套管微小漏失综合测漏方法及其现场应用

杨永杰, 牛步能, 傅强, 王伟, 王利宁, 周科

(中国石油集团测井有限公司, 陕西 西安 710077)

0 引 言

快速准确地找到套管漏失点成为油田高效生产的迫切需求。前人在测井现场对套管漏失点的检测已经进行了较多尝试。山永兰等[1]、万晓玲等[2]利用多臂井径成像测井对套管进行检测,发现多臂井径成像测井对井下套管变形、弯曲及断裂等有较好效果。曹峰真等[3]利用井下封隔器在文南油田进行套管找漏,认为封隔器在中浅部找漏可以较好应用。王朝辉等[4]、陈殿芳等[5]分别测得静压、加压及泄压条件下温度曲线,分析了产液层、进液层及不进液层在3种情况下的井温曲线特征,利用实际井下温度曲线进行对比,发现井温异常可以较好地反映套管漏失点位置。孙夫珍等[6]、舒义刚等[7]、刘地渊等[8]通过流量计在套管中找漏,认为井下流量在套管漏失点上下存在变化,定点测量时漏失点以上流量较大,漏点一下流量减少。扶咏梅[9]采用多参数测试仪在江汉油田进行套管找漏,通过温度剖面曲线粗略分析井温异常,在可疑点上下进行流量测试,可以较为准确地找出每个漏点。通过对比以上测漏方法发现有3点不足:①较少研究微小漏失情况下的测漏方法,现有方法大多对于较小的漏失或套管接箍密封不好造成的压力漏失不能较好反映;②已有测漏方法比较繁琐,利用多点逐步缩小范围的方法不仅需要大量时间,降低了找漏时效,而且不易准确找到漏点;③较多通过一种仪器或者一种方法进行研究,未利用多参数进行互补,综合测漏。

研究在已有方法的基础上,提出了综合利用自然伽马、磁定位、温度计及流量计4种测量仪器,辅助以多臂井径及磁测井仪器,在分析不同压力状态、不同测量方式下漏失点处流量及微差井温变化基础上,按漏失量不同分别提出了不同漏失量下的综合测漏思路,在实际测井中取得了初步的成效。

1 漏失点处流量及微差井温变化特征分析

1.1 定点测量漏失点上下流量及微差井温变化特征

流量及微差井温在漏失点上下加压下测量会有不同的变化特征。在漏失点以上,流量计会在压裂车以稳定流量注水加压情况下测量到井内流体的流动,随着打压压力的增加而增大、打压压力减小而降低(见图1)。由于地层岩石骨架隔热较好,因此相同深度上地层流体的温度要比同等深度下井内流体温度高;由于井内流体流入地层,因此漏失点以上井内局部温度较低,一般情况会低于地温梯度的延伸线,但离漏失点较远处微差井温主要反映了地温梯度的大小;漏失点以下无流体活动或者流体活动较弱,打压过程中检测不到流体活动,因此在压裂车注水加压下流量曲线基本为0。温度方面,漏失点以下由于流体长期不活动,与地层热交换时间比较久,因此漏失点以下局部温度将会等于或者稍微大于地温梯度的延伸,离漏失点较远处微差井温大小大体与距离漏失点以上较远的测量点微差井温数值一致,均反映了地温梯度的大小(见图1)。

图1 漏失点上下流量及微差井温曲线

1.2 过漏失点连续测量方式下流量及微差井温变化特征

通过连续测量流量及微差井温变化可以确定可疑漏失点位置。当漏失量较大时连续测量可以在井口自然压力状态下进行;漏失量较小时,则必须具备压裂车协同测量,压裂车打压至目标压力后,在压裂车稳压条件下,连续向上及向下记录流量及微差井温曲线。

(1) 稳压下向下测量流量及微差井温。当漏失点处地层流体压力小于井筒内流体压力,此时井筒内流体向地层流动,仪器向下测量,由于漏失点较小仪器测量速度较快,因此流量测量为正值。在漏失点以上时,流量计移动方向与水流方向相同,因此流量计所测流量较小;在漏失点以下时,流量计所测流量增大,因此过漏失点流量有增大趋势,往往存在流量拐点,拐点位置即是漏失点位置。井温测量时,在漏失点处由于井筒内流体流进地层,井温曲线将在漏失点位置出现温度降低的异常,在微差井温曲线中漏失点以上为波谷,而在紧挨着漏失点以下温度急剧增加,在微差井温曲线中表现为波峰[见图2(a)]。由于注水加压过大、地层压力较大时,停止加压后稳压条件下地层向外“吐水”,向下测量流量时候,过漏点流量向减小方向偏转,井温测井曲线将在井漏失点位置出现温度升高异常,在微差井温曲线中表现为波峰,而在紧挨着漏失点以下温度急剧降低,在微差井温曲线中表现为波谷[见图2(b)],且漏失量越大,井温变化越大。

(2) 稳压下向上测量流量及微差井温。漏失点处为进液时,仪器移动方向与流体流动方向相反,流量为负值。在漏失点以下,流量计所测流量反映了流量计移动快慢,过漏失点以后,流量计所测流量为静水中正常上提流量与漏失流量之和,因此在向上测量过程中流量计在过漏失点前后有向负值方向摆动趋势,而当漏失点为出液时,过漏失点以后流量曲线向正方向偏转。微差井温曲线表现与向下测量过程相同特征,进液时,漏失点以下为波峰,漏失点以上为波谷[图2(a)];出液时,漏失点以下为波谷,漏失点以上为波峰[图2(b)]。

图2 上下连续过漏失点流量及微差井温曲线

2 综合测漏方法

2.1 较大漏失情况下的综合找漏方法

(1) 压裂车以稳定的流量向井内注水打压,定点测量井内流量变化,以500 m为步长,测量流量曲线,对比上下点所测流量。若上下点测点所测量的流量存在突变,则可以判断上下点测点之间存在漏失点,且下点测点流量仍有流体流量的话,应继续

向下测量下部漏点,若下测量点流量指示无流体活动,则下点测点以下无漏点存在。

(2) 对于存在漏点的可疑井段,在压裂车稳压情况下测量微差井温及流量变化。过漏点时,流量会有明显增大或减小趋势,微差井温方面则会表现出明显的波峰、波谷特征。

(3) 利用多臂井径、磁测井仪器串测量漏失井段,可以准确判断漏失点处套管破损原因及接箍脱扣类型,为油田生产单位下一步采取措施提供依据。

2.2 较小漏失情况下的综合找漏方法

(1) 全井段监测微差井温曲线,当微差井温有变化时可能存在漏点,微差井温在漏点上下通常会有波峰、波谷的组合特征,但微差井温的变化存在多种原因,井内与地层液体交换只是其中一种。由于套管外流体流动或者套管内径变化以及异常地质体的存在均会产生异常的微差井温,因此通过全井段检测出的异常井温点还需要验证。

(2) 在初步怀疑的异常井温点上下定点测量流量变化,压裂车以稳定的流量向井内注水加压,在异常点上下,分别测量流量在加压过程中的变化,漏失点以上压裂车注水加压会产生井内流体流动;漏失点以下,即便压力加到最大,也无流体流动。

(3) 压裂车以稳定的流量向井内注水加压,分别在不同速度下测量过漏失点的流量变化曲线,通过将不同速度下流量曲线交会,去除仪器速度对所测流量的影响,综合分析漏失点上下流量的变化。

2.文化的发展必须紧紧围绕和服务时代主题。文化的发展必须紧紧围绕和服务时代主题，才能充分发挥其引领社会发展方向的重要作用。团结全民族的力量战胜日本侵略者，实现民族独立是抗日战争时期的时代主题，当时的文化动员工作即是围绕和服务于这一时代主题开展的。

(4) 分别在压裂车持续注水加压、泄压及井内自然泄压条件下,测量井内漏点处流量及微差井温曲线。在压裂车持续加压情况下,漏失点处井内流体流向地层,漏失点上流量较大,而漏失点下无流量,微差井温曲线在漏失点上为波谷,漏失点下为波峰;泄压情况下,地层流体压力大于井内压力,因此地层流体流向井内,在漏失点以上同样存在流量变化,而漏失点以下无流量变化,微差井温在漏失点以上为波峰,漏失点以下为波谷;井内自然泄压情况下根据地层压力的大小以及所处的深度有可能井内流体流入地层,但也存在地层流体流向井内的可能,因此在漏失点以上存在流量变化,而漏失点以下无流量变化,微差井温也同样存在异常。

微小漏点的检测较为困难,通常情况下要综合分析加压、稳压及泄压等情况下流量及微差井温的变化特征,通过多种方法互相验证,才能准确判断漏点位置,提高漏失点检测效率。

3 实际应用

(1) A井人工井底3 894 m,在井口进行试压,压力至8 MPa后停止加压,10 s压力降低2 MPa。通过现场压力分析认为该井漏失属于较大漏失,可以通过压裂车井口以稳定流量注水加压,以一定的步长定点测量流量变化,找出漏点深度段,再持续测量流量及温度曲线,寻找流量及微差井温异常变化点。

压裂车以200 L/min流量稳定注水加压,该次加压最大压力为8 MPa,分别进行定点测量,发现在2 000 m处流量基本为0,即使加压到最大压力,流量也基本保持不变。而1 800 m处流量计在加压到8 MPa时流量有显著增加,压裂车停止注水压后流量立即降低。分析认为,该井在1 800～2 000 m井段间存在漏点。随后,采用压裂车不泄压,井内漏点自然泄压,在可疑井段向下测量流量和微差井温,发现在1 830 m处流量和微差井温突变,流量由-4.5变至1,而微差井温也在对应位置突变为波峰。综合判断后认为该井漏点深度为1 830 m(见图3)。

图3 A井流量及微差井温综合分析图

(2) B井人工井底3 978 m,井口加压至25 MPa,井口10 min压力降低2 MPa。现场分析认为该井漏失点较小,流量计对漏失点流量的反应不灵敏,依靠定点打压测量流量变化确定异常井段寻找漏失点并非最佳的找漏思路。通过压裂车将井口压力稳至25 MPa,持续向下测量流量及微差井温变化异常点,在2 500.0～3 000.0 m井段监测曲线2 667.00 m处发现井温异常变化。对2 600.00～2 700.00 m井段重点监测,往井筒持续打压到25 MPa,分别以测速900 m/h向上、450 m/h向下、300 m/h向上深度/m监测流量及温差井温曲线变化,发现在2 667.0 m处均发现井温有明显变化,确定漏点位置(见图4),通过交会不同速度下流量曲线确定该异常点漏失流量。

(3) C井人工井底2 743 m,井口加压至30 MPa后停止加压,30 min后井口压力降低9 MPa。通过现场压力分析认为该井漏失属于较小漏失,仅通过流量计进行漏点判断可能效果较差。采用压裂车以200 L/min流量稳定注水加压,加压最大压力为25 MPa,井内漏点自然泄压,向下监测流量和微差井温变化,发现在2 164 m处微差井温存在波峰加波谷的异常,但该处流量未发生明显变化。为验证该微差井温异常点,压裂车持续加压至25 MPa,分别在2 300 m及2 100 m处进行定点测量,发现在2 300 m处流量基本为0,即使加压到最大压力,流量也基本保持不变;而2 100 m处流量计在压力开始增加时就有变化,当压力加载到4 MPa时,该点处流量变化已经基本稳定,加压到25 MPa后,停止注水加压,流量曲线立即降低(见图5)。根据磁定位曲线可以明显看出该处漏点对应于套管接箍处,综合分析后认为该处漏点可能是由于套管接箍密封不严造成。

图4 不同测速下B井漏失点处井微差井温变化图

图5 C井流量及微差井温综合分析图

4 结 论

(1) 漏失量较大情况下的找漏以一定步长定点打压测量流量曲线。通过流量曲线在上下测量点之间骤变或下测量点流量基本为0时,断定上下测量点之间有漏点存在,随后稳压条件下连续测量流量及微差井温曲线,分析流量及微差井温的异常变化,确定漏点位置。通过定点寻找可疑漏点深度段的方法提高了较大漏失时找漏的时效。

(2) 漏失量较小时,通过稳压条件下持续监测流量和微差井温异常变化点。漏失点处流体流入地层时,微差井温在漏失点上下为波谷-波峰特征,当流体流出地层时,微差井温在漏失点上下为波峰-波谷特征,随后通过可疑漏失点上下打压,通过流量变化来验证漏失点,提高较小漏失点检测准确率。

(3) 油套管漏失点处井内流体与地层流体的交换造成了漏失点上下流量及微差井温的变化。微差井温异常拐点可以精确确定漏失点位置,但并非所有温差井温的变化均可以解释为油套管漏失,漏失点的确定需要综合上下测量点流量变化及不同流速时流量的测量曲线综合判断。

(4) 根据不同漏失量提出了不同的漏失点检测方法,并将该方法运用于实际找漏中,较好地解决了油套管微小漏失的测漏难题,大大提高了找漏的时效,为油田生产单位下一步补漏提供及时可靠的依据。

参考文献:

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