而缺少M(fèi)TT資料的情況下，將MIT資料與RBT資料有效結(jié)合，分析得出了該井套管變形的原因，而不是簡單的按照軟件給出的結(jié)論解釋為損傷或者結(jié)垢現(xiàn)象。這一有效的結(jié)合可以指導(dǎo)該井的后續(xù)作業(yè)以及為該地區(qū)鉆井提供指導(dǎo)，同時(shí)進(jìn)一步拓展了MIT的應(yīng)用范圍。