井径成像测井在油田的应用

2023-02-25

随着我国经济的快速发展, 人们的生产生活对石油的需求量逐年加大, 油田覆盖区域的油井不断得到开发利用, 在一定程度上满足了人们的需求。然而过分开采石油资源, 对石油地层不加保护等情况愈演愈烈, 在导致油田井下套损变形严重的同时, 也影响到油田石油的产量和质量。因此通过井径成像仪, 检测油田井下套管损坏状况, 具有十分重要的意义。不仅有利于地质工作者进行地质分析, 针对地质问题制定合理的解决方案, 还有利于治理套管损坏严重的油井, 提高我国油田石油质量和作业的成功率。

一、国内套管技术发展水平

现在工程测井技术非常发达, 其中监测套管技术状况的有三个工作原理, 分别是井径测井技术系列、声波测井技术系列和磁测井技术系列。而井径测井技术系列是最常规的检测技术, 它能够利用测井中所测得的多条井径曲线, 计算出最大、最小以及平均的井径值, 并将其绘制成展开图, 然后据此检查出套管的破损情况。而声波测井技术系列主要是通过超声波测距的工作原理, 全面扫描油井, 其特点是分辨率高、可以将测井资料进行成像处理更加直观, 虽无遗漏但是不精确。磁测井技术系列在磁感应的基础上, 对套管出现的腐蚀情况进行评价, 但是无法定量测量套管的弯曲变形程度。所以本文主要以井径成像测井技术为主要研究对象。

而国内常用的测井系列仪器的技术指标分别有8臂、16臂、36臂、40臂以及32臂井径成像测井仪器, 不同仪器之间的特点和功用也不相同。其中40臂的井径成像测井仪的优点是精度高, 信息量大、测井成功率高, 同时可以绘出套管结构状况立体图形和彩色成像显示图等, 方便进行精细的分析操作, 是套管检测、指导井下大型维修、检查射孔质量和套损井综合分析的诊断仪器。但是它也存在着自身的一些问题, 首先在进行较深位置的探测时, 往往仪器显示的问题部位和实际的部位存在很大的偏差;其次由于上提过程中必须撑开、收缩臂膀, 所以对油井井口和遇到阻碍的地方就不能检测出套管的使用情况;最后对出现异常的油井和套损情况不具备独立判断的能力等。而32臂井径成像仪器则具有很小的外径, 而且与40臂测井仪的2个传感器相比, 它的井径传感器有32个, 能够测绘出32条半径曲线, 还能输出1条最大井径曲线、1条最小井径曲线和1条平均的井径曲线, 可以清晰地得到套管的立体图、套管平面图和横截面图, 对于套管的歪曲变形等够准确反映, 所以本文以32臂井径成像仪器入手, 分析井径成像技术在油田运用方面的最新成果。

二、32臂井径成像测井仪在油田方面的应用

1.32臂井径成像测井仪简介

32臂井径成像测井仪采用国内首创的分层设计理念, 将仪器分为上下两个大部分, 由此32个传感器便分成两层, 每层有16个交叉进行, 这样就可以将传感器的外径缩小, 到达油井的深处, 迅速准确捕捉到套管破损的信息。如图:

如图:32臂井径成像测井仪器

其工作原理是通过井径仪的测量臂和套管内壁接触, 可以根据套管内壁别的变化情况, 自动转化井径测量臂的位移。而且测量壁上有一个固定的凸轮轴, 以此轴为支点, 井径测量臂在来回转动中, 会根据井径的变化张开或者收缩, 而凸轮作直线运动, 电阻传感器便随着连杆的移动而移动, 将井径的变化转换成电阻值的变化。为了方便维修拆卸, 现在都采用了单芯供电和通信的方式, 可以实现电机自动控制, 以完成测量臂和扶正器的开合, 仪器供电和数据的传输任务。当测量臂张开时, 上下电机便会自动供电, 而合拢时由地面向井下传送负电源。此外, 该仪器配置了先进的资料解释软件, 通过对测绘的清晰的三维立体图、横截面图、纵剖面图和套管剖面展开图, 进行图像处理, 来显示套管的变形等状况。

2.32臂井径成像测井仪的具体运用

(1) 很轻易地识别套管弯曲变形

套管的弯曲变形一般不是很明显, 通过该测井仪成像, 便发现绘制出的横截面图上测绘的曲线不居中;通过立体图则可以很直观地看出实际测量的最大值和最小值之间的变化, 这样就很清楚看出套管的弯曲变化状况。

(2) 清楚识别套管的破损情况

套管的破损情况, 主要变现在横截面和立体图中显示的, 实际测量值与正常套管外径之间的关系。比如仪器在800米的地方遇到了阻碍, 施加压力后在810米处又遇到了阻碍, 就表明在800米和810米之间的套管发生了严重变形, 可能已经被破坏了。

(3) 准确进行套管内径检查

套管的内径也可以从绘制出的立体图和横截面图中准确判断出来。假如仪器在作业时用120毫米的通井规通到1200米时受到阻碍, 即便加压力仍无法通过, 那么井径成像资料就会解释在1200米到1200.12米之间套管, 它内径的比上下部位细, 根据实际情况可以测出套管的实际内径。

由此可知, 井径成像测井技术在油田开发中具有十分重要的作用, 通过准确了解油水平套管损伤的各种情况, 使套管变形的测绘工作变得更加简单, 这对减轻施工人员的工作量、提高工作效率具有十分重要的帮助, 本文只是以32臂井径成像测井仪为研究对象, 在整个课题研究中还有很多不足住处, 以后会继续改进。

摘要：井径成像测井技术主要用于工程中套管井的形变测量, 检测金属套管的质量状况, 识别套管的变形、错断、弯曲和裂缝等状况, 在成像软件的支持下可以将套管形变的立体成像图完整的测绘出来, 所以在油田开采中应用得非常多。通过分析国产32臂井径成像测井仪的构造和技术特点, 探明井径成像技术的优缺点, 为我国油田开发和修井工作提供技术支持。

关键词：井径成像技术,仪器,套管损坏,油田,应用