氣井不動管柱過油管檢測技術(shù)研究范文

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摘要：針對喇嘛甸油田儲氣庫井生產(chǎn)運(yùn)行41年來，未進(jìn)行過系統(tǒng)全面的套管檢測和安全運(yùn)行評價(jià)工作的實(shí)際，以2016年在Q105、Q109兩口儲氣庫井應(yīng)用4種動管柱套管檢測技術(shù)的綜合評價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，探索研究一種不動管柱過油管套管檢測技術(shù)，通過檢測數(shù)據(jù)的對比分析，回歸修正，形成安全、快捷、經(jīng)濟(jì)的不動管柱測試方法及套管技術(shù)狀況跟蹤評價(jià)方法，為儲氣庫的安全運(yùn)行提供有效的跟蹤監(jiān)測技術(shù)和保障。

關(guān)鍵詞：儲氣庫；套管檢測；電磁探傷

前言

喇嘛甸油田儲氣庫2002以來的天然氣樣品組分分析顯示，CO2含量逐年遞增（由1.688%增加到5.8%）；2005年以來，又檢測出H2S，且含量逐年遞增，（由19.79mg/m3增加到221mg/m3），套管腐蝕環(huán)境進(jìn)一步加劇，根據(jù)《Q/SY1486-2012地下儲氣庫套管柱安全評價(jià)方法》規(guī)定，儲氣庫2005年以后由中度腐蝕轉(zhuǎn)為嚴(yán)重腐蝕，但是目前尚沒有成熟的儲氣庫套管檢測方法和安全運(yùn)行評價(jià)方法。為此，為尋找到安全、快捷、經(jīng)濟(jì)的檢測方法，開展了喇嘛甸油田儲氣庫氣井不動管柱套管檢測技術(shù)研究——電磁探傷過油管套管檢測技術(shù)的適應(yīng)性研究，即以2016年在Q105、Q109兩口儲氣庫井應(yīng)用4種動管柱套管檢測技術(shù)的綜合評價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，通過檢測數(shù)據(jù)對比，回歸修正，研究該項(xiàng)技術(shù)的適應(yīng)性，為喇嘛甸油田儲氣庫氣井套管腐蝕狀況檢測形成不動管柱測試方法及套管技術(shù)狀況跟蹤評價(jià)方法，為儲氣庫的安全運(yùn)行提供有效的跟蹤監(jiān)測技術(shù)和保障。

1電磁探傷套管檢測技術(shù)原理

電磁探傷測井技術(shù)是一種在油管內(nèi)下入，用于檢測油管及套管裂縫、射孔、管的厚度損壞的過油管檢測技術(shù)，在氣井中可用于檢測油管和套管變形損壞程度。該項(xiàng)技術(shù)的核心工具是電磁探傷測井儀，主要有3個(gè)探頭及上下2個(gè)扶正器組成，即伽馬探頭、井溫探頭、磁探頭，上扶正器、下扶正器，其中磁探頭包括，長軸探頭A、橫向探頭B和短軸探頭C。三個(gè)磁探頭用來檢測套管的損傷和變形，能夠檢測出不同深度的套管的壁厚；溫度探頭用來檢測井內(nèi)流體溫度場的變化，確定出液口的位置；自然伽馬探頭探測井身周圍自然伽馬強(qiáng)度，用于校深，通過三個(gè)探頭數(shù)據(jù)的綜合分析，得出檢測結(jié)果。

2現(xiàn)場試驗(yàn)檢測結(jié)果

2.1檢測井基本情況

Q109井：1975年完鉆，油層套管為日本產(chǎn)JS鋼級5-1/2″×6.2mm套管，下入深度12-745.5m；JS鋼級5-1/2″×6.98mm套管下入井段為745.5-864.7m。射孔段為776.3-853m，地層中深814.65m。射孔層位薩零～薩Ⅰ組（776.3m～853.0m），射孔層個(gè)數(shù)為13個(gè)。1975年投產(chǎn)；在1983-1985年注氣；1986-1996年停止注氣，只做生產(chǎn)井；1997年以來周期注采，平均年注氣量為833×104m3/d，平均年采出量為655×104m3/d，累積注氣量2.00×108m3，累積采氣量2.82×108m3。地層壓力逐漸升高，2015年實(shí)測地層壓力8.03MPa。Q105井：1975年9月22日開鉆，9月30日完成固井，完鉆深度899m，井身結(jié)構(gòu)為兩層，表層套管為為羅馬產(chǎn)D鋼級Φ273.1mm×10mm套管,下入深度105.0m，水泥返至地面。油層套管為日本產(chǎn)JS鋼級Φ139.7mm套管，壁厚7.72mm套管下入深度為2.5-12.5m；壁厚6.2mm套管，下入深度12.5-774.2m；壁厚7.72mm套管下入井段為774.2-896.7；壁厚6.98mm套管下入深度895.2-896.7m。1975年投產(chǎn),在1975-1990年采氣，1990年只注未采，1991年至今周期注采。平均年注氣量為651×104m3/d，平均采出量為336×104m3/d。截至2017年6月，累積注氣1.76×108m3，累積采氣1.45×108m3。地層壓力逐漸升高，2015年實(shí)測地層壓力8.28MPa。

2.2檢測結(jié)果

2017年4月對Q109和Q105井分別進(jìn)行了電磁探傷測井施工，施工過程順利，檢測結(jié)果如圖1。結(jié)論為：（1）Q109井解釋深度以745.8-843.76m前磁深度為準(zhǔn)；測量井段內(nèi)油、套管無明顯變形異常顯示。（2）解釋深度以橫向電測深度為準(zhǔn)；解釋井段內(nèi)87-93m套管彎曲變形；其他測量井段內(nèi)油、套管無明顯變形異常顯示。

2.3數(shù)據(jù)分析

（1）油管壁厚分析Q109井：測井顯示，全井段均出現(xiàn)不同程度壁厚減薄情況，其中8.1-264.8m壁厚減薄最為嚴(yán)重，最大減薄0.65mm。Q105井：測井顯示，壁厚損失主要集中于井深469m及其以上部位，最大壁厚減薄1.36mm。（2）套管壁厚分析Q109井：套管測量壁厚較設(shè)計(jì)壁厚普遍偏大，近井口層段（8.1-27.1m、42.5-58.3m）、中間層段（299.3-356.8m）及井底層段（745.5-844.0m）有明顯壁厚減薄現(xiàn)象，套管最大壁厚損失1.48mm。Q105井：套管測量壁厚較設(shè)計(jì)壁厚普遍偏大，中間層段（314-453m）及井底層段（756-881m）有明顯壁厚減薄現(xiàn)象，套管最大壁厚損失1.34mm。（3）數(shù)據(jù)對比回歸修正將結(jié)果與2016年應(yīng)用的多臂井徑成像測井（MIT）、井周聲波掃描成像測井（CAST-V）進(jìn)行了類比，參照2016年MIT測井?dāng)?shù)據(jù)，對其進(jìn)行修正，按照《Q/SY1486-2012地下儲氣庫套管柱安全評價(jià)方法》對喇Q109井、Q105進(jìn)行強(qiáng)度、安全系數(shù)、使用壽命分析計(jì)算。①腐蝕磨損速率修正②剩余強(qiáng)度分析對修正后的測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行抗外擠和內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算。Q109井：最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度和最小抗外擠強(qiáng)度風(fēng)別為13.60MPa和3.03MPa，發(fā)生位置均為井底840m。Q105井：最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度和最小抗外擠強(qiáng)度風(fēng)別為18.82MPa和7.68MPa，發(fā)生位置均為分別為881m和544m。③安全系數(shù)分析Q109井：最小抗內(nèi)壓安全系數(shù)和最小抗外擠安全系數(shù)分別為3.00和0.52，抗內(nèi)壓安全系數(shù)高于SY/T5724《套管柱結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)》中額定抗內(nèi)壓安全系數(shù)1.05，最小抗外擠安全系數(shù)發(fā)生外置841m，小于額定抗外擠安全系數(shù)1.00。Q105井：最小抗內(nèi)壓安全系數(shù)和最小抗外擠安全系數(shù)分別為2.98和1.87，發(fā)生位置分別為32m、881m，在數(shù)值上高于SY/T5724《套管柱結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)》中額定抗內(nèi)壓安全系數(shù)1.05，高于額定抗外擠安全系數(shù)1.00。為此，按照不同安全系數(shù)計(jì)算，得出修正前后的安全使用年限及風(fēng)險(xiǎn)井段。

3經(jīng)濟(jì)效益

電磁探傷套管檢測技術(shù)較常規(guī)檢測技術(shù)可節(jié)省作業(yè)費(fèi)用148.5萬元，節(jié)省施工周期約7d（施工準(zhǔn)備、起下管柱時(shí)間），是1項(xiàng)安全、快捷、經(jīng)濟(jì)的檢測方法，在計(jì)劃費(fèi)用內(nèi)可提高儲氣庫井檢測頻數(shù)，為儲氣庫井安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。

4結(jié)論及認(rèn)識

（1）電磁探傷測井技術(shù)可實(shí)現(xiàn)過油管檢測套管的運(yùn)行情況，但就目前檢測數(shù)據(jù)而言，只能實(shí)現(xiàn)定性分析，在套管壁厚測量精度上尚無法滿足當(dāng)前定量評估需求，但對于及時(shí)了解儲氣庫注采井、監(jiān)測井套管柱的變形、穿孔、滲漏等明顯缺陷，以及固井水泥的膠結(jié)質(zhì)量、密封情況等仍然具有重要指導(dǎo)意義。（2）通過現(xiàn)場電磁探傷檢測數(shù)據(jù)與2016年實(shí)施的幾項(xiàng)直接檢測套管的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行類比，通過計(jì)算，回歸修正，初步得出電磁探傷套管檢測方法的修正數(shù)據(jù)，但目前僅用Q109井1口井的資料作為修正基礎(chǔ)資料，其修正過程尚需進(jìn)一步完善，為以后不動管柱套管檢測綜合評價(jià)提供數(shù)據(jù)支持及技術(shù)儲備。（3）就經(jīng)濟(jì)效益而言，不動管柱檢測費(fèi)用約3.2萬/井，與動管柱套管檢測技術(shù)相比，平均單井可節(jié)省費(fèi)用150萬左右，降本增效意義重大，同時(shí)，在計(jì)劃費(fèi)用內(nèi)可提高儲氣庫井檢測井?dāng)?shù)、頻數(shù)，為儲氣庫井安全平穩(wěn)運(yùn)行提供保障，安全意義重大。

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作者：何鳳君 單位：大慶油田第六采油廠培訓(xùn)中心