氣井不動管柱過油管檢測技術研究范文

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摘要：針對喇嘛甸油田儲氣庫井生產運行41年來，未進行過系統全面的套管檢測和安全運行評價工作的實際，以2016年在Q105、Q109兩口儲氣庫井應用4種動管柱套管檢測技術的綜合評價結果為基礎，探索研究一種不動管柱過油管套管檢測技術，通過檢測數據的對比分析，回歸修正，形成安全、快捷、經濟的不動管柱測試方法及套管技術狀況跟蹤評價方法，為儲氣庫的安全運行提供有效的跟蹤監測技術和保障。

關鍵詞：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），套管腐蝕環境進一步加劇，根據《Q/SY1486-2012地下儲氣庫套管柱安全評價方法》規定，儲氣庫2005年以后由中度腐蝕轉為嚴重腐蝕，但是目前尚沒有成熟的儲氣庫套管檢測方法和安全運行評價方法。為此，為尋找到安全、快捷、經濟的檢測方法，開展了喇嘛甸油田儲氣庫氣井不動管柱套管檢測技術研究——電磁探傷過油管套管檢測技術的適應性研究，即以2016年在Q105、Q109兩口儲氣庫井應用4種動管柱套管檢測技術的綜合評價結果為基礎，通過檢測數據對比，回歸修正，研究該項技術的適應性，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狀況跟蹤評價方法，為儲氣庫的安全運行提供有效的跟蹤監測技術和保障。

1電磁探傷套管檢測技術原理

電磁探傷測井技術是一種在油管內下入，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，在氣井中可用于檢測油管和套管變形損壞程度。該項技術的核心工具是電磁探傷測井儀，主要有3個探頭及上下2個扶正器組成，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度，用于校深，通過三個探頭數據的綜合分析，得出檢測結果。

2現場試驗檢測結果

2.1檢測井基本情況

Q109井：1975年完鉆，油層套管為日本產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），射孔層個數為13個。1975年投產；在1983-1985年注氣；1986-1996年停止注氣，只做生產井；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，井身結構為兩層，表層套管為為羅馬產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,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年實測地層壓力8.28MPa。

2.2檢測結果

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

2.3數據分析

（1）油管壁厚分析Q109井：測井顯示，全井段均出現不同程度壁厚減薄情況，其中8.1-264.8m壁厚減薄最為嚴重，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：套管測量壁厚較設計壁厚普遍偏大，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）有明顯壁厚減薄現象，套管最大壁厚損失1.48mm。Q105井：套管測量壁厚較設計壁厚普遍偏大，中間層段（314-453m）及井底層段（756-881m）有明顯壁厚減薄現象，套管最大壁厚損失1.34mm。（3）數據對比回歸修正將結果與2016年應用的多臂井徑成像測井（MIT）、井周聲波掃描成像測井（CAST-V）進行了類比，參照2016年MIT測井數據，對其進行修正，按照《Q/SY1486-2012地下儲氣庫套管柱安全評價方法》對喇Q109井、Q105進行強度、安全系數、使用壽命分析計算。①腐蝕磨損速率修正②剩余強度分析對修正后的測井數據進行抗外擠和內壓強度計算。Q109井：最小抗內壓強度和最小抗外擠強度風別為13.60MPa和3.03MPa，發生位置均為井底840m。Q105井：最小抗內壓強度和最小抗外擠強度風別為18.82MPa和7.68MPa，發生位置均為分別為881m和544m。③安全系數分析Q109井：最小抗內壓安全系數和最小抗外擠安全系數分別為3.00和0.52，抗內壓安全系數高于SY/T5724《套管柱結構與強度設計》中額定抗內壓安全系數1.05，最小抗外擠安全系數發生外置841m，小于額定抗外擠安全系數1.00。Q105井：最小抗內壓安全系數和最小抗外擠安全系數分別為2.98和1.87，發生位置分別為32m、881m，在數值上高于SY/T5724《套管柱結構與強度設計》中額定抗內壓安全系數1.05，高于額定抗外擠安全系數1.00。為此，按照不同安全系數計算，得出修正前后的安全使用年限及風險井段。

3經濟效益

電磁探傷套管檢測技術較常規檢測技術可節省作業費用148.5萬元，節省施工周期約7d（施工準備、起下管柱時間），是1項安全、快捷、經濟的檢測方法，在計劃費用內可提高儲氣庫井檢測頻數，為儲氣庫井安全平穩運行提供保障。

4結論及認識

（1）電磁探傷測井技術可實現過油管檢測套管的運行情況，但就目前檢測數據而言，只能實現定性分析，在套管壁厚測量精度上尚無法滿足當前定量評估需求，但對于及時了解儲氣庫注采井、監測井套管柱的變形、穿孔、滲漏等明顯缺陷，以及固井水泥的膠結質量、密封情況等仍然具有重要指導意義。（2）通過現場電磁探傷檢測數據與2016年實施的幾項直接檢測套管的檢測數據進行類比，通過計算，回歸修正，初步得出電磁探傷套管檢測方法的修正數據，但目前僅用Q109井1口井的資料作為修正基礎資料，其修正過程尚需進一步完善，為以后不動管柱套管檢測綜合評價提供數據支持及技術儲備。（3）就經濟效益而言，不動管柱檢測費用約3.2萬/井，與動管柱套管檢測技術相比，平均單井可節省費用150萬左右，降本增效意義重大，同時，在計劃費用內可提高儲氣庫井檢測井數、頻數，為儲氣庫井安全平穩運行提供保障，安全意義重大。

參考文獻

[1]李偉.TNIS過套管成像測井技術原理及應用[J].化學工程與裝備,2017(8).

[2]艾池.套管損壞機理及理論模型與模擬計算[J].石油天然氣工業,2003(6).

[3]劉銳熙.套管檢測技術在中原油田的應用[D].大慶石油學院,2007.

作者：何鳳君 單位：大慶油田第六采油廠培訓中心