气井不动管柱过油管检测技术研究范文

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摘要：针对喇嘛甸油田储气库井生产运行41年来，未进行过系统全面的套管检测和安全运行评价工作的实际，以2016年在Q105、Q109两口储气库井应用4种动管柱套管检测技术的综合评价结果为基础，探索研究一种不动管柱过油管套管检测技术，通过检测数据的对比分析，回归修正，形成安全、快捷、经济的不动管柱测试方法及套管技术状况跟踪评价方法，为储气库的安全运行提供有效的跟踪监测技术和保障。

关键词：储气库；套管检测；电磁探伤

前言

喇嘛甸油田储气库2002以来的天然气样品组分分析显示，CO2含量逐年递增（由1.688%增加到5.8%）；2005年以来，又检测出H2S，且含量逐年递增，（由19.79mg/m3增加到221mg/m3），套管腐蚀环境进一步加剧，根据《Q/SY1486-2012地下储气库套管柱安全评价方法》规定，储气库2005年以后由中度腐蚀转为严重腐蚀，但是目前尚没有成熟的储气库套管检测方法和安全运行评价方法。为此，为寻找到安全、快捷、经济的检测方法，开展了喇嘛甸油田储气库气井不动管柱套管检测技术研究——电磁探伤过油管套管检测技术的适应性研究，即以2016年在Q105、Q109两口储气库井应用4种动管柱套管检测技术的综合评价结果为基础，通过检测数据对比，回归修正，研究该项技术的适应性，为喇嘛甸油田储气库气井套管腐蚀状况检测形成不动管柱测试方法及套管技术状况跟踪评价方法，为储气库的安全运行提供有效的跟踪监测技术和保障。

1电磁探伤套管检测技术原理

电磁探伤测井技术是一种在油管内下入，用于检测油管及套管裂缝、射孔、管的厚度损坏的过油管检测技术，在气井中可用于检测油管和套管变形损坏程度。该项技术的核心工具是电磁探伤测井仪，主要有3个探头及上下2个扶正器组成，即伽马探头、井温探头、磁探头，上扶正器、下扶正器，其中磁探头包括，长轴探头A、横向探头B和短轴探头C。三个磁探头用来检测套管的损伤和变形，能够检测出不同深度的套管的壁厚；温度探头用来检测井内流体温度场的变化，确定出液口的位置；自然伽马探头探测井身周围自然伽马强度，用于校深，通过三个探头数据的综合分析，得出检测结果。

2现场试验检测结果

2.1检测井基本情况

Q109井：1975年完钻，油层套管为日本产JS钢级5-1/2″×6.2mm套管，下入深度12-745.5m；JS钢级5-1/2″×6.98mm套管下入井段为745.5-864.7m。射孔段为776.3-853m，地层中深814.65m。射孔层位萨零～萨Ⅰ组（776.3m～853.0m），射孔层个数为13个。1975年投产；在1983-1985年注气；1986-1996年停止注气，只做生产井；1997年以来周期注采，平均年注气量为833×104m3/d，平均年采出量为655×104m3/d，累积注气量2.00×108m3，累积采气量2.82×108m3。地层压力逐渐升高，2015年实测地层压力8.03MPa。Q105井：1975年9月22日开钻，9月30日完成固井，完钻深度899m，井身结构为两层，表层套管为为罗马产D钢级Φ273.1mm×10mm套管,下入深度105.0m，水泥返至地面。油层套管为日本产JS钢级Φ139.7mm套管，壁厚7.72mm套管下入深度为2.5-12.5m；壁厚6.2mm套管，下入深度12.5-774.2m；壁厚7.72mm套管下入井段为774.2-896.7；壁厚6.98mm套管下入深度895.2-896.7m。1975年投产,在1975-1990年采气，1990年只注未采，1991年至今周期注采。平均年注气量为651×104m3/d，平均采出量为336×104m3/d。截至2017年6月，累积注气1.76×108m3，累积采气1.45×108m3。地层压力逐渐升高，2015年实测地层压力8.28MPa。

2.2检测结果

2017年4月对Q109和Q105井分别进行了电磁探伤测井施工，施工过程顺利，检测结果如图1。结论为：（1）Q109井解释深度以745.8-843.76m前磁深度为准；测量井段内油、套管无明显变形异常显示。（2）解释深度以横向电测深度为准；解释井段内87-93m套管弯曲变形；其他测量井段内油、套管无明显变形异常显示。

2.3数据分析

（1）油管壁厚分析Q109井：测井显示，全井段均出现不同程度壁厚减薄情况，其中8.1-264.8m壁厚减薄最为严重，最大减薄0.65mm。Q105井：测井显示，壁厚损失主要集中于井深469m及其以上部位，最大壁厚减薄1.36mm。（2）套管壁厚分析Q109井：套管测量壁厚较设计壁厚普遍偏大，近井口层段（8.1-27.1m、42.5-58.3m）、中间层段（299.3-356.8m）及井底层段（745.5-844.0m）有明显壁厚减薄现象，套管最大壁厚损失1.48mm。Q105井：套管测量壁厚较设计壁厚普遍偏大，中间层段（314-453m）及井底层段（756-881m）有明显壁厚减薄现象，套管最大壁厚损失1.34mm。（3）数据对比回归修正将结果与2016年应用的多臂井径成像测井（MIT）、井周声波扫描成像测井（CAST-V）进行了类比，参照2016年MIT测井数据，对其进行修正，按照《Q/SY1486-2012地下储气库套管柱安全评价方法》对喇Q109井、Q105进行强度、安全系数、使用寿命分析计算。①腐蚀磨损速率修正②剩余强度分析对修正后的测井数据进行抗外挤和内压强度计算。Q109井：最小抗内压强度和最小抗外挤强度风别为13.60MPa和3.03MPa，发生位置均为井底840m。Q105井：最小抗内压强度和最小抗外挤强度风别为18.82MPa和7.68MPa，发生位置均为分别为881m和544m。③安全系数分析Q109井：最小抗内压安全系数和最小抗外挤安全系数分别为3.00和0.52，抗内压安全系数高于SY/T5724《套管柱结构与强度设计》中额定抗内压安全系数1.05，最小抗外挤安全系数发生外置841m，小于额定抗外挤安全系数1.00。Q105井：最小抗内压安全系数和最小抗外挤安全系数分别为2.98和1.87，发生位置分别为32m、881m，在数值上高于SY/T5724《套管柱结构与强度设计》中额定抗内压安全系数1.05，高于额定抗外挤安全系数1.00。为此，按照不同安全系数计算，得出修正前后的安全使用年限及风险井段。

3经济效益

电磁探伤套管检测技术较常规检测技术可节省作业费用148.5万元，节省施工周期约7d（施工准备、起下管柱时间），是1项安全、快捷、经济的检测方法，在计划费用内可提高储气库井检测频数，为储气库井安全平稳运行提供保障。

4结论及认识

（1）电磁探伤测井技术可实现过油管检测套管的运行情况，但就目前检测数据而言，只能实现定性分析，在套管壁厚测量精度上尚无法满足当前定量评估需求，但对于及时了解储气库注采井、监测井套管柱的变形、穿孔、渗漏等明显缺陷，以及固井水泥的胶结质量、密封情况等仍然具有重要指导意义。（2）通过现场电磁探伤检测数据与2016年实施的几项直接检测套管的检测数据进行类比，通过计算，回归修正，初步得出电磁探伤套管检测方法的修正数据，但目前仅用Q109井1口井的资料作为修正基础资料，其修正过程尚需进一步完善，为以后不动管柱套管检测综合评价提供数据支持及技术储备。（3）就经济效益而言，不动管柱检测费用约3.2万/井，与动管柱套管检测技术相比，平均单井可节省费用150万左右，降本增效意义重大，同时，在计划费用内可提高储气库井检测井数、频数，为储气库井安全平稳运行提供保障，安全意义重大。

参考文献

[1]李伟.TNIS过套管成像测井技术原理及应用[J].化学工程与装备,2017(8).

[2]艾池.套管损坏机理及理论模型与模拟计算[J].石油天然气工业,2003(6).

[3]刘锐熙.套管检测技术在中原油田的应用[D].大庆石油学院,2007.

作者：何凤君 单位：大庆油田第六采油厂培训中心