井径成像测井在西区油田的应用

宋红霞，唐建云，师 剑，赵进义

（1.西北大学 大陆动力学国家重点实验室／地质学系，陕西西安710069；2.延长油田股份有限公司科技部；3.延长油田股份有限公司西区采油厂 开发科，陕西延安716000）

井径成像测井在西区油田的应用

宋红霞1，唐建云2，师 剑2，赵进义3

（1.西北大学 大陆动力学国家重点实验室／地质学系，陕西西安710069；2.延长油田股份有限公司科技部；3.延长油田股份有限公司西区采油厂 开发科，陕西延安716000）

为了解决西区油田油水井套损给油田开发带来的困惑，本文从40臂井径成像测井的原理、技术指标、仪器特点入手，并通过实例分析，说明该仪器可以准确地识别各种套损类型，并具有测量精度高、解释成果直的特点，其成果为西区油田套损井的治理、预防提供了可靠的依据。

井径测井仪；套管损坏；成像测井；检查

随着西区油田油水井的不断开发，井况条件及地层性质不断恶化，井下套损变形严重影响了油井的产量及油水井开发措施的实现。通过 40臂井径成像测井技术，不仅可以检测管柱内壁的腐蚀、变形及破损。可以提供套管腐蚀、变形及破损成像资料，图像直观，可以任意角度观察套管变形及破损情况。能够对目前井身技术状况进行准确的了解，有利于有针对性地采取措施，对提高油井的采收率有着重要的意义。

1 国内套管技术状况测井现状

目前，国内外工程测井技术中用于套管技术状况监测的技术按原理分主要有井径测井系列、声波测井系列和磁测井系列［1］。井径测井系列是常规套管技术状况监测技术，可提供套管内径变化情况，定量解释套管损坏程度［2］。声波测井系列主要有超声波成像测井技术，该技术利用声波测距的原理对全井进行全周扫描，分辨率高，基本无漏测现象，且采用成像处理方式，测井资料形象直观，但不能精确地定量解释套损程度［3］。磁测井系列是基于磁感应原理设计，只能对套管的腐蚀情况进行定性评价，无法达到定量和对套管弯曲变形进行测量［4］。国内常用井径测井系列的仪器的技术指标和特点（见表1）。

表1 国内常用井径测井系列的仪器的技术指标和特点

从表1可以看出，40臂井径成像测井仪探测精度高，测井信息量大，仪器内径小，测井成功率高。一次下井测量40条独立的井径曲线及最大、最小和平均井径曲线，在成像软件的支持下，完成变形段的三维成像图、横截面图以及管柱立体图等，可以精细分析套管变形情况，为制定下步措施与方案提供科学依据［1］。

2 40臂井径成像测井仪结构、原理及特点

2.1 40臂井径成像测井基本原理

油、套管检测成像测井是利用40臂井径成像测井仪来实现的，40臂井径仪是由 4个探测臂均匀分布在仪器四周，测井时探测臂全部推靠在井臂上，使井径仪居于井眼正中，记录一个最大井径值和一个最小井径值，通过仪器的测前刻度值及实际测井值，可以计算出套管的壁厚［6］。

40臂井径测井解释在成像软件的支持下，完成变形段的三维成像图、横截面图以及管柱立体图等，可以精细分析套管变形情况，提供套管的变形深度，判断变形形状，对于套管腐蚀的情况，可以半定量地提供套管腐蚀程度，为制定下步措施与方案提供科学依据。

2.2 40臂井径测井仪的外形结构

仪器分为上下两大部分。上部分由马笼头、上电机、上扶正器、磁定位、上电子线路、上传感器、上测量臂组成；下部分由下电子线路、下传感器、下测量臂、下扶正器、下电机组成（见图1仪器结构示意图）。上、下仪器结构可方便拆卸维护。

图1 仪器结构示意图

2.3 40臂井径测井仪技术指标

仪器外径：70 mm；仪器耐温：150℃；仪器耐压：105 MPa；测量范围：16.2~190.5cm；

测量精度：±76 cm；分 辨率：±0.127 cm；相对方位误差：±5°；井斜误差：±0.5°；

测井方式：连续上提测量。

2.4 40臂井径测井特点

①单芯电缆工作方式。该仪器通过一根测井电缆缆芯实现测量臂和扶正器开合、仪器供电以及数据传输任务。为了方便拆卸维修，井下仪各大部件也采用了单芯供电和通信方式。

②电机自动控制。该仪器采用上下双层扶正器结构和双层测量臂结构，扶正器和测量臂开合分别由上、下电机分时完成。在测量臂张开时，由控制电路控制上、下电机供电电路，首先实现上电机完成上层扶正器和测量臂的张开后，由限位开关自动切断供电，并自动将电源供至下电机完成下层扶正器和测量臂的张开。合拢过程与张开类似，只是由地面向井下仪供负电源。③多功能解释处理软件。40臂井径测井仪配套资料解释软件采用先进的成像处理技术。对于一个套管截面来说，要精细描绘套管截面，40个点的测量数据是远远不够的，为此利用插值的方法在这40个测量数据点中插值，并通过曲线平滑拟合处理，可以形成三维立体图、横截面图、纵剖面图以及套管剖面展开图。三维立体图支持包络线处理方式和颜色差异填充处理方式，还可以自由旋转获得最佳视角。解释软件还可以对异常测量臂进行剔除并可选用多种数据填充方式。通过多种图像处理方式，可识别判断套管截面形状，推断套管变形、弯曲、错断、射孔状况等，直观地显示井下套管变形情况。

3 工程测井应用实例

40臂井径成像测井技术自应用以来，根据测井资料能够准确判断套管弯曲变形、破裂、错断等各种形态的套损状况以及进行射孔质量评价，有效地指导油水井修井施工，对研究套损机理提供有效科学依据。

3.1 套管变形、错断、弯曲情况分析

寨24井是西区油田的一口生产井，作业中以φ45 mm总长 3.20 m的三参数测井井下仪器串和φ80 mm通井规进行测试及通井，下行测试至859 m处遇阻，反复调整下放速度仍无法通过。（色谱图绿色代表正常套管，由绿色向红色延伸，代表套管扩径越大；由绿色向深蓝色延伸，代表套管缩径越大。以下三维管柱成像图均按此标注）

图2 859 m~862 m三维管柱成像图

从图 2观察，该段套管颜色不匀，有变形情况，存在弯曲现象，属于套管变形情况。

3.2 套管孔眼、孔洞和腐蚀情况分析

寨25井是西区油田的一口生产井，作业中以φ45 mm总长 3.20 m的三参数测井井下仪器串和φ80 mm通井规进行测试及通井，下行测试至1465 m处遇阻。

从图3中观察，该段套管颜色严重不匀，表面凹凸不平，表明套管内壁不光滑，有严重腐蚀和孔洞形成。如图所示，有多处红色区域面积，其中最大臂值154.82 mm，最小臂101.93 mm，表明套管已存在破损。

寨 25井内下部油管从井中起出出发现外壁腐蚀较为严重。（见图4）

图3 1462 m~1464 m三维管柱成像图

图4 寨25井内下部油管外壁腐蚀状况

3.3 射孔井段的响应情况分析

正336井射孔日期 2005年 12月，射孔层是长62层。射孔后，该井产出液高含水，怀疑射孔误射层位。2009年 11月 18日测井径成像证明射孔井段无误。

从图 5观察，该段套管颜色非常均匀，绿色为主，表明套管射孔段内壁表面平整，孔眼清晰，孔距、方位正常，射孔位置准确。

图5 1641.0 m~1642.0 m三维管柱成像图

3.4 套管内壁沾污情况分析

寨24井在199.4 m套管处，有一大面积的蓝色区域（见图6），该处套管直径数值平均臂值 111. 44 mm，最大臂值124.51 mm，最小臂值88.77 mm，判断为内壁沾污油蜡块所致，套管正常；其余绿色区域表示套管情况完好。井内中部油管起出时明显有结蜡现象（见图7）。

图6 196.0 m~200.5 m三维管柱成像

图7 井内中部油管外壁结蜡状况

如图8示，仪器起出井口时，外壁粘有硬度较高的油蜡块，其硬度已足以影响仪器的正常测量，这两处的测量数值明显小于作业队利用油管通井时的通井规直径（φ118 mm），所以判断该处仪器的变化是井壁内没有清除干净的油蜡沾污造成的。

图8 四十臂井径仪出井状况

4 结论

1）40臂井径成像测井技术可以检测管柱内壁的腐蚀、变形及破损。所提供的套管腐蚀、变形及破损三维成像资料，图像直观，其中有2口井准确定位了套管破损和孔洞的位置。

2）40臂井径测井资料解释在成像软件的支持下，可以精细分析套管变形情况，提供套管的变形深度，判断变形情况，对于套管腐蚀的情况，可以半定量地提供套管腐蚀程度，为制定下步措施与方案提供技术依据。

3）井径测井及其研究必须与套损机理分析和套损治理研究密切配合，才能开拓发展空间、促进可持续发展。40井径成像测井技术作为工程测井，有非常广阔的应用前景。

［1］谢荣华.生产测井技术应用与进展［M］.北京：石油工业出版社，1998.

［2］宋杰，刘建中，范玉霞.40独立臂井径成像测井仪在套损检查中的应用［J］.测井技术，2003，27（2）：155－158.

［3］测井学编写组.测井学［M］.北京：石油工业出版社，2004.

［4］周瑞芬，陈再峰，魏建民.多臂井径成像测井解释方法的应用［J］.大庆石油学院学报，2005（4）：109－111.

［5］刘玉凤，杨波，胡素萍.多臂井径技术评价与应用［J］.测井技术，2004（4）：22－223

［6］陈福利，柴细元，金勇，等.多臂井径测井检测套损及其评价方法［J］.测井技术，2005（2）：79－81.

［责任编辑 李晓霞］

Caliper Imaging Logging in the Xiqu Oilfield

SONG Hong－xia1，TANG Jian－yun2，SHI JIAN2，ZHAO Jin－yi3
（1.State Key Laboratory of Continental Dynamics／Department of Geology，Northwest University，Xi an 710069，China；2.Science and Technology Department of Yanchang Petroleum Co.，LTD；3.Exploit Department Xiqu of Yanchang Petroleum Co.，LTD，Yan an 716000，China）

To address the loss of Xiqu oilfield to oil field developmentwell set to bring confusion，this article from the 40－arm caliper log of the principles of imaging，technical specifications，and equipment features to start，and through example analysis shows that the instrument can accurately identify a variety of casing damage type，and has high accuracy，the results explain the intuitive features，the results for the Xiqu oilfield well casing damage control，to provide a reliable basis for prevention.

caliper logging tool；casing damage；imaging logging；inspection

P631.83

A

1004-602X（2011）01-0079-04

2011 -03 -11

宋红霞（1980—），女，安徽巢湖人，西北大学在读硕士研究生。