影響多臂井徑測井準確性的因素與對策分析

張麗麗

摘 要：隨著油田開發的逐步深入，油水井均不同程度出現了套管損壞現象。套管損壞的原因很多，如油田開發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檢測套管的狀況，為油井作業、大修提供全面的套管狀態信息。多臂井徑儀作為較成熟的儀器，廣泛應用于套管狀況監測中。由于井況越來越復雜，在測井過程中出現了一些影響因素，在一定程度上限制了儀器應用。

關鍵詞：多臂井徑：砂卡：井斜影響：分辨率;深度校正

在油田套管狀況監測中，多臂井徑測井是套損監測的重要手段。在油田開發過程中，油水井套管損壞逐年增加，且井況越來越復雜，給監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，使該項技術能更好地應用于油田動態開發中。

1.測井原理

多臂井徑儀是通過多個獨立測量臂來實現檢查油管、套管的形變、彎曲、斷裂、孔眼、內壁腐蝕等情況。該儀器通過電動機拖動測量臂、扶正臂的打開與收攏，儀器在井筒中處于居中情況下進行測量。儀器的測量臂由彈簧支撐，每支測臂都對應一支無觸點位移傳感器，每個測臂的位移變化直接反映到相應的傳感器上。井下信號經編碼處理，通過電纜將這些位移量處理、編碼、傳送到地面，經軟件解碼后得到套管內徑的展開成像，圓周剖面成像，柱面立體成像解釋圖，清晰反應井下套管的受損情況。

2.影響因素及解決方案

2.1井內出砂影響

油井出砂是比較常見的現象，由于多臂井徑儀器測量系統機械結構特點，探測臂、推桿以及扶正器等機械部分多為敞開式設計，且部件之間空隙較小。儀器下井過程中，細砂極易侵入機械運動部件內部，包括彈簧組件、內測桿、尾槽與測量臂縫隙間，阻礙儀器機械部分的正常運轉，從而影響儀器探測臂的正常打開和收回。在測井過程中，會導致部分臂甚至全部測量臂無法張開，影響錄取資料準確性甚至對儀器造成損害。

解決方案：根據多年的施工經驗，總結出了一些工藝改進。即儀器在地面完成現場刻度后，在測量臂機械系統內注入硅脂，然后收臂，使測量系統中機械部件間充滿硅脂，避免井內砂或者雜物進入機械測量系統，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，張臂時發現有9支臂沒張開，收臂時不能完全收攏，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，在施工前應詳細了解井況信息，如果出砂嚴重，條件允許的情況下，建議作業隊洗井。

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無法居中，出現“偏心”現象而影響測試資料的質量。在斜井中，儀器受自身重力作用的影響，在井內不能完全居中，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不重合，且差異較明顯，當井斜大于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，曲線較難反應套管內徑變化的真實情況。

解決方案：在儀器兩端加裝強度可調的彈片式扶正器，根據井斜狀況調節好，與儀器自身的扶正臂組成兩套扶正系統，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，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。常規套變測試中，一般采用的采樣率64點/m，測速為600m/h。但是在射孔狀況檢測上，此設置下將會漏測射孔數量。分析原因，在64點/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，由于銹蝕或結垢導致孔徑變得更小，難以測全。

解決方案：在儀器臂徑向間距離是固定值，機械結構不變的情況下，縱向分辨率和采樣率正比，要想測全射孔數量，必須提高儀器的縱向分辨率。256點/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，儀器每幀數據周期為45ms，如果采用256點/m的采樣率，經過計算，測井速度小于300m/h為佳。經過現場測試，在射孔檢測上，資料品質得到大幅提升。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，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，則根據電纜拉伸值大致估算深度，導致套變實際位置不準確。

解決方案：多臂井徑儀掛接伽馬儀，采用自然伽馬曲線進行校深，實現多臂井徑和自然伽馬組合測井，能夠準確判定套損位置。這個實現起來比較容易，此外，部分儀器廠家已經設計出與多臂井徑配套的伽馬儀，實現伽馬與井陘曲線同時測量。

2.5遇阻影響

在多臂井徑測井中，由于套損、破裂的影響，儀器遇阻是經常發生的事情。國內油田應用最多的是外徑73mm的四十臂，提前遇阻導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進行通井，在國內油田，作業隊為提高施工效率，通常采用油管+筆尖進行通井沖砂工序，由于油管外徑73mm，油管節箍外徑89mm，對于四十臂儀器（？73mm）可以滿足要求。但是還存在一種現象，由于通井管柱重量遠遠大于井下儀器重量，即使通井管柱能夠下過的位置，儀器依然會遇阻。在這種情況下，遇阻位置下井段，采用小直徑儀器補充測量。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，實現兩種儀器優勢互補。

需要特別注意的是在遇阻位置時，儀器在井筒內處于輕微傾斜狀態，打開測試臂上提儀器時，儀器要自行轉為垂直狀態，此時探測臂與套管壁會有一個相對作用力，加之電纜扭力致儀器一定程度旋轉，導致探測臂受損。因此，現場施工時盡量不在遇阻位置就打開探測臂進行上提測量，而是留1-2米的“口袋”作為緩沖區，先上提電纜，使儀器在井內處于豎直狀態，然后再打開探測臂上提儀器測井，確保儀器安全。

3.結論及建議

（1）多臂井徑儀器機械部件相對較多，定期進行清洗、維護、保養至關重要。

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

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