套损机理分析及测试方法研究

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1、套损机理分析及测试方法研究【摘要】大庆油田已经进入到了高含水开发生产阶段，为了达到高产油的目的我们采取了注水、注聚、压裂、酸化等措施使得地层发生错断，套管在受地层应力的变化下发生变形甚至是损坏。套损井会导致油井注采失衡，无法提高油气采收率，影响油田的稳定生产和高效运作。本文阐述了套管损坏的原因及机理，并对检测套管损坏情况所应用到的测井技术与方法进行研究，通过实例分析找到具有准确资料及高效益的测井技术。【关键词】套损；测井；四十臂井径；电磁探伤前言目前，伴随着油田的持续开发大庆油田套管损坏问题严重，如

2、井漏和管外流体窜槽问题显著增加。这些现象使油水井不能按照正规施工方案进行，严重影响了油田整体发展。为此，很多学者开始从事套管损坏机理及套损防治研究工作，这些研究的开展将大幅度减少套所损带来的经济损失。根据不同井的特性选择不同的测试方法，对解释结果进行系统分析，最终判定套损的位置和类型，为套损井的治理提供可靠依据。1、油水井套管损坏机理分析5影响油、水井套管损坏的原因比较复杂，主要因素包括井身因素、地质因素、工程因素和腐蚀等，这些因素共同作用于套管使得套管所承受的负荷加剧，超出套管在地层中的承载能力进

3、而导致套管变形，甚至是错断。①井身因素主要包括套管结构不合理、套管缺陷、井眼狗腿严重度过大，在钻井设计中造成套管损坏、水泥返高不够、固井质量不合格。②地质因素指地层的不均一性、油层倾角、泥岩吸水膨胀、地层断层沉降压实、地下地震活动、地应力变化等地质因素引发油田套管受损严重，导致区块局部套管损坏甚至出现成片套管损坏的现象。③工程因素是指油田开发过程中，特别试注水引起层间矛盾，迫使地层原始压力发生改变，以及在钻井过程中的套管自身有质量问题，由于拉伸或者压缩等因素使套管在固井过程中受到损害，导致油田套损井

4、显著增加。④腐蚀因素引起的套损机理较为复杂，其中常见的4种类型包括电化学腐蚀，化学腐蚀，细菌腐蚀以及氢脆，而最为普遍的便是电化学腐蚀。2、四十臂井径成像及电磁探伤组合测井技术2.1四十臂井径成像测井技术5传统的十八臂、三十六臂井径测井技术在检测套管变形、套管内径是否发生变化等方面起着举足轻重的作用，但在科学技术日新月异的今天，我们对多臂井径测井技术的要求与日俱增，急需研发出高精度多臂井径测井的新型技术来取代并切超越传统技术，以适应目前油田的发展状况。因此大庆油田引进高精度四十臂井径测井仪，在精细解释

5、方面取得较高的评价。四十臂井径成像测井原理[1]：通过电动机拖动侧臂、扶正臂的打开与收拢，扶正臂在保证仪器居中的前提下，测量臂沿井管内壁运动，当井壁发生变化时，测量臂随井径变化而发生位移，每支测臂上所对应无触点位移传感器将位移变化换为轴向位移量，通过电路将这些位移量处理、编码、传送到地面，由地面将其还原成像。可用来检查套管的形变、弯曲、断裂、孔眼、内壁腐蚀等情况。2.2电磁探伤测井技术电磁探伤测井仪[2]主要由多个探头、上扶正器、下扶正器以及电路组成，探头包括温度探头、自然伽马探头、纵向长轴探头、横

6、向；头、纵向短轴探头。其中温度探头可以用来检测流体温度场的改变，来确定出液口位置；自然伽马探头可以用来探测出井身周围的自然伽马强度，方便校深；纵向探头可以用来对套管进行轴向上的测量，横向探头可以用来对套管进行横切面上的损伤测量。5电磁探伤仪的物理基础是电磁感应原理，即法拉弟电磁感应定律，在绕线螺线上通直流脉冲电，螺线管周围便会产生稳定磁场，断开直流电，在螺线管周围即会产生一个与原磁场方向相反的磁场，该磁场在接收线圈中产生随时间变化而衰减的感应电动势ε。当管柱（油套管）厚度变化或存在缺陷时，感应电动势

7、ε将发生变化，通过分析和计算，在单、双层管柱结构下，得到管柱的壁厚，可判断管柱的裂缝、腐蚀和孔洞。3、实例分析3.1B1-D5-P129井概况3.2套损检测方法①电磁探伤该井于2013年5月17日首先进行电磁探伤测井。从解释结果可以看出，电磁探伤测井显示曲线在797～800m井段有异常，纵向长探头A2探头出现曲线回返，纵向长探头A7回返特征非常明显，同时纵向短探头C3也出现了一定曲线异常特征探，由A、C探头结合可初步判断管柱的纯在变形现象。②方位四十臂井径测井为了验证此处套管变形是否真实存在，大队于

8、2013年6月15日对该井又进行了方位四十臂井径测井，测试资料显示：797.7～799.7m井段，套管最大井径达到148mm、最小井径为110mm，与标准井径存在较大差距，且井径成像特征显示该井段井径变化明显。5通过上诉分析可知，这两种资料综合均反映出B1-D5-P129井在797～800m井段套管存在变形，且套管井径变化较大。4、结论1、造成油水井套管损坏的原因多种多样，主要因素包括井身因素、地质因素、工程因素和腐蚀等，大部分套管损坏是由多种因素共同作用的结果。2、