套管检测常规测试技术讲解

套损检测技术胜利采油院田玉刚随着油田长期的注水（注蒸汽）开发，地质条件变得极其复杂，地下深层部位地质活动加剧，地层滑移、出砂、频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀等诸多原因，使油、水井套管工作状况变得越来越差，套损、套变井日益增多，并且还在以每年400-500口的速度快速增加，造成了大量油水井停产或报废，严重制约了油田的生产。概述5427（19.8%）27375总井数套损井数153251836（12%）生产井总数其中套变井概述突出问题：1、套损井数量多，井筒检测的实际需求大。2、套损状况不清，导致修井作业周期长、成本高。40%28%19%12%1%弯曲1706缩径1241破裂828穿孔528套串62套损类型分析井内起出套管实物照片打铅印利用铅印材料较软，容易变形的特点检验套管的损坏情况。只能检验套管破损段的端部。薄壁管验套利用较薄壁厚的管子检验套管的损坏情况。可以检验一定长度的套管破损段。套损井检测主要完成：套管内径、剩余壁厚、破损情况、射孔位置、井下落物的位置、形状等参数检测。目前，胜利油田已经形成的套损井检测技术主要有以下几种：井温找漏、超声波流量计找漏、多臂井径、超声波成像、鹰眼电视等。一、井温找漏井温测井是一种比较成熟的测井方法，广泛应用于勘探井的地层温度测量和生产井各项测试项目中。生产井中井温应用范围有：研究地温分布规律、研究油气水井的生产状况（包括水井的吸水层位、判断油井的出水层位、检查压裂效果、确定漏失位置、确定水泥窜槽部位）。在套损检测中应用的井温测井主要是井温找漏测井。测井原理井温测井实际上测量动态井温，即测量动态井温曲线（采用人工改变温场）和静态恢复井温曲线，综合对比分析两曲线形态，判断漏失范围。几种常见的典型井温曲线A:基本上成一直线，通常底界温度出现是在最后一个吸水层以下或最后一个不吸水层B:温度异常对应于吸水层位，通常条件下异常曲线的幅度和形态与注入水量大小有关，还与吸水层性质及上下隔层有关。关井恢复时间长短影响温度异常的清晰度.C:梯度井温每经过产层时温度降低D:梯度井温曲线每经过产层时温度升高，通常情况下曲线异常幅度大小与产出量大小有关，还与产层、隔层及产出流体有关。E:在同一个较厚产出层上温度曲线异常出现多个，通常这些小丘状的异常与射孔状况及厚层纵向产液分布有关；F:整个射孔层段上井温曲线为一直线，即井温基本上是常数，这表示那一段有明显的流量，产出速度值得注意。呈119-14井注水压力突然降低，初步怀疑套管漏失。井温找漏测井，所测曲线显示在200.5-300.0米井段有异常显示，判断此段套管破裂。卡封套管漏失段后，注水压力恢复正常。静态加压应用实例二、流量计找漏工艺原理：套管出现破损时，套管内的流体在一定压力下会进入破损处，以恒定的流量往套管内注水，利用超声波或电磁流量计测出流量损失的位置也就找到了破损处。电磁流量计井下电磁流量计是根据电磁感应的定律来测量井下流体的流量。当流体（水或聚合物溶液）流过电磁流量计的测量探头时，流体中的带电离子在磁场中做切割磁力线运动，将产生感应电动势。根据电磁感应原理，导体切割磁力线将在导体中产生感生电动势。电磁流量就是利用这一原理实现对水和聚合物水溶液等导电流体的流量测量。电磁流量计测量原理示意图测量原理SS'NN'bb'aa'a-a’b-b’四接收电极N-N's-s'四发射磁极Ve=Bdv=BdQ/[π(d/2)2]测量范围：0-500m3/d仪器测量误差：±3%耐温指标：125℃耐压指标：60MPaZDL电磁流量注入剖面测井仪超声波流量计超声波流量计有两个探头组成，工作时，两个探头同时发射超声波，发射后各自接受对方的声波，两个接收波的相位差与探头间的流体流速有关，测出流速后，根据管径大小，换算出流量。工艺特点(1)超声波和电磁流量计都没有机械可动元件，没有砂卡的可能，成功率高。(2)施工时间短，正常情况下2500米深的井2-3小时即可完成。(3)结果准确，深度误差±0.2米。(4)该方法是在加压情况下测试的，最大程度的模仿了井下承压情况，特别是一些微缝（孔）效果明显。(5)可以检测一些封堵工具的密封性能，如桥塞、丢手等。纯75-11井多参数流量找井况测井图，泵压为7Mpa情况下，测试发现流量在1968米以下为零，确定套管漏失位置在1968-1969米。后采用套管补贴工艺，将漏失段修复。应用实例三、井径测井工艺原理：仪器整个圆周内多个机械探测臂紧贴套管内壁，将套管内壁的几何形变转换为电信号输出，通过信号转换处理，获得套管内壁变化的测井曲线。多臂井径仪器多臂井径仪器的每个探测臂靠弹片支撑始终紧贴套管壁，随套管壁的变化而变化，探测臂上的滑键装置带动内部电位器旋转并控制两路输出，然后通过电子线路转换和放大，再通过电缆送至地面系统进行数据处理获得套管壁变化的测井曲线。40臂井径测量范围：4~7套管测量精度：±1.27mm测量分辨率：0.76mm井径仪输出信号：正负双极性脉冲井下仪工作最高温度：155℃井下仪工作最大压力：60MPa使用电缆：单芯或多芯测井电缆仪器参数探测原理仪器的每个探测臂靠弹片支撑始终紧贴套管壁，随套管壁的变化而变化，探测臂上的蜗杆传动装置带动内部电位器旋转并控制两路输出，然后通过电子线路转换和放大，再通过电缆送至地面系统进行数据处理获得套管壁变化的测井曲线。18臂井径成像测井仪18臂井径成像测井仪包括十八臂井径、磁重量、温度等，利用十八臂曲线可以绘出套管的立体图、平面展开图，还能得到套管内壁的最大径、最小径，磁重量测量套管壁厚，综合井径可区分内腐蚀或外腐蚀，并可消除由于套管结垢等对井径带来的影响。井温曲线可辅助分析套管破损情况。工艺特点测速600米/小时，测量井段不宜过长，一般需其它方法先测出套损位置，再用井径分析套损情况；该工艺能综合分析套管内壁和外壁的损坏情况。呈8-8井是一口分层注水井，2002年11月作业更换管柱时，发现封隔器胶皮破损，形成漏失，怀疑卡封位置套管变形，进行40臂井径测试，发现该井在1149-1157米存在缩径，最小内径缩到112.7毫米，剩余臂厚为6.2毫米。根据测试情况，将封隔器卡封位置定在1120米，措施后分注正常。最小内径缩到112.7厘米呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度1140呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。呈8-8井40臂井径测试成果图呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期测井日期2002.11.72002.11.7地区地区呈东呈东测量井段测量井段1070-1162米1070-1162米套管内径套管内径139.7mm139.7mm仪器型号仪器型号JJC-40多臂井径测井仪JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚套管臂厚6.2mm6.2mm技术要求技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度1140呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度1140呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期2002.11.7地区呈东测量井段1070-1162米套管内径139.7mm仪器型号JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚6.2mm技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。呈8-8井40臂井径测试成果图呈8-8井40臂井径测试成果图测井日期测井日期2002.11.72002.11.7地区地区呈东呈东测量井段测量井段1070-1162米1070-1162米套管内径套管内径139.7mm139.7mm仪器型号仪器型号JJC-40多臂井径测井仪JJC-40多臂井径测井仪套管臂厚套管臂厚6.2mm6.2mm技术要求技术要求该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。该井在1149-1157米井段为缩径，最小内径缩到112.7厘米。套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度套管剩余臂厚（mm）010套管最小内径（mm）100150深度1140112.7mm1149-1157米为缩径，最小内径缩到112.7mm应用实例应用实例四、超声波成像测井工艺原理：利用井壁或套管内壁对超声波的反射特性来研究井身剖面的．主要应用在两个方面：在裸眼井中，可用来识别岩层裂缝、孔洞，测量井眼的几何尺寸、孔洞大小、地层裂缝的视倾角和方位以及定性区分岩性等；在套管井中，可以用来精确测量套管内径变化、套管破裂、错断、腐蚀等情况，检测射孔质量和观察套管接箍等．仪器原理超声换能器由同步电机带动，每秒绕井轴旋转5圈，每转1圈向井壁发射512个超声探测脉冲，接收各次发射脉冲的回波，测量回波幅度与传播时间，然后进行数字化、编码和四相码调制，放大后经电缆传至井上计算机处理成像．下井仪器的功能是获取数据．它包括发射、接收、可变增益放大、对数放大、回波幅度检测、回波时间检测、四相码调制、同步系统及电源等．地面仪器的功能是完成井下数据的采集，深度信息的采集、数据记录、图像监视、实时出图及井下仪器的地面控制．它由电缆模块、解码模块、电源模块、工业计算机、监视器、流式磁带机和热敏绘图仪等组成．外径：43mm长度：2700mm探头转速：6.5n/s每转采样点数：512点测速：60m/h。精度：对孔洞的分辨能力：8mm。仪器参数工艺特点(1)由于该仪器直径小、长度短，对井况没有特殊要求，只要通道直径大于60mm即可。(2)测量井段内充满水。(3)彻底洗井，该工艺使用声波做测试手段，属于非接触测量，因此测量井段内无游离气及成块的原油。(4)测速极低，测量井段不宜过长，一般需用其它方法先测出套损位置，再用声波电视进一步分析套损情况。（1）检测套管腐蚀图为SC37-109井一段套管腐蚀的超声成像照片．该图像摄自1863m井