石油修井行業(yè)套損井檢測與修復技術(shù)

1、石油修井行業(yè)套損井檢測與修復技術(shù)一、套損井檢測技術(shù)搞好套損井狀況的檢測是實施套管修復工作的前提和基礎(chǔ)，準確、詳細了解井下套管損壞的具體情況，對于采取合理、有效的修套措施，達到套管修復的目 的至關(guān)重要。當前套損井檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢為：由簡單機械高科技含量、由定 性到定量、由局部到全井、由靜態(tài)到動態(tài)。1. 印模法檢測印模法檢測是利用專用管柱或鋼絲繩下接印模類打印工具，對套管損壞程度、幾何形狀等進行打印，然后對印痕進行分析判斷，得出套損點的幾何形狀、尺寸、 深度位置。(1) 適用范圍： 套管變形、錯斷、破裂等套損程度、深度位置的驗證； 井下落物魚頂幾何形狀、尺寸和深度位置的核定； 作業(yè)、修井過程中臨

2、時需要查明套管技術(shù)狀況等情況。特點：具有不受環(huán)境條件和井況的限制，隨時可在修井過程中進行，對作業(yè)隊來說 相對方便、快速，且印證結(jié)論可在現(xiàn)場得到等特點。分類按制造材料分：鉛模、膠模、蠟模和泥模；按印模結(jié)構(gòu)分：平底、錐形、環(huán) 形、凹形和筒形印模。鉛模多用平底帶水眼式普通型和帶護罩型；膠模多用封 隔器式筒形側(cè)向打印膠模，用于套管孔筒、破裂等漏失情況的檢測。端部打?。簷z測套管變形、錯斷的最小徑向變化、套管損壞程度?？煞譃橐?下兩種方法：管柱硬打印法（常用）：有不壓井和壓井兩種作業(yè)方式；繩纜軟打印 法（限制）：雖然施工時間短，速度快，但危險性大，易造成繩纜堆積卡阻。側(cè)面打?。禾坠茏冃巍㈠e斷、破裂等套損程

3、度、深度位置的驗證；井下落物 魚頂幾何形狀、尺寸和深度位置的核定；作業(yè)、修井過程中臨時需要查明套管技 術(shù)狀況等情況。局限性雖然迅速、方便和直觀，但印模直徑選擇困難，直徑過大，印模打印出來不 在變形最明顯處，不可靠；直徑過小，打印不出印痕或印痕不明顯。2. 薄壁管法檢測薄壁管驗套是用一定長度壁厚在 mrnr mm之間的空心管來檢驗套管彎曲情況 的一種方法。工作原理和施工工藝比較簡單。相對國外和國內(nèi)某些油田采用測井 斜和方位變化來進行檢測套管的彎曲變形狀況，薄壁管驗套具有工藝簡單，迅速直觀的優(yōu)點。3. 井溫測井井溫測井作為一種常規(guī)的測井方法， 應用于油田的勘探和開發(fā)歷史較長，可 分為梯度井溫測井和

4、微差井溫測井。（1）梯度井溫測井：在套損井檢測中并不常用。T r=T s+GdcDw式中:Tr -測點溫度Ts -表層溫度Gdc-平均地溫梯度Dw -測點深度(2) 微差井溫測井主要在套損井找漏中應用。微差井溫測井測量的是局部溫度異常， 反映的是 井下某兩深度點間的溫度差，溫度值是深度的“導數(shù)”。微差井溫的獲得有兩種 方法： 運用一個溫度傳感器采用延時技術(shù)，求得溫差，即借用梯度井溫信號，采 用延遲電路獲得；米用惠更斯橋式電路(3) 系統(tǒng)參數(shù)工作溫度環(huán)境：C150 C工作環(huán)境壓力：60MPa儀器靈敏度：100mV/ C最大工作電流：20mA外型尺寸： 22mm< 2340mm, 38mrK

5、 2340mm(4) 測井工藝及解釋方法 關(guān)井812小時，使井內(nèi)液體靜止；靜止曲線AVAHfCAI 用壓風機井口加壓510 MPa；AVAHfCA)加壓曲線二>進液層不畫(4)典型井例該井為注水井。因井口套管外出水，于 2000年6月實施全井找漏作業(yè)。資 料表明漏失井段為370480m經(jīng)作業(yè)驗證漏失井段為433.8462.6m?？ǚ夂?注水正常。(5) 局限性微差井溫測井無法判斷套管損壞的類型穿孔套損，還是縱向裂縫套損及程度。由于井筒內(nèi)流體的流動引起了溫度場的擴散，在測井曲線上顯示出的漏失段是一個較長的井段，而不是一點。在未固井的自由套管段表現(xiàn)的更嚴重。4. 多臂井徑儀測井多臂井徑儀是常

6、用的套管檢測方法， 主要用于通過檢測套管內(nèi)徑變化，反映 套管縱向和橫向的變形，利用曲線變化的形態(tài)確定變形截面的平均內(nèi)徑或最大、 最小直徑任意方向直徑值，根據(jù)多條井徑曲線判斷變形類型。工作原理：當套管內(nèi)徑改變使微井徑電橋阻值改變，通過放大并由地面儀 表記錄，并轉(zhuǎn)人成相應的井徑值，即可得到隨井深不同的井徑變化曲線。(1) 系統(tǒng)參數(shù)以常用的40臂井徑儀為例，技術(shù)指標如下：儀器直徑：92mm(3.63 )儀器長度：144mm(56.75 )儀器耐溫：175 C(350 T)儀器耐壓：68MPa(10000PSi)測量范圍：102 165mm (4 61/2 )儀器精度：± 0.05 (

7、77; 1.27mm)分 辨率：0.03 （0.76mm）井液要求： 清水（2）測試工藝40 臂井徑測井是監(jiān)測套管狀況的一種方法，一般在壓井狀態(tài)下進行。測井 時，MAC與磁性定位儀（用來校正深度）組合，輸出最小剰余壁厚（RM）曲線和 最小井徑（MID）曲線。最小剩余臂厚：是在套管原始外半徑與張開程度最大的臂所測得的值之差； 最小井徑：是張開程度最小的臂測得值的一倍。MAC測井資料解釋一般可分為如下：RMW W （原始壁厚） ，說明套管內(nèi)壁有粘結(jié)物；MIDD （原始井徑），說明套管內(nèi)壁四周已腐蝕；RMWW MID=D說明套管內(nèi)壁腐蝕或孔眼；RMW <W MID<D,若RMV和 MID

8、呈現(xiàn)弧形曲線，說明套管變形不圓；若不然， 說明套管內(nèi)壁既沖腐蝕又有粘結(jié)物。（3）局限性多臂井徑儀雖然能較準確地測得全井套變部位及井徑的變化， 但該儀器對開 套管嚴重錯斷的井不適用， 即有時雖然能下去， 但其所得的結(jié)果不易分析。 對套 管有裂縫及管壁的腐蝕僅能作定性分析。5. 超聲波電視測井可獲取直觀圖像， 套管井中、在井下不透明的泥漿中檢查套管射孔后孔洞的 分布及套管上是否有裂紋、斷裂，可用于套管腐蝕、套管破損、套管變形、爆炸 整形、套管接箍和射孔的檢測。工作原理：由于井內(nèi)流體（泥漿、油氣水混合物等）對可見光通常是不透明 的，因此，通常在井下不采用光學電視系統(tǒng)， 而采用可通過泥漿傳播的聲波信號

9、 來探測井壁表面的情況， 然后將聲波信號變成電信號， 再通過電視成像系統(tǒng)將其 變成肉眼可見的圖像。井下聲波電視測井儀是基于脈沖回波法的成像測井系統(tǒng)。（1）系統(tǒng)參數(shù)儀器長度 1200mm儀器外徑 92mm儀器重量90kg測量范圍5 1/2 9 5/8 儀器耐溫150C儀器耐壓60MPa測量精度可分辨1mm以上的裂縫換能器工作頻率15MHz換能器轉(zhuǎn)速7.13rad/s(2) 測井工藝以2-4-92井為例進行說明：測井目的：了解套管技術(shù)狀況。本井概況：作業(yè)前電泵生產(chǎn)，電纜曾擊穿過。全井套管試壓不合格，應用封隔器驗串最終驗證套管漏位置為 996.171078.71m解釋結(jié)果：1002.2-1003.5

10、輕微1008-1009.5輕微1022-1025.5中等1032-1033.5嚴重(串漏)1050.3-1051.6輕微1055-1057輕微局限性超聲波電視測井以其清晰、形象的圖像資料，高分辨率的測井曲線，準確的 深度數(shù)據(jù)及計算機處理提供的井眼橫截面圓圖和立體柱狀圖等多種信息， 具有明 顯的優(yōu)越性。但也存在如下的缺陷和影響因素： 其原理決定了它只能檢測套管內(nèi)壁的腐蝕而不能檢測套管外表面的腐蝕 情況； 在鉆井液密度大于1.25g/ cm 3時，聲波在鉆井液中的衰減影響了測量精 度，甚至因只能收到非常 微弱的回波而不能測井； 若液體含有氣泡 (天然氣等 )，則因氣泡對聲波傳播產(chǎn)生的散射作用致使該

11、 測井方法失敗，故對出氣井，不能適用； 成像質(zhì)量還與波束對井壁的入射角大小有關(guān)， 當井下儀器相對井軸偏心或 井眼橢圓度很大時， 被井壁反射的波束偏離換能器中心， 接收的回波很弱， 影響 了成像質(zhì)量。6. 井下電視測井井下電視測井是利用微型電視攝像機的光源， 獲得充滿空氣和液體井眼的高 分辨實時圖像， 以連續(xù)的模式記錄在標準錄像帶上， 然后使用圖像處理軟件在計 算機上處理。井下電視最初在 20世紀 70年代用于水井中， 其后隨著技術(shù)的發(fā)展， 目前新 型的光纖井下電視采用了最新的鏡頭技術(shù)和光纖電纜，在套管井中可檢測管柱， 觀察井中落物或其它問題， 并可估算射孔孔眼中的油、 氣和水的產(chǎn)出情況。 20

12、04 年，勝利采油研究院引進了目前國際上最先進的光纖井下電視測試系統(tǒng)。 光纖井下電視系統(tǒng)由以下部分組成： 井下光源及攝像系統(tǒng)、 測井光纖、 液壓絞車 及馬丁戴克、地面信號轉(zhuǎn)換部分、監(jiān)視及記錄系統(tǒng)、配套工具、專用車輛。(1) 系統(tǒng)參數(shù) 視頻部分系統(tǒng)參數(shù) 分辨率：水平 500 線，垂直 350 線，單色像素 更新速度：實時(60 Hz EIA或50 HzCCIR) 視角：水中： 55° 空中： 73° 無盲點 錄像制式：NTSC或PAL制式 照明燈： 100 W 鹵素燈 測井電纜部分參數(shù)電纜類別：鎧裝光纜電纜外徑： 732 in（5 6mm）（1 in=25 4 ram）最大長

13、度： 5 500 m 井下儀器技術(shù)參數(shù)井下儀器外徑 /mm： 43（ 標準） 54（ 高溫 ） 長度（含加重桿 ） /mm ：2890（標準） 3560（ 高溫）質(zhì)量/ kg：14(標準 ) 30(高溫）耐壓 /MPa：69(標準 ) 69(高溫）工作溫度/ °c：120(標準） 150（ 高溫）（2） 測試工藝由于該測試系統(tǒng)為可見光測試系統(tǒng)， 因此需要井內(nèi)介質(zhì)的清晰度達到一定程 度才能得到清晰的圖像。 環(huán)檢測工藝 該工藝通常在測試前通過其他的檢測方式已經(jīng)知道套損點和魚頂?shù)拇蟾盼恢?，只需將洗井管柱尾部下至目標區(qū)上部0.5 m- 1.0m位置，井口安裝洗井三通，通過正循環(huán)清水，達到清潔

14、魚頂、套損點檢測區(qū)域的目的，最 后實施檢測。適用井況： 魚頂及魚腔的檢測；遇卡、遇阻、漏失位置的檢測。 注檢測工藝 該工藝通常在測試前， 不明確問題井段的具體位置， 只知道 大概范圍， 需要將擠注管柱尾部下至目標區(qū)上部位置， 管術(shù)上部安裝懸掛器、 洗 井三通，通過加壓正擠清水， 將井內(nèi)不透明液體壓回地層， 達到清潔檢測區(qū)域的 目的，最后實施檢測。適用井況：低壓、高滲透地層井眼的檢測；產(chǎn)氣量較大的井眼檢測；漏失井 段的測試。 合檢測工藝 該工藝通常在測試前， 將管柱尾部下至目標區(qū)下部位置， 懸 掛器坐井口、 接洗井三通， 首先打開套管閘門正循環(huán)清水， 將管柱上部徹底清洗 干凈后，上提管柱至目標井

15、段上部， 再加壓正注清水， 將管柱下部井內(nèi)不透明流 體壓回地層，達到清潔檢測區(qū)域的目的。最后實施檢測。適用井況：側(cè)鉆井眼的檢測； 較長井段的檢測； 滲透率較低或漏失量較少的 井眼測試。二、套損井修復技術(shù)1. 打通道技術(shù)套損井修復中一個重要工序是“打通道”，只有修出了通道，打撈、封堵、套管補貼、下小套管固井等一系列的技術(shù)才可實施。目前主要有套管縮徑整形、 非坍塌錯斷井打通道、坍塌錯斷井打通道、彎曲坍塌套損井打通道等配套技術(shù)。(1) 套管縮徑整形技術(shù)對于套管彎曲變形不大的，可采用整形工具如梨形整形器、輥子整形器、銑 錐進行機械整形工藝修復。套管變形量超過套管內(nèi)徑的12%寸，采用爆炸整形工藝修復，利

16、用火藥燃爆 瞬間產(chǎn)生的巨大能量，使套管向外擴張膨脹。(2) 非坍塌錯斷井打通道技術(shù)依靠鉆具旋轉(zhuǎn)和加載到磨銑工具上部的鉆具重量，使磨銑工具在旋轉(zhuǎn)過程中 側(cè)面或端面的硬質(zhì)合金磨銑損壞的套管，適用于通徑大于90mm勺錯斷井修復。(3) 坍塌錯斷井打通道技術(shù)坍塌錯斷井是指上部套管錯斷， 下部套管被套管外的流砂、 礫石充填， 且套 管外地層塌落， 套管錯斷上端口成自由懸掛狀態(tài)， 與下端口不在同一軸線上。 通 過采用扶正上部套損段，封固坍塌層，鉆塞打通道處理井眼，再次精銑通道，進 行套管補接。目前該技術(shù)已成功修復 20 多口坍塌錯斷套損井。這類井套管中間錯斷， 錯斷面上下都嚴重彎曲， 往往找不到下部井眼，

17、 修復 過程中及易造成磨銑工具斷脫和套管開窗的現(xiàn)象， 是難度最大、 技術(shù)含量要求最 高的打通道技術(shù)。通過鉆具的扶正、鉆具的穩(wěn)定性及導引等關(guān)鍵技術(shù)的研究，已經(jīng)成功修復GD26-NB24 GD22-N513兩口井。2. 堵漏技術(shù)擠水泥堵漏是最常用的一項堵漏工藝， 首先要確定準確的漏失位置、 漏失壓 力和漏失量，在擠水泥堵漏前， 必須在漏失井段以下丟手封隔器并填一段工程砂 或注一懸空水泥塞， 然后再采取擠水泥封漏或同時擠水泥和添加堵劑。 根據(jù)不同 的井深和漏失量大體采用以下幾種方法：(1) 漏失點較深，漏失量較大(500L/min)，將鉆具下至漏失點以上100m擠 注水玻璃和水泥， 讓其在破漏管處混

18、合后快速凝固堵塞失量大的裂縫和溶洞， 達 到改變水泥漿在破漏管處的運動狀態(tài)， 使水泥漿較均勻進入小漏失量的裂縫和溶 洞，防止水泥漿竄流以提高封堵效果。(2) 漏失點在水泥返高以上，漏失量較小，并與管外連通的井，一般在井下 鉆具到漏失點50m以上，安好井口正擠水泥堵漏。(3) 對漏失量較大，擠入壓力低，管外虧空較大的可以采取先填砂后擠水泥 到漏失井段，容易收到明顯效果。目前勝利油田的技術(shù)水平為：豐富了TC1型觸變水泥堵劑、ND系列炮眼封堵劑、GSY高水膨脹劑等多類型堵漏劑；實現(xiàn)了觸變性水泥套管堵漏施工堵沖 一體化；引用 Y531 壓裂封隔器，實現(xiàn)了長井段、多層封堵和選層封堵。3. 套管補貼技術(shù)(1) 波紋管補貼工藝技術(shù)目前技術(shù)水平可以滿足破損孔洞最大直徑不超過75mm裂縫長X寬不超過600mM 12mm勺套管的補貼施工。補貼長度可一次達到50100m補貼后的套管內(nèi)徑比原來