套損檢測(cè)技術(shù)在油田的應(yīng)用

鄒振巍

（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表研究所，遼寧盤錦 124010）

套損檢測(cè)技術(shù)在油田的應(yīng)用

鄒振巍

（遼河油田鉆采工藝研究院儀器儀表研究所，遼寧盤錦 124010）

油田長(zhǎng)期開采，油水井一直處于生產(chǎn)中，不可避免地出現(xiàn)不同程度的磨損、腐蝕、結(jié)垢等現(xiàn)象，不僅影響正常生產(chǎn)，甚至?xí)绊懙洁従木疀r乃至整個(gè)采油區(qū)塊的正常生產(chǎn)。本文采用40臂井徑測(cè)井儀和電磁測(cè)厚測(cè)井儀相結(jié)合的方法檢測(cè)井下套管，通過測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的分析對(duì)套管的整體情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

套損檢測(cè)；40臂井徑；電磁測(cè)厚

1 概述

油、水、氣井在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的投產(chǎn)后，套管均出現(xiàn)了不同程度腐蝕及損壞，不僅影響生產(chǎn)井的正常生產(chǎn)，還影響整個(gè)區(qū)塊的正常開發(fā)和穩(wěn)產(chǎn)。套管檢測(cè)技術(shù)可以確定套管損壞的部位、腐蝕及損壞程度，有利于采取補(bǔ)救措施，延長(zhǎng)套管的使用壽命、恢復(fù)產(chǎn)能。

2 套損檢測(cè)技術(shù)

套損檢測(cè)技術(shù)有很多種，如超聲波成像技術(shù)，井下電視成像、多臂井徑檢測(cè)技術(shù)、電磁探傷檢測(cè)技術(shù)等，還可以通過脈沖中子氧活化技術(shù)或示蹤劑追蹤等技術(shù)判定套管的破損情況及找漏。

2.1 40臂井徑測(cè)井技術(shù)

40臂井徑測(cè)井儀主要用于檢測(cè)井下套管的腐蝕、破損、結(jié)垢等狀況，通過40條測(cè)井曲線可以比較全面的反映出的套管內(nèi)壁情況。

工作原理：40臂井徑測(cè)井儀共有40個(gè)探測(cè)臂，每一個(gè)探測(cè)臂都連接一個(gè)傳感器。當(dāng)儀器開始工作時(shí)，儀器上下的扶正器打開，使儀器在套管內(nèi)居中，這時(shí)探測(cè)臂對(duì)套管的內(nèi)壁進(jìn)行檢測(cè)，通過處理后，每一個(gè)探測(cè)臂會(huì)把檢測(cè)到的內(nèi)徑記錄下來，再通過40條井徑曲線的變化判斷套管的腐蝕、結(jié)垢、錯(cuò)斷、變形等情況。

圖1 探測(cè)臂結(jié)構(gòu)圖

2.2 電磁探傷檢測(cè)技術(shù)

隨著電磁技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，利用電磁測(cè)井技術(shù)進(jìn)行油、套管井普查，評(píng)價(jià)油、套管損傷程度，預(yù)防油、套管損傷區(qū)域性擴(kuò)大，并及時(shí)采取相應(yīng)措施具有重大意義。

電磁測(cè)厚測(cè)井儀是基于電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的一種新型測(cè)井儀器，它主要用于檢測(cè)井下套管的腐蝕或損傷等情況，其優(yōu)點(diǎn)是：

（1）16個(gè)渦流傳感器探頭陣列，測(cè)量范圍內(nèi)對(duì)套管有100%覆蓋率。

（2）測(cè)井曲線反映出的套管變形狀況內(nèi)容豐富，具有較高的參考價(jià)值。

（3）儀器采用有源渦流傳感器，電流形式輸出信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，具有較高的測(cè)量精度和靈敏度。

（4）帶有方位校正功能，可確定損傷在套管中的相對(duì)位置。

（5）可與40臂井徑成像儀配合使用，對(duì)井況進(jìn)行更為詳細(xì)地解釋。

儀器工作原理：激勵(lì)線圈產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)的交變電磁波穿過套管壁并沿套管外壁向兩邊傳播，傳播過程中有一些電磁波穿過管壁重新進(jìn)入套管中，被放置在該區(qū)域的渦流探頭接收到。由于波在不同介質(zhì)中的傳播速度不一樣，因而必然產(chǎn)生幅度的衰減與相位的滯后，電磁波從發(fā)射到被渦流探頭接收的傳播過程中所用的時(shí)間和幅度變化與交變磁場(chǎng)的特性和套管厚度、磁導(dǎo)率等有關(guān)系，因而可利用對(duì)渦流探頭接收到的信號(hào)的解析，來測(cè)量套管的相關(guān)特性，如厚度、損傷情況。

如圖2所示為發(fā)射線圈與渦流傳感器的分布結(jié)構(gòu)圖，激勵(lì)線圈產(chǎn)生電磁波，渦流探頭接收再次進(jìn)入套管的電磁波，渦流傳感器接收到的信號(hào)幅度相位變化與套管壁厚密切相關(guān)，渦流傳感器接收的信號(hào)在薄壁處的幅度比正常管壁處的大，相位滯后小；借助于安裝在儀器軸上的方位傳感器可確定套管壁變薄的位置。

圖2 電磁測(cè)厚原理

3 應(yīng)用效果

3.1 射孔段描述

本次測(cè)井檢測(cè)到1個(gè)射孔段，深度為2 210.00～2 212.00m，由于井況較差，射孔段孔眼不清晰，如圖3所示。

圖3 40臂+壁厚曲線圖（射孔段）

3.2 穿孔段描述

該井除射孔段外，在2 212.00-2 212.14m處存在穿孔段（見圖4），該處磁井徑明顯增大，磁重量變小。

圖4 40臂+壁厚曲線圖（穿孔段）

3.3 內(nèi)腐蝕結(jié)垢描述

該井還監(jiān)測(cè)出部分井段存在輕微腐蝕如圖5所示，腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重如圖6所示。

圖5 40臂+壁厚曲線抽樣圖（輕微腐蝕段）

圖6 40臂+壁厚曲線圖（嚴(yán)重腐蝕結(jié)垢段）

4 結(jié)束語

40臂井徑測(cè)井儀通過測(cè)臂的接觸檢測(cè)，可以很直觀地反映出管套內(nèi)壁狀況，電磁測(cè)厚測(cè)井儀通過非接觸測(cè)量可以判斷出套管腐蝕或損壞狀況。前者只能根據(jù)套管內(nèi)徑值推測(cè)套管的腐蝕、變形、彎曲等情況，后者只對(duì)影響磁通量的金屬材料有反應(yīng)。只有將這兩種測(cè)井技術(shù)相結(jié)合，得到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)才能直觀地反映出套管腐蝕、變形等的狀況，從而很大程度地提高了判斷套損狀況的準(zhǔn)確率。

但是這種套損檢測(cè)技術(shù)也有自己的缺陷，40臂井徑測(cè)井儀只能反映套管內(nèi)壁的異常狀況；而測(cè)厚儀在測(cè)量雙層套管出現(xiàn)異常時(shí)，無法判斷出是內(nèi)套管的外腐蝕，還是外套管的內(nèi)腐蝕。

[1] 劉立志，劉存輝，張宗亮，等.40臂井徑成像儀器工作原理及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].石油管材與儀器，2011，25（2）.

Application of Casing Damage Detection Technology in Oil Field

Zou Zhen-wei

Oilfield long-term mining，oil and water wells have been in production，inevitably there are different degrees of wear，corrosion，scaling and other phenomena，not only affect the normal production，and even affect the well wells and even the entire oil production block normal produce.In this paper，the 40-arm borehole logging tool and the electromagnetic thickness logging tool are used to detect the downhole casing，and the overall situation of the casing is evaluated by the analysis of the logging data.

casing damage detection；40 arm diameter；electromagnetic thickness measurement

P631.83

A

1003-6490（2017）12-0037-02