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随着目前多数油田开发进入中后期阶段,套管受地层水电化学腐蚀、地层应力及修井作业多种因素影响,出现腐蚀、穿孔甚至错段的现象日益增多,对目前的套管检测技术也提出了更高的要求。因此如何准确、高效、经济的找到套管漏失点,缩短测试占井周期,成为油田开发过程中急需解决的一个重要问题。目前应用的套管找漏工艺除井温法以外,还有多臂井径、超声成像、扇区水泥胶结、噪声测井等手段,但由于后者价格昂贵,维护运行成本高,对现场施工和资料解释人员技术水平和经验要求较高,因此除专业的测井公司以外,在开发单位很少配备,实际应用受到一定限制。而井温找漏工艺由于具有简单、经济、实用的特点,在油田开发单位得到了最广泛的应用。
一、井温找漏工艺的局限性
从施工工艺方面划分,井温找漏工艺共经历了三个阶段, 目前多数的应用还处于第二个阶段,一般录取静止、加压、产液三条井温曲线,通过对比分析温度曲线的变化定性判断漏失点,该工艺最早用于层位找水,区分漏液层、出液层、吞吐层,后来用于套管找漏。由于井温曲线受作业、注入水及地层等多种因素影响,导致测井资料解释的多解性,单凭温度异常确定漏失点往往不够准确,这种测试方法的解释符合率基本维持在80%-85%之间,测试工艺有待进一步优化和改进。
井例一:资料不符合。该井塞面以上1948.8米验套15MPa,1分钟降至8MPa,6分钟降至5MPa,10分钟降至4MPa,怀疑塞面以上漏,建议井温找漏。实施井温找漏(水泥车,8方水,10兆帕),根据测井资料怀疑130-160米漏失,经作业队验漏后,证实此处不漏。
井例二:井温未发现漏点,利用井径找到了漏点 。该井由于高含水,怀疑套管有漏失,2013.7.30日实施了井温测井(水泥车,15方水,10兆帕),测试资料显示未发现套管异常。后再次实施了井径测井,资料显示1837.5米、1848.5米、1856.3米套管穿孔,经作业队封隔器验证1833.07-1861.01存在漏失。 以上井例说明仅仅依靠井温这一个主要参数进行找漏,结果往往具有局限性和不确定性。
二、双流量-井温组合测井的概念
“双流量-井温法”找漏工艺是在原来录取温度、压力、磁定位、伽马四个参数的基础上,增加了两路流量参数。流量是井温法套管找漏需要录取的一个重要参数,毋庸置疑,在外界环境相对稳定的情况下,流量的变化必然对应着套管的局部漏失。流量测量方式目前主要有涡轮、电磁、超声等三种方式,每一种方式都有其局限性, 考虑到全井眼流量计和电磁流量计过流面积大,互补性较强,因此可以将二者组合起来进行相互验证和补充,确保找漏测试中流量的测试成功率。
双流量加井温的组合测井总共录取5个参数,其中最核心的就是电磁流量和全井眼流量两个参数,通过流量的变化,可准确、直观的定位漏点深度;套管漏失,通常情况下对应着局部温度剖面的变化,利用井温参数可以很好的印证流量参数,二者相得益彰。流量测试易受注入压力波动的影响,通过监测压力变化,可辅助判断流量测试的准确性;磁定位可在一定程度上可反映出套管腐蚀、变形情况,对判断套管漏失有一定的帮助。各参数及其作用如下:
三、可行性分析
1、仪器配置。使用电磁流量计和涡轮流量计进行组合测井,基本能够保证测试的可靠性和准确性。
2、电缆选型。测井电缆有5.6毫米、8毫米、12.7毫米等不同系列,小直径电缆由于直径小,重量轻,能够减少井口压力造成仪器难以起下的弊端,更适用于井口带压测试,如井温找漏、吸水剖面、氧活化测井等。因此建议使用Φ5.6毫米电缆,下面简要分析一下该方案的可行性。 电缆在起下过程中,主要受到井口压力F井口压力(向上)、井口盘根摩擦力f盘根(与运动方向相反)、井液浮力F浮力(向上)、电缆自重G电缆及仪器自重G仪器等几种力的合力作用。其中井口压力和电缆直径的平方呈正比,当压力大于仪器自重时,电缆势必会在F井口压力作用下自动加速上行,冲撞井口,造成工程事故;显而易见, f盘根同样正比于电缆直径,所以,减小电缆直径对降低盘根摩擦力和井口压力的作用是非常有效的。同时增加仪器加重是克服仪器上顶力的另一项主要措施。通过计算可以得出不同压力下12.7电缆和5.6电缆的受力分析,在同样10Mpa井口压力下,要克服井口压力作用,12.7电缆需要配重126公斤,而5.6电缆只需配重24公斤,现有的仪器自重约6公斤,若配上两节钨钢加重,可以实现从井口起测。
3、井口密封。引进测井电缆高压防喷装置是解决这一问题的有效途径,能够较好地实现井口密封,电缆高压防喷装置目前已基本在同行业中推广应用,高压防喷装置主要由防喷管、防喷盒、阻流管等几部分组成,电缆在井口承受的压力与电缆直径的平方成正比,于此同时,电缆与盘根的摩擦力也与电缆直径成正比关系,所以减小电缆直径对降低电缆上顶力和摩擦力都具有较大的帮助。
4、工艺优化
连续测量法:下放测静止井温剖面,观察温度异常井段;仪器置于测量井段下届,井口加压,观察测井仪的压力变化;待液面达到井口且压力基本稳定后,以800米/小时速度上提测井,注意观察流量、温度、压力参数的变化;在流量、温度异常变化的井段,暂时停止测量,以600米/小时的测速复测该井段;重复3、4步骤,直到完成测量井段。
逐次逼近法:将仪器下放到测量井段中部;井口加压注水,待压力稳定后,点测流量;如有流量,则漏点在下方,将仪器下放到下一段的二分之一处,点测流量;如没有流量,将仪器上提到上一段的二分之一处,点测流量;重复3、4步骤,直到将怀疑井段缩小到200米以内;将仪器下放到问题井段下届,以600米/小时的测速上提测量该井段,确定套管漏失的准确位置。
两种方法的对比:
连续测量法整个测井过程电缆只需起下一个来回,操作相对简单,重点对比流量的相对变化来判断漏点,时间相对较长,对设备和人员的要求较低。逐次逼近法要求地面注水压力相对稳定,否则各深度点的流量值不具备可比性。相对于连续测量法,该方法测试效率较高,同时对设备和人员的要求也较高。具体采取哪种方式,还有待在工作中不断摸索和优化,但是显而易见,以上两种方式较现有的找漏工艺,测试效率及解释符合率都将有大幅度的提高。以往通过测取静止、加压、产液三条曲线的传统工艺,完成一口多参数找漏,通常需要8个小时,新的组合测井方式,预计单井耗时不超过4小时,测试效率明显提高。
5、质量控制
工艺应用水平的高低,关键在于能否有一套好的质量控制体系,否则,再好的设备也难以发挥其作用。在质量控制方面可以实行《质量控制跟踪单》管理,跟踪单从下达测试任务开始生效,直至资料解释外报结束,涵盖井史、设计、仪器、现场、解释等五个节点,通过对每个节点的详细记录和描述,做到每一环节可溯,出现问题时便于逆向查找,实现对整个工艺的的过程控制。
四、结束语
目前在很多采油开发单位已经开始应用流量加井温的找漏工艺,但是多局限于使用单一流量计,如超声波、涡轮或电磁,受井下复杂井况的影响,流量计容易出现故障或计数不准,从而影响测试成功率和解释符合率。本文提出的采用双流量-井温的找漏工艺,可以从很大程度上解决这一难题,对进一步改进和提高井温找漏工艺将有所帮助。
一、井温找漏工艺的局限性
从施工工艺方面划分,井温找漏工艺共经历了三个阶段, 目前多数的应用还处于第二个阶段,一般录取静止、加压、产液三条井温曲线,通过对比分析温度曲线的变化定性判断漏失点,该工艺最早用于层位找水,区分漏液层、出液层、吞吐层,后来用于套管找漏。由于井温曲线受作业、注入水及地层等多种因素影响,导致测井资料解释的多解性,单凭温度异常确定漏失点往往不够准确,这种测试方法的解释符合率基本维持在80%-85%之间,测试工艺有待进一步优化和改进。
井例一:资料不符合。该井塞面以上1948.8米验套15MPa,1分钟降至8MPa,6分钟降至5MPa,10分钟降至4MPa,怀疑塞面以上漏,建议井温找漏。实施井温找漏(水泥车,8方水,10兆帕),根据测井资料怀疑130-160米漏失,经作业队验漏后,证实此处不漏。
井例二:井温未发现漏点,利用井径找到了漏点 。该井由于高含水,怀疑套管有漏失,2013.7.30日实施了井温测井(水泥车,15方水,10兆帕),测试资料显示未发现套管异常。后再次实施了井径测井,资料显示1837.5米、1848.5米、1856.3米套管穿孔,经作业队封隔器验证1833.07-1861.01存在漏失。 以上井例说明仅仅依靠井温这一个主要参数进行找漏,结果往往具有局限性和不确定性。
二、双流量-井温组合测井的概念
“双流量-井温法”找漏工艺是在原来录取温度、压力、磁定位、伽马四个参数的基础上,增加了两路流量参数。流量是井温法套管找漏需要录取的一个重要参数,毋庸置疑,在外界环境相对稳定的情况下,流量的变化必然对应着套管的局部漏失。流量测量方式目前主要有涡轮、电磁、超声等三种方式,每一种方式都有其局限性, 考虑到全井眼流量计和电磁流量计过流面积大,互补性较强,因此可以将二者组合起来进行相互验证和补充,确保找漏测试中流量的测试成功率。
双流量加井温的组合测井总共录取5个参数,其中最核心的就是电磁流量和全井眼流量两个参数,通过流量的变化,可准确、直观的定位漏点深度;套管漏失,通常情况下对应着局部温度剖面的变化,利用井温参数可以很好的印证流量参数,二者相得益彰。流量测试易受注入压力波动的影响,通过监测压力变化,可辅助判断流量测试的准确性;磁定位可在一定程度上可反映出套管腐蚀、变形情况,对判断套管漏失有一定的帮助。各参数及其作用如下:
三、可行性分析
1、仪器配置。使用电磁流量计和涡轮流量计进行组合测井,基本能够保证测试的可靠性和准确性。
2、电缆选型。测井电缆有5.6毫米、8毫米、12.7毫米等不同系列,小直径电缆由于直径小,重量轻,能够减少井口压力造成仪器难以起下的弊端,更适用于井口带压测试,如井温找漏、吸水剖面、氧活化测井等。因此建议使用Φ5.6毫米电缆,下面简要分析一下该方案的可行性。 电缆在起下过程中,主要受到井口压力F井口压力(向上)、井口盘根摩擦力f盘根(与运动方向相反)、井液浮力F浮力(向上)、电缆自重G电缆及仪器自重G仪器等几种力的合力作用。其中井口压力和电缆直径的平方呈正比,当压力大于仪器自重时,电缆势必会在F井口压力作用下自动加速上行,冲撞井口,造成工程事故;显而易见, f盘根同样正比于电缆直径,所以,减小电缆直径对降低盘根摩擦力和井口压力的作用是非常有效的。同时增加仪器加重是克服仪器上顶力的另一项主要措施。通过计算可以得出不同压力下12.7电缆和5.6电缆的受力分析,在同样10Mpa井口压力下,要克服井口压力作用,12.7电缆需要配重126公斤,而5.6电缆只需配重24公斤,现有的仪器自重约6公斤,若配上两节钨钢加重,可以实现从井口起测。
3、井口密封。引进测井电缆高压防喷装置是解决这一问题的有效途径,能够较好地实现井口密封,电缆高压防喷装置目前已基本在同行业中推广应用,高压防喷装置主要由防喷管、防喷盒、阻流管等几部分组成,电缆在井口承受的压力与电缆直径的平方成正比,于此同时,电缆与盘根的摩擦力也与电缆直径成正比关系,所以减小电缆直径对降低电缆上顶力和摩擦力都具有较大的帮助。
4、工艺优化
连续测量法:下放测静止井温剖面,观察温度异常井段;仪器置于测量井段下届,井口加压,观察测井仪的压力变化;待液面达到井口且压力基本稳定后,以800米/小时速度上提测井,注意观察流量、温度、压力参数的变化;在流量、温度异常变化的井段,暂时停止测量,以600米/小时的测速复测该井段;重复3、4步骤,直到完成测量井段。
逐次逼近法:将仪器下放到测量井段中部;井口加压注水,待压力稳定后,点测流量;如有流量,则漏点在下方,将仪器下放到下一段的二分之一处,点测流量;如没有流量,将仪器上提到上一段的二分之一处,点测流量;重复3、4步骤,直到将怀疑井段缩小到200米以内;将仪器下放到问题井段下届,以600米/小时的测速上提测量该井段,确定套管漏失的准确位置。
两种方法的对比:
连续测量法整个测井过程电缆只需起下一个来回,操作相对简单,重点对比流量的相对变化来判断漏点,时间相对较长,对设备和人员的要求较低。逐次逼近法要求地面注水压力相对稳定,否则各深度点的流量值不具备可比性。相对于连续测量法,该方法测试效率较高,同时对设备和人员的要求也较高。具体采取哪种方式,还有待在工作中不断摸索和优化,但是显而易见,以上两种方式较现有的找漏工艺,测试效率及解释符合率都将有大幅度的提高。以往通过测取静止、加压、产液三条曲线的传统工艺,完成一口多参数找漏,通常需要8个小时,新的组合测井方式,预计单井耗时不超过4小时,测试效率明显提高。
5、质量控制
工艺应用水平的高低,关键在于能否有一套好的质量控制体系,否则,再好的设备也难以发挥其作用。在质量控制方面可以实行《质量控制跟踪单》管理,跟踪单从下达测试任务开始生效,直至资料解释外报结束,涵盖井史、设计、仪器、现场、解释等五个节点,通过对每个节点的详细记录和描述,做到每一环节可溯,出现问题时便于逆向查找,实现对整个工艺的的过程控制。
四、结束语
目前在很多采油开发单位已经开始应用流量加井温的找漏工艺,但是多局限于使用单一流量计,如超声波、涡轮或电磁,受井下复杂井况的影响,流量计容易出现故障或计数不准,从而影响测试成功率和解释符合率。本文提出的采用双流量-井温的找漏工艺,可以从很大程度上解决这一难题,对进一步改进和提高井温找漏工艺将有所帮助。