MIT結合RBT測井資料在H油田套損評價方面的應用

馬涌貴，朱 坤，胡友良

(長城鉆探工程服務有限公司 北京 100101)

0 引 言

近年來，隨著國際油價的下跌以及中東局勢的多變，中東各個油田為了盡可能的降低成本和投資風險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遇到風險的井及時了解、掌握井下管柱情況，從而既保證這些油氣井的安全生產同時盡可能的提高油田產量，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)可以有效的評價套管井井下管柱內壁的損傷、腐蝕以及結垢等情況，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行有效的評價[1]。本文主要分析了如何在缺少MTT資料的情況下結合扇區水泥膠結測井RBT(Radial Bond Tool)資料對套管的變形尤其是應力引起的變形進行有效評價[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公司生產的MIT儀器有多種類型，根據儀器測量臂的數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，測量時根據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、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。儀器通過馬達供電開腿。在測量中，一旦管柱內徑發生變化，測量臂通過鉸鏈將內徑變化量傳遞到激勵臂上，激勵臂移動，切割外面的線圈，從而產生隨管柱內徑變化的感生電動勢(測量時，儀器還配置有溫度傳感器，實時監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化為測量半徑，從而實現井徑的測量，如圖2所示。同時儀器還記錄井斜及儀器高端的方位等曲線[5-7]。

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

圖1 MIT 儀器類型

圖2 MIT 儀器測井原理

1.2 MIT儀器技術指標

儀器的主要技術指標[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行資料的處理分析和解釋[5]。

表1 儀器的主要技術指標

WIPER軟件中，在數據處理時主要涉及到以下幾個方面：1)處理之前需要對數據進行質量檢查，選取合適的井段根據井下管柱實際信息結合截面圖(Cross-Section View)進行質量檢查。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行識別，然后人工對自動拾取的接箍進行檢查，刪除假接箍，添加漏掉的接箍和特殊管柱信息。3)數據分析，輸入管柱損傷級別、損傷類型、損傷模型計算方法以及井下管柱實際深度對應的管柱信息(內外徑，比重)。4)輸出成果報告，根據數據分析結果，選擇合適的深度，可以得到每根管柱本體以及接箍的詳細分析結果以及直方統計圖和截面圖。

WIVA軟件主要將WIPER軟件分析處理分析的結果經過三維可視化動態顯示出來，方便直觀了解井下管柱的損傷以及結構。可以多窗口，多角度以及不同的比例來動態的顯示，同時可以直觀顯示每個測量臂的數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資料進行精確的分析評價，對井下管柱的損傷和結垢進行精細的描述，但是當缺少MTT的資料時卻無法確認該管柱究竟是變形還是結垢或者破損。MIT資料在處理分析時以輸入的管柱內、外徑為基礎，默認管柱的外徑沒有損傷變化，以實測資料的內徑與標準內徑的差值占壁厚百分比來判斷管柱的損傷情況。因此，在管柱向外變形嚴重的地方容易解釋為破損，向內變形嚴重的地方容易解釋為結垢，錯誤的結論會為后續作業帶來嚴重的后果。

3 MIT結合RBT資料在H油田應用實例分析

中東地區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)技術套管固井后更換為8.5 in鉆頭，下鉆至1 719 m附近時遇阻，經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量的詳細情況，該井使用小直徑的MIT套管損傷監測儀和RBT水泥膠結質量評價測井儀下探并通過遇阻點，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，內徑為8.681 in。如圖3所示為MIT資料實際測量井徑曲線對比圖，最外層藍色線為標準外徑，中間紅色線為標準內徑，內層黑色線為實際測量井徑，黑色短劃線為測量臂，藍色區域為套管標準壁厚。從左圖可以看出在23.4 m處測量內徑基本與套管標準內徑一致，說明儀器工作正常，資料質量沒有問題。而右圖在1 720.1 m處井徑嚴重縮徑，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間，不可能存在嚴重的套管結垢現象，而軟件給出的結論為嚴重結垢，明顯與實際不符合。

圖3 MIT測量井徑對比圖

通過對該井MIT資料整體分析發現，除了在1 717.4～1 721.7 m(圖4左圖紅色方框所示)處套管嚴重變形外，另外有8處(圖4以及圖5左圖紫色方框所示)也存在套管變形現象表現為橢圓井眼特征，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。結合RBT資料(第5道為VDL數據，第6道為RBT八扇區數據)發現，在套管變形的地方固井質量都非常好，VDL上可以看到明顯的地層波而八扇區數據同樣表明該區域固井質量良好(紅色到藍色表示固井質量由好到差)。通過上述分析發現套管變形的地方固井質量都特別好，因此認為可能在該區域地應力較強，較強的地應力使得地層擠壓套管導致套管變形而在固井資料上也表現為固井質量良好。另外，從該井所處的構造部位來看，該井位于兩個構造的鞍部，因此可以進一步確認該井的套管變形損傷主要是由于較強的地應力變化引起的。套管外這段地層主要為高壓巖鹽、塑性泥巖和石膏，地層壓力系數高達1.8。該井在后續的作業過程中，由于井眼不穩定出現了儀器遇卡并導致落井等工程事故，進一步證實了上述結論。

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 論

MIT多臂井徑成像測井儀主要通過測量井下管柱內壁井徑值來評價管柱的內壁損傷、腐蝕以及結垢等現象。MIT儀器只能測量管柱的內壁而無法探測管柱的外壁是否存在損傷，在資料處理分析時以輸入的管柱內、外徑為基礎，默認管柱的外徑沒有損傷變化，以實測資料的內徑與標準內徑的差值占壁厚百分比來判斷管柱的損傷情況。因此，在管柱向外變形嚴重的地方容易解釋為破損，向內變形嚴重的地方容易解釋為結垢，錯誤的結論會為后續作業帶來嚴重的后果。

本文在只有MIT資料而缺少MTT資料的情況下，將MIT資料與RBT資料有效結合，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論解釋為損傷或者結垢現象。這一有效的結合可以指導該井的后續作業以及為該地區鉆井提供指導，同時進一步拓展了MIT的應用范圍。