測井技術(shù)在套損井修復(fù)及報(bào)廢中的應(yīng)用

耿青

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司,黑龍江大慶163453)

0 引 言

油水井隨著服役時(shí)間的不斷延長,地下套管受工程和地質(zhì)等因素影響,不可避免出現(xiàn)套管損壞現(xiàn)象。套損井出現(xiàn)后,若不及時(shí)修復(fù),就會給油田帶來嚴(yán)重危害:①套損井所控制儲量無法動(dòng)用,造成資源閑置浪費(fèi);②套損井就像一顆“毒瘤”,其繼續(xù)存在將影響井網(wǎng)的注采關(guān)系,造成成片套損;③套損形勢繼續(xù)惡化,治理難度會越來越大,注采關(guān)系的不平衡無法得到解決,會嚴(yán)重影響區(qū)塊的整體開發(fā)[1]。

近年來,大慶油田每年新增套損井?dāng)?shù)1 000口左右,而修井工作量在2 000口以上。從套管檢測資料和修井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)看,套損井類型以套管變形和錯(cuò)斷為主,約占套損井總數(shù)的80%。修井技術(shù)不斷發(fā)展,針對不同通徑套損井形成了以沖脹、磨銑和逆向鍛銑為核心的系列整形打通道技術(shù)和以密封加固為主要手段的修復(fù)技術(shù)。對于沒有利用價(jià)值或無法修復(fù)的井通常采用水泥漿封堵報(bào)廢[2]。在套管檢測技術(shù)的輔助下,整體修復(fù)率保持在85%以上。

在套損井修復(fù)需求驅(qū)動(dòng)下,近年來逐步發(fā)展形成了較為完善的工程測井技術(shù)系列:機(jī)械井徑測井系列、聲波測井系列、方位測井系列、電磁測井系列以及可見光電視測井系列[3]。這些檢測資料服務(wù)于套損井修復(fù)或報(bào)廢的全過程:修井前指導(dǎo)修復(fù)方案制定,修井中期校準(zhǔn)工具深度、調(diào)整原修復(fù)方案,修井后評價(jià)修復(fù)效果,以及難于修復(fù)井報(bào)廢等[4]。隨著錯(cuò)斷、丟魚等疑難問題不斷增加,常規(guī)檢測技術(shù)已不能滿足修井的需要,需要進(jìn)一步完善和發(fā)展[5]。

1 利用測井資料指導(dǎo)修復(fù)方案制定

如果套損井起出原井油管過程中,管柱能夠正常起出,需要井徑測井、打鉛印等技術(shù)檢測套損情況,主要包括套損點(diǎn)深度位置、套損段通徑等,為制定下一步修復(fù)措施提供指導(dǎo)。根據(jù)多臂井徑測井等檢測結(jié)果,對于套損通徑在Φ110 mm以上、套管鋼級為J55的套管變形井段,通常采用沖脹整形技術(shù)修復(fù);對于套損通徑在Φ70～110 mm的套管變形和錯(cuò)斷井段,通常采用旋轉(zhuǎn)磨銑技術(shù)修復(fù);對于套損通徑在Φ70 mm以下的套管錯(cuò)斷井段,通常采用縱向銼磨銑和逆向鍛銑等技術(shù)修復(fù)。北A井,多臂井徑資料顯示套變井段為870～872 m,通徑114 mm(見圖1),于是修井方案確定為沖脹整形修復(fù),補(bǔ)貼管選5 m,補(bǔ)貼段定為869～874 m。

圖1 北A井套管修復(fù)前(左)、后(右)多臂井徑測井成果

如果套損嚴(yán)重,起原井油管過程中,管柱拔不動(dòng),通常使用測試電纜連接不同外徑尺寸的加重桿檢測油管的通過性。如果油管通過性較好,可通過電磁探傷等測井方式,明確套變夾持油管的深度位置[6]。圖2給出了喇A井電磁探傷測井曲線,發(fā)現(xiàn)806～813 m井段測井曲線異常,解釋為套管嚴(yán)重變形并夾持油管。采用燃爆切割方式在套變點(diǎn)以下切割油管,再運(yùn)用整形打通道技術(shù),將套損井段處理至一定內(nèi)通徑。如果油管通過性差,則在套變點(diǎn)以上切割油管,然后采用下?lián)艋蛞I(lǐng)磨銑等方式將油管魚頭處理至套損井段以下,再運(yùn)用整形打通道技術(shù)將套損井段處理至一定內(nèi)通徑。

圖2 喇A井電磁探傷測井曲線

對于套損嚴(yán)重、難于修復(fù)的井,要實(shí)施報(bào)廢,報(bào)廢前進(jìn)行測井取證,如還有修復(fù)的可能,則繼續(xù)修復(fù);確實(shí)無法修復(fù),根據(jù)取證資料制定封堵等報(bào)廢措施[7]。南A井是1口套管變形和錯(cuò)斷的多點(diǎn)套損井,前期采用下?lián)粲凸堋⒐P尖銑錐銼磨銑斷口、銑錐短接磨銑變形部位等工藝成功恢復(fù)套管內(nèi)通徑至Φ120 mm,之后選用16臂井徑測井,測井成果見圖3。結(jié)果顯示,該井從749～790 m井段之間有5處套損(見表1)。分析認(rèn)為,該井已無利用價(jià)值,決定對該井進(jìn)行報(bào)廢。

圖3 南A井多臂井徑測井成果

2 利用測井資料校準(zhǔn)修復(fù)中工具深度

在套損井修復(fù)中,對套管損壞部位實(shí)施補(bǔ)貼是較為常用的工藝,加固前后等各工作環(huán)節(jié)均需要檢測技術(shù)提供支持。特別是下加固管過程中,施工隊(duì)伍采用逐根丈量油管再相加的方法計(jì)算下入深度,由于累計(jì)誤差、管柱伸長等原因,深度控制不準(zhǔn)確。

表1 南A井測井解釋結(jié)果

磁性定位測井技術(shù)1 000 m深度誤差可控制在0.2 m以內(nèi)。圖4給出了葡A井磁性定位曲線與實(shí)際管柱深度對比情況,修井工程師在修井過程中,根據(jù)測井結(jié)果及時(shí)調(diào)整管柱下入深度,可有效避免套損井段漏封。

圖4 葡A井磁性定位測井曲線與實(shí)際管柱對比

3 利用測井資料評價(jià)套損井修復(fù)效果

采用整形打通道技術(shù)或封堵報(bào)廢技術(shù)治理套損井后,需要對套損井段的修后效果進(jìn)行驗(yàn)證。主要檢測修后套管內(nèi)通徑、套損段位置以及密封效果等。北A井修井后多臂井徑測井成果見圖1(右),檢測補(bǔ)貼段為870～875 m,深度與方案稍有偏差,但覆蓋了損壞井段,補(bǔ)貼段內(nèi)壁平整,達(dá)到了修井目的。

對于套損情況較為復(fù)雜的井,通過修復(fù)工作節(jié)點(diǎn)套管檢測資料進(jìn)一步判斷損壞程度,驗(yàn)證修井管柱結(jié)構(gòu)的合理性,及時(shí)作出調(diào)整,避免施工情況進(jìn)一步復(fù)雜。升深A(yù)井是大慶油田升平儲氣庫的1口已報(bào)廢老井,根據(jù)建庫要求,需對管內(nèi)水泥塞和油管清理至1 500 m,下入完井管柱,作為監(jiān)測井。其難點(diǎn)是油管貼套管內(nèi)壁,P110/13Cr油管較J55套管硬度大,磨銑過程中易開窗。當(dāng)處理至33.2 m處發(fā)現(xiàn)落物壁厚異常,及時(shí)對落物材質(zhì)進(jìn)行成分檢測,結(jié)合多臂井徑成像測井結(jié)果(見圖5),發(fā)現(xiàn)23～33 m井段套管開窗。為防止套管再次開窗,及時(shí)將以套撈為主的施工方案改變?yōu)榉稣ャ姺桨?恢復(fù)正常施工。

圖5 升深A(yù)井多臂井徑成像測井成果

4 測井技術(shù)在大修領(lǐng)域應(yīng)用展望

常規(guī)測井技術(shù)受限于套損井段通徑的大小,儀器無法通過套損井段,無法探測到套變點(diǎn)附近及以下井況。因此,需要研究能夠在測井儀器不通過套變點(diǎn)而能夠檢測到套變點(diǎn)狀況的測井技術(shù),以及在套管完全錯(cuò)斷、下斷口套管丟失后能夠檢測到丟失套管錯(cuò)開距離和方位的檢測技術(shù),以提高打通道的成功率。對國內(nèi)外技術(shù)調(diào)研情況顯示,前視聲波成像探測和電磁追蹤探測技術(shù),可用于探測斷口附近套管技術(shù)狀況和追蹤丟失套管[8]。

前視聲波成像探測的技術(shù)原理是由多個(gè)陣源組成的相控陣探頭,通過激發(fā)陣源,干涉形成偏轉(zhuǎn)合成波束,實(shí)現(xiàn)陣源下方探測,使套管損傷部位及套損點(diǎn)之下的套管影像得以更清晰、直觀的顯現(xiàn),為下一步套管整形和打通道提供可靠依據(jù),前視聲波成像探測技術(shù)原理見圖6。電磁追蹤探測的技術(shù)原理是通過區(qū)分地磁場和套管產(chǎn)生的磁干擾特征,使用磁測數(shù)據(jù)計(jì)算井眼之間的相對位置,再結(jié)合定向找通道和定向報(bào)廢技術(shù)實(shí)現(xiàn)下斷口套管丟失井徹底報(bào)廢?，F(xiàn)場迫切希望這些技術(shù)能早日投入應(yīng)用,進(jìn)一步提高疑難套損井修復(fù)成功率。

圖6 前視聲波成像探測技術(shù)原理圖

5 結(jié) 論

(1)應(yīng)用套管檢測技術(shù),可有效指導(dǎo)修井方案制定、校準(zhǔn)修中工具深度、檢查修井效果,并為報(bào)廢決策提供參考依據(jù),測井技術(shù)與修井技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,保證了套損井修井措施的針對性和修井成功率。

(2)針對嚴(yán)重錯(cuò)斷井、丟魚井等疑難井修井,急需發(fā)展完善前視聲波成像、電磁追蹤探測等測井新技術(shù),實(shí)現(xiàn)不過變點(diǎn)探測變點(diǎn)以下狀況、追蹤丟失套管,提高疑難套損井修井成功率和時(shí)效。